用于pet衰减校正的mr扫描选择的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及用于PET衰减校正的MR扫描选择。一种用于正电子发射层析成像(PET)系统(52)的衰减校正的方法包括：获得表示由PET系统(52)扫描的容积的PET扫描数据；获得表示该容积的多个磁共振(MR)扫描数据集，每个MR扫描数据集是在由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间在相应的时段中被采集的；基于对多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或多个MR扫描数据集和PET扫描数据的评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动；基于所检测的运动根据多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
【专利说明】用于PET衰减校正的MR扫描选择
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年12月4日提交并被分配序号61/733，132的标题为“Systemfor Processing Corresponding MR and PET Image Data”的美国临时申请的权益，其全部公开特此通过引用被结合。
【技术领域】
[0003]本实施例涉及成像系统(具体而言是磁共振(MR)成像和正电子发射层析成像(PET)系统)的集成。
【背景技术】
[0004]PET成像产生代谢和动态过程的定量测量。PET成像依赖于附着于生物活性化合物的放射性示踪物同位素的正电子发射衰变。正电子与电子的随后湮没生成在接近相反的方向行进的高能量光子对。这些事件在光子到达PET系统的检测器时被检测。不幸的是，光子可能被组织(特别是骨)吸收。该吸收被称为衰减并导致PET图像中的不期望的强度
失真。
[0005]常常为光子衰减和散射校正原始PET数据。衰减校正通常使用从单独度量采集的数据。一种常用方法使用由组合的PET/CT扫描仪提供的计算机层析成像(CT)数据。其它临床扫描仪提供并发的PET和磁共振(MR)成像。使用MR数据用于衰减校正有利地避免了CT扫描中所涉及的辐射剂量。典型的MR/PET工作流程因此可以从并发PET扫描和MR扫描开始以用于衰减校正。在MR衰减校正扫描完成后，常常在PET扫描继续的同时出于诊断目的而进行另外的MR扫描。
[0006]PET采集期间的患者运动使衰减校正变复杂。如果在PET扫描期间存在患者运动，则PET和MR衰减校正数据之间的空间配准的缺乏可能导致差的图像质量。如果使MR/PET系统的操作者意识到患者运动，则可以在PET扫描的结束时进行另一 MR衰减校正扫描。操作者然后在视觉上将非衰减校正的PET图像与两个MR衰减校正扫描进行比较以手动地选择将被用于PET数据的衰减校正的MR数据。该方法是不期望地耗时且主观的。
【发明内容】
[0007]通过介绍，下面描述的实施例包括用于正电子发射层析成像(PET)扫描数据的衰减校正的系统、计算机程序产品、及方法。将衰减校正数据与如根据多个磁共振(MR)扫描数据集确定的PET扫描数据对准，该多个磁共振(MR)扫描数据集的使用是基于在PET扫描数据的采集期间检测到的运动。该运动可以被基于对多个MR扫描数据集自身的评估或者基于每个MR扫描数据集与其它扫描数据之间的差异来进行检测，所述其它扫描数据诸如是PET扫描数据或在PET扫描数据的采集期间采集的另外的MR扫描数据。
[0008]在第一方面，一种用于PET系统的衰减校正的方法包括:获得表不由PET系统扫描的容积的PET扫描数据；获得表示该容积的多个MR扫描数据集，每个MR扫描数据集是在由PET系统进行的PET扫描数据的采集期间在相应的时段中被采集的；利用处理器基于对该多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或该多个MR扫描数据集和PET扫描数据的评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动；利用处理器基于所检测的运动根据该多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
