[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

说明书

本申请涉及用于校正PET成像中由呼吸运动引起的失配的系统和方法。所述系统可以执行方法以获取对象的解剖图像和PET数据，并将所述PET数据门控到至少两个时相。所述系统可以执行方法以基于门控PET数据来重建至少两个门控PET图像。所述系统可以执行方法以确定与目标呼吸相位相对于解剖图像有关的参考呼吸相位的运动向量场。所述系统可以执行方法以基于目标呼吸相位相对于参考呼吸相位的运动向量场，在解剖图像中变换VOI来获取与目标呼吸相位的呼吸相位相匹配的解剖图像，并且重建对应于目标呼吸相位的经衰减校正的PET图像。

优先权声明

本申请主张于2018年1月27日提交的申请号为US15/881,765的美国申请的优先权，其全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

本申请一般涉及用于图像处理的系统和方法，并且更具体地涉及用于校正正电子发射断层成像(PET)图像重建中由呼吸运动引起的失配的方法和系统。

背景技术

PET是一种专门的放射流程，可在对象的靶器官或组织中产生功能过程的三维图像。具体地，在PET研究中，携带放射性示踪剂分子的生物活性分子先被导入对象中。然后，PET系统检测由示踪剂间接发射的γ射线对，并通过分析检测到的信号重建对象内的示踪剂浓度的图像。因为PET研究中使用的生物活性分子是靶器官或组织的天然代谢底物，所以PET可以评估靶器官或组织的生理机能(功能)以及其生化特性。在与疾病有关的解剖学变化可以被其他诊断测试，例如计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)检测到之前，所述靶器官或组织的这些性质的变化可以提供用于鉴定疾病的发作或发展的信息。

此外，PET在皮摩尔范围内的高灵敏度可允许在体内检测到少量放射性标记的标记物。PET可以与其他诊断测试结合使用，以同时获取对象的结构和功能信息。所述实例包括PET/CT混合系统，PET/MR混合系统。

使用PET/CT混合系统可以获取对象的PET和CT数据。所述CT数据可以应用于PET数据的衰减校正。在PET/CT系统中扫描期间，对象可能经历呼吸运动。当对胸部或上腹部检查进行扫描时，对象肺部的呼吸运动和/或心脏的心脏运动可能导致PET数据和CT数据之间的失配。所述失配可能会随后导致PET图像中的伪影，这进一步可能影响PET图像的解读或者基于PET图像执行的诊断。CT扫描很快，CT数据可以对应于相同或基本相同的呼吸相位。PET扫描相对较慢，PET数据可能会对应于至少两个呼吸相位，这可能导致CT数据和PET数据之间的失配。因此，期望开发一种用于匹配CT数据和PET数据的方法和系统，以减少对象的呼吸和/或心脏运动的影响，并相应地改善重建的PET图像的质量。

发明内容

在本申请的第一方面，图像处理方法可以在至少一个机器上实现，其中每一个机器可以具有处理器和存储设备。所述方法可以包括一个或以上的下述操作。可以获取对象的解剖图像和PET数据。所述PET数据可以被门控到至少两个时相中。所述至少两个时相可以对应于至少两个呼吸相位。可以基于门控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图像可以对应于至少两个呼吸相位中的一个呼吸相位。可以基于所述至少两个门控PET图像和解剖图像来确定目标呼吸相位相对于参考呼吸相位的运动向量场，所述参考呼吸相位可能与解剖图像有关。可以通过基于目标呼吸相位相对于参考呼吸相位的运动向量场来变换解剖图像中的感兴趣容积(VOI)，以此为目标呼吸相位获取呼吸相位相匹配的解剖图像。可以基于呼吸相位相匹配的解剖图像和门控PET数据来重建对应于目标呼吸相位的经衰减校正的PET图像。

在一些实施例中，PET数据可包括第一部分和第二部分。所述第一部分受对象的呼吸运动的影响可能大于第二部分。所述第一部分可以对应于解剖图像中的VOI。