[发明专利]用于校正PET成像中由呼吸运动引起的失配的系统和方法

权利要求书

1.一种图像处理方法，所述方法包括：

获取对象的解剖图像；

获取所述对象的正电子发射断层成像PET数据；

将所述PET数据门控到至少两个时相，所述至少两个时相对应于至少两个呼吸相位；

基于门控PET数据，重建至少两个门控PET图像，所述至少两个门控PET图像的每个门控PET图像对应于所述至少两个呼吸相位中的一个的呼吸相位；

基于所述至少两个门控PET图像和所述解剖图像，确定目标呼吸相位相对于与解剖图像有关的参考呼吸相位的运动向量场；

其中，所述确定目标呼吸相位相对于与解剖图像有关的参考相位的运动向量场，包括：

基于所述至少两个门控PET图像，在所述至少两个呼吸相位中识别与所述解剖图像的呼吸相位匹配的参考呼吸相位；以及基于对应于所述目标呼吸相位的门控PET图像和对应于所述参考呼吸相位的参考门控PET图像，确定对应于所述目标呼吸相位的运动向量场；

其中，所述识别与所述解剖图像的呼吸相位匹配的参考呼吸相位，包括：

识别所述解剖图像中的一个或以上的子区域，所述一个或以上的子区域对应于对象中至少一部分肺和一部分肝脏；所述一个或以上的子区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与左肺对应，所述第二子区域与右肺对应；

对于至少两个门控PET图像中的每一个，确定解剖图像中的子区域与其在门控PET图像中的对应部分之间的相似度；

确定识别所确定的相似度中的最高相似度；

将具有最高相似度的门控PET图像的呼吸相位指定为解剖图像的候选参考呼吸相位；

从所述候选参考呼吸相位中确定与所述解剖图像呼吸相位匹配的参考呼吸相位；

基于所述目标呼吸相位相对于参考呼吸相位的运动向量场，通过变换解剖图像中的感兴趣容积VOI来为所述目标呼吸相位获取呼吸相位匹配的解剖图像；以及

基于所述呼吸相位相匹配的解剖图像和所述门控PET数据，重建对应于所述目标呼吸相位的经衰减校正的PET图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述PET数据包括第一部分和第二部分，

所述第一部分受所述对象的呼吸运动的影响大于所述第二部分，以及

所述第一部分对应所述解剖图像中的VOI。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述解剖图像中分割所述VOI，并且其特征在于，在所述解剖图像中分割所述VOI包括：

在所述解剖图像中分割一个或以上的骨骼，所述骨骼围绕位于扫描区域内对象的胸腹腔；

确定所述一个或以上的骨骼的一个或以上的边界点；以及

基于所述一个或以上的边界点确定所述VOI。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

对于每个呼吸相位，通过图像配准确定该呼吸相位对应的运动向量场；

对于每个呼吸相位，基于所述对应的运动向量变换所述解剖图像中的VOI，来生成对应于所述呼吸相位的校正解剖图像，以获取呼吸相位相匹配的解剖图像；及

对于每个呼吸相位，基于所述对应的校正解剖图像和所述门控PET数据，重建对应于所述呼吸相位的经衰减校正的PET图像。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PET数据由具有PET视野的PET扫描仪获取，并且获取所述PET数据包括：

将所述对象的至少一部分肺和至少一部分肝脏放置于所述PET扫描仪的PET视野的中心区域，以获取所述PET数据。

6.一种图像处理装置，其特征在于，包括至少一个处理器以及至少一个存储介质；

所述至少一个存储介质用于存储计算机指令；

所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令中的至少部分指令以实现如权利要求1～5中任意一项所述的操作。

7.一种计算机可存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行如权利要求1～5中任意一项所述的操作。

8.一种图像处理系统，包括采集模块和处理模块，其特征在于：

所述采集模块被配置为获取对象的解剖图像，以及获取所述对象的正电子发射断层成像PET数据；

所述处理模块包括：

门控单元，所述门控单元被配置为将所述PET数据门控到至少两个时相，所述至少两个时相对应至少两个呼吸相位；

重建单元，所述重建单元被配置为基于所述门控PET数据，重建至少两个门控PET图像，所述至少两个门控PET图像的每个门控PET图像对应于所述至少两个呼吸相位中的一个的呼吸相位；

运动向量场确定单元，所述运动向量场单元被配置为基于所述至少两个门控PET图像和所述解剖图像，确定目标呼吸相位相对于与解剖图像有关的参考呼吸相位的运动向量场；其中，所述确定目标呼吸相位相对于与解剖图像有关的参考相位的运动向量场，包括：

基于所述至少两个门控PET图像，在所述至少两个呼吸相位中识别与所述解剖图像的呼吸相位匹配的参考呼吸相位；以及基于对应于所述目标呼吸相位的门控PET图像和对应于所述参考呼吸相位的参考门控PET图像，确定对应于所述目标呼吸相位的运动向量场；

其中，所述识别与所述解剖图像的呼吸相位匹配的参考呼吸相位，包括：

识别所述解剖图像中的一个或以上的子区域，所述一个或以上的子区域对应于对象中至少一部分肺和一部分肝脏；所述一个或以上的子区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与左肺对应，所述第二子区域与右肺对应；

对于至少两个门控PET图像中的每一个，确定解剖图像中的子区域与其在门控PET图像中的对应部分之间的相似度；

确定识别所确定的相似度中的最高相似度；

将具有最高相似度的门控PET图像的呼吸相位指定为解剖图像的候选参考呼吸相位；

从所述候选参考呼吸相位中确定与所述解剖图像呼吸相位匹配的参考呼吸相位；

变换单元，所述变换单元被配置为基于所述目标呼吸相位相对于参考呼吸相位的运动向量场，通过变换解剖图像中的感兴趣容积(VOI)来为所述目标呼吸相位获取呼吸相位匹配的解剖图像，

其中所述重建单元进一步被配置为基于所述呼吸相位相匹配的解剖图像和所述门控PET数据，重建对应于所述目标呼吸相位的经衰减校正的PET图像。