[0009]在第二方面，一种用于PET系统的衰减校正的计算机程序产品包括一个或多个计算机可读存储介质，该一个或多个计算机可读存储介质已经在其上存储有计算机可执行指令用于由计算系统的一个或多个处理器执行来使该计算系统执行操作。所述操作包括:获得表示由PET系统扫描的容积的PET扫描数据；获得该容积的诊断MR扫描数据，诊断MR数据是在由PET系统进行的PET扫描数据的采集期间被采集的；获得表示该容积的多个MR衰减校正(MR-AC)扫描数据集，每个MR-AC扫描数据集是在由PET系统进行的PET扫描数据的采集期间在不采集诊断MR扫描数据时被采集的；基于对多个MR-AC扫描数据集、PET扫描数据、诊断MR扫描数据、或其组合的空间对准评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动；基于所检测的运动根据多个MR-AC扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
[0010]在第三方面，一种用于PET系统的衰减校正的数据处理系统包括数据存储器，其中存储有表示由PET系统扫描的容积的PET扫描数据，以及其中存储有表示该容积的多个MR衰减校正(MR-AC)扫描数据集，每个MR-AC扫描数据集是在由PET系统进行的PET扫描数据的采集期间在不采集诊断MR扫描数据时被采集的。该数据处理系统还包括处理器，其耦合至数据存储器并被配置为基于对多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或多个MR扫描数据集和PET扫描数据的空间对准评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动。该处理器还被配置为基于所检测的运动根据多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫·描数据的对准。该处理器还被配置为利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
[0011]本发明由后面的权利要求限定，并且该部分中的任何内容都不应当被看做是对这些权利要求的限制。在下面结合优选实施例来讨论本发明的另外的方面和优点，并且以后可以独立地或组合地要求保护本发明的另外的方面和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]部件和附图无需按比例，而是重点放在图示本发明的原理上。此外，在附图中，类似的附图标记贯穿不同的视图指明对应的部分。
[0013]图1是衰减校正方法的一个实施例的流程图。
[0014]图2是根据一个实施例的用于实现图1的方法的数据处理系统的框图。
[0015]图3-5是根据若干实施例的用于在图1的方法中使用或由图2的系统使用的并发MR和PET扫描序列的定时图。
[0016]图6是根据一个实施例的根据用于对与诊断MR扫描数据同时采集的PET扫描数据的衰减校正的MR衰减校正扫描数据集生成的图像的示例。
【具体实施方式】[0017]描述了用于对PET扫描数据的衰减校正的方法、计算机程序产品、以及系统。出于衰减校正(AC)的目的，在PET采集的持续时间内采集多个MR扫描数据集。可以在PET采集期间每隔一段时间采集MR扫描数据集。MR-AC扫描数据集的采集可以有利地不涉及与完全MR数据采集(例如，诊断MR扫描)一样多的时间。基于对PET采集期间扫描的容积运动的检测根据多个MR扫描数据集来确定磁共振AC(MR-AC)数据。基于对PET采集期间采集的扫描数据的评估(例如，空间对准的评估)来检测运动。在知晓在PET采集期间何时发生了运动的情况下，可以选择或以其它方式确定MR-AC数据用于与PET扫描数据的对准。MR-AC数据因此可以与PET扫描数据自然地对准。因此可以提供改进的PET成像，同时避免了视觉比较和其它用户干预或其它处理，例如包括使用配准算法来将MR-AC数据与PET扫描数据对准。
[0018]所公开的实施例可以支持更久的PET采集。PET扫描数据的质量可以随着更久的采集时间而改进。然而，随着更久的采集时间，更有可能在PET采集期间发生移动。所公开的实施例可以提供一种技术，其用于校正PET扫描数据，尽管发生此类移动。
[0019]实现MR-AC数据的自动且客观的选择或其它确定。可以实现PET和MR-AC数据的改进或更好的对准。利用与PET扫描数据更好对准的MR-AC数据，PET扫描数据的衰减校正可以产生更加精确或优化的PET量化。
[0020]在一些实施例中，空间对准评估被用于选择多个MR扫描数据集中的一个以便用作MR-AC数据。可以自动地选择多个MR-AC扫描数据集中的最佳数据集作为MR-AC数据。例如，如果MR-AC扫描数据集中的两个恰好对准，并且这些集之间的时间是充足的，则这些集中的一个或两者可以被用于衰减校正。使用在PET采集的持续时间内分布的多个MR-AC扫描的最佳者可以比仅仅使用来自在PET采集的开始或结束时的MR-AC扫描的数据更加有效。由于在PET采集期间的某个点处的患者容积的运动，在PET采集期间的MR-AC扫描可能具有更好的与PET扫描数据的空间对准。
[0021]在其它实施例中，根据多个MR-AC扫描数据集的组合来确定MR-AC数据。例如，内插、平均、或其它函数被用于根据两个或更多MR-AC数据集来确定MR-AC数据。
[0022]衰减校正技术可以包括对MR/PET系统的操作者的反馈。可以在PET采集期间提供该反馈以建议针对给定的床位置批准附加的MR-AC扫描。可以在例如患者运动超过阈值的情况下批准附加的MR-AC扫描数据集的采集。可替换地，该阈值可以被用于确定先前采集的MR-AC数据集中的一个将构成更优的MR-AC扫描数据集，由于过度的患者运动。
[0023]可以评估不同的扫描数据来检测运动以支持MR-AC数据与PET扫描数据的对准。该评估可以在多个MR扫描数据集的多个对之间或者在每个MR扫描数据集与PET采集期间采集的其它扫描数据之间。在一个实施例中，其它扫描数据是诊断MR扫描数据。在另一个实施例中，其它扫描数据是PET扫描数据。在其它实施例中，该评估可以在PET扫描数据的多个面元(bin)之间。 [0024]所公开的方法和系统不限于针对MR和PET系统的特定扫描序列。MR-AC扫描的数量、定时、以及其它特性可以改变。可以但无需包括诊断MR扫描。诊断MR扫描可以具有比MR-AC扫描更高的空间分辨率。诊断MR扫描数据的使用可能是有用的，因为提供了附加的数据用于检测PET采集期间的运动。诊断MR扫描的数量、定时、以及其它特性也可以改变。
[0025]所公开的方法和系统不限于与任何特定的MR系统或PET系统一起使用。例如，所公开的实施例不限于用于MR系统的特定类型的主磁体。MR系统无需包括磁制冷的或超导的或其它的电磁体。MR系统可以具有隧道或开口配置。PET系统可以具有任意数量的PET检测器。MR和PET系统的其它特性也可以改变，包括系统彼此集成的方式。
[0026]在一些实施例中，MR-AC扫描数据集可以被用于建立运动的模型。来自患者的呼吸监测器的生理信号然后可以被用于针对PET扫描数据选择应用于呼吸期(respiratoryphase)的MR-AC扫描数据集。MR-AC扫描数据和/或PET扫描数据可以被用于确定模型的可应用阶段。MR-AC扫描数据集可以可替换地或另外被用于通过运动的主分量的投影来更新运动模型。此类更新在其中患者的呼吸模式改变的情形中可能是有用的。
[0027]MR-AC扫描数据集的差异可以被用于估计运动如何以及何时发生在患者中。该信息(其可以被称作运动字段)除供应对衰减校正有用的信息之外，还可以被用于改进PET再现分辨率和对比度。
[0028]图1描绘了根据一个实施例的衰减校正方法。该方法的目的在于校正由PET系统采集的PET扫描数据。衰减校正是基于在PET扫描数据的采集期间采集的MR-AC扫描数据。在该方法中可以包括附加的、更少的或可替换的动作。例如，可以不在PET扫描数据的采集期间采集诊断MR数据。
[0029]在动作10中获得PET扫描数据和MR扫描数据。PET扫描数据表示由PET系统扫描的容积。动作10可以包括动作12中的PET扫描数据的采集。在其它情形中，PET扫描数据是先前被采集的。MR扫描数据包括也表示该容积的多个MR扫描数据集。每个MR扫描数据集可以在由PET系统进行的PET扫描数据的采集期间在相应的时段内被采集。贯穿PET采集分布MR扫描数据集。结合图3-5来提供示例。可以经由被配置为支持PET扫描数据的衰减校正的MR扫描序列来采集多个MR扫描数据集中的每个MR扫描数据集。在此类情形中，每个MR扫描数据集可以因此被称作MR-AC扫描数据集。
[0030]MR扫描数据可以包·括诊断和非诊断MR扫描数据。用于诊断MR扫描数据的(多个)MR扫描被配置为提供适于在诊断而不是衰减校正中使用的扫描数据。用于非诊断MR扫描数据的MR扫描被配置为提供MR-AC扫描数据集。在该实施例中，在动作14中在PET采集期间采集诊断MR扫描数据。可以在动作16中在PET采集期间在不采集诊断MR扫描数据时采集非诊断MR扫描数据或MR-AC扫描数据集。在其它情形中，不采集诊断MR扫描数据。在此类情形中，可以连续地或贯穿PET采集来采集用于衰减校正的MR-AC扫描数据。
[0031]针对每个床位置获得多个MR-AC扫描数据集。针对其中容积被PET系统扫描的每个位置采集至少两个MR-AC扫描。如在下面所描述的那样选择或以其它方式确定最佳或最优的MR-AC扫描数据集。
[0032]动作10可以包括访问或以其它方式获得先前采集的扫描数据。动作10因此可以不包括针对它的数据采集或扫描操作。例如，可以在该方法的实现期间从数据存储器获得PET扫描数据和/或MR扫描数据。因此可以与该方法的实现无关地或结合该方法的实现来采集或生成PET扫描数据和/或MR扫描数据。
[0033]在动作18中，检测在PET扫描数据的采集期间的容积运动。可以在采集后(例如包括在从数据存储器获得PET和其它扫描数据后)的任意点处实现目的在于检测运动的处理。基于对PET采集期间采集或以其它方式获得的扫描数据的评估来检测运动。该评估可以是或包括空间对准评估，其涉及PET采集期间采集的一个或多个类型的扫描数据。可以评估或量化一个或多个解剖特征的空间对准。例如，可以在不同图像中经由界标来检测运动。可替换地或另外，可以比较界标集之间的偏移来检测运动。
[0034]在一些实施例中，单独评估多个MR扫描数据集、或MR-AC数据。在其它实施例中，利用PET扫描数据来评估多个MR扫描数据集。在又一些其它实施例中，评估涉及评定或比较多个MR扫描数据集和诊断MR数据。在再一些其它实施例中，在该评估中评定多个MR扫描数据集和PET扫描数据。在再一些其它实施例中，单独评估PET扫描数据。在这些和其它情形中，通过对扫描数据对准或未对准的程度的检测来检测运动。
[0035]用于检测运动的评估可以包括动作20，其中计算并比较相似性度量。在一些情形中，例如，针对多个MR-AC扫描数据集中的每个MR-AC扫描数据集来计算相似性度量。在一个实施例中，可以通过计算多个MR-AC扫描数据集中的每一对之间的相似性度量来检测运动。所计算的相似性度量然后可以彼此进行比较以识别在其期间发生了运动的时段。可以通过评估在何处MR扫描数据集的(多个)相似性度量更高来检测运动。例如，如图3和图4的示例性扫描序列中所示，如果针对MR-AC扫描数据集MRACl和MRAC2的相似性度量高于针对MR-AC扫描数据集MRAC2和MRAC3的相似性度量，则在第二和第三MR-AC扫描数据集的采集之间(和/或期间)可能已经发生了运动。如下所述，MR-AC扫描数据集MRACl和/或MR-AC扫描数据集MRAC2然后可以被认为是与PET扫描数据最对准的，并且因此被选择来确定将被用于PET扫描数据的衰减校正的数据。
[0036]相似性度量计算可以包括计算归一化互信息(匪I)度量。在两个图像(例如，图像M和图像N)之间计算匪I度量如下:
[0037]H(M)=图像M的边际熵
[0038]H(N)=图像N的边际熵
[0039]Y(M, N)=图 像M和N之间的归一化互信息
[0040]Y(M, N) = (H(M)+H(N))/H(M，N)
[0041]可以使用对准的其它成本测量或度量，例如包括归一化互相关和局部互相关，其像NMI度量一样在交叉模态和呈现对比度的差异的其它评估方面可能是有用的。在下面提供交叉模态评估的示例。各种其它相似性度量可以被用在例如包括两个MR-AC扫描数据集的比较的非交叉模态评估中。例如，可以使用平方和以及其它测量。
[0042]在其它实施例中，相似性度量可以包括针对每个MR-AC扫描数据集关于在PET采集期间采集的其它类型的扫描数据计算的度量。例如，可以针对每个MR-AC扫描数据集关于在PET采集期间采集的诊断MR扫描数据计算相似性度量。如图3的示例性扫描序列中所示，在PET采集期间实现三个诊断MR扫描，DIAG MRl、DIAG MR2和DIAG MR3。在不采集诊断MR扫描数据时采集三个MR-AC扫描数据集，MRACU MRAC2和MRAC3。在一个示例性实施例中，以关于PET采集的期望的等待时间的MR扫描(例如，诊断MR扫描DIAG MR2)可以被选作目标。然后可以针对每个MR-AC扫描关于该目标计算相似性度量，以量化相应的MR-AC扫描和PET采集的期望时间点之间的对准。可以自动地选择具有与目标的最佳对准的MR-AC扫描。可以实现用于将MR-AC扫描数据集与一个或多个诊断MR扫描共配准的其它技术。例如，可以评定与多于一个目标的对准。其它实施例可以不涉及目标诊断MR扫描。
[0043]涉及诊断MR扫描的相似性度量在其中例如诊断MR扫描可在PET采集期间占据相当多的时间的情形中可能是有用的。还可以针对诊断MR扫描来计算相似性度量以提供对何时可能已经发生了运动的进一步洞察。
[0044]可以可替换地或另外针对每个相应的MR扫描数据集关于PET扫描数据计算相似性度量。PET扫描数据可以是非衰减校正的、或原始的PET扫描数据。在解剖模型足够与背景区分的情况下，PET扫描数据在这方面可能是有用的。例如，使用具有显著的皮肤吸收的示踪物采集的PET扫描数据可被使用。在这些实施例中，具有与PET扫描数据的最佳(例如，最高)相似性度量的(多个)MRAC扫描数据集可以被选择或以其它方式用来确定将被用于衰减校正的数据。衰减校正数据和PET扫描数据因此可以是共配准的。
[0045]运动检测可以包括不涉及MR-AC扫描数据集的评估。例如，运动检测可以包括动作22，其中将PET扫描数据分割为多个PET数据面元。此类分割的示例被示出在图5中。每个面兀与PET米集的相应时间段对应。PET扫描数据在被格式化为列表模式数据的同时可以被分割。列表模式PET采集提供了用于将PET采集回顾性地再现为多个时间面元的能力。然后可以在动作24中检测运动，其中处理每个面元中的PET扫描数据以提取运动信息。在一个实施例中，评估每个面元中的PET扫描数据以确定患者随时间的运动。例如，最佳拟合衰减映射可以被用于每个面元。然后可以选择与没有运动的最长时段相关联的(多个)MR-AC扫描数据集。
[0046]在一些实施例中，确定每个PET数据面元的重心并将其与其它面元的重心比较以识别在其期间发生了运动的时段。然后可以选择一个或多个MR-AC扫描数据集以基于何时发生了运动来确定将被用于衰减校正的数据。
[0047]每个PET数据面元的重心可能由于患者的呼吸、心脏运动、肠道气体移动、膀胱充盈、造影剂运动、或其它非总体运动而改变。重心信息可以被用于确定哪些面元彼此对准和/或未对准。然后可以针对各种面元或面元组确定不同的衰减校正数据。不同的MR-AC扫描集可以因此被用于针对不同面元校正PET扫描数据。其中随时间再现多个PET图像以便观察示踪物吸收和/或其它动态的实施例可以受益于使与每个PET图像(例如，面元)的对准最大化。·
[0048]涉及PET数据面元的其它实施例可以涉及检测运动中的MR-AC扫描数据集。例如，可以基于多个MR-AC扫描数据集针对每个PET数据面元计算一个或多个相似性度量。参照图5的示例，涉及MR-AC扫描数据集MRAC2的相似性度量可以揭示出在PET数据面元6期间发生了运动。然后可以因此选择或确定衰减校正数据，如下所述。
[0049]相似性度量比较在其中实时地即在PET采集期间检测运动的实施例中可能是有用的。在图1的实施例中，在判定块26中分析相似性度量的比较以确定是否超过阈值。该阈值可以指示显著量的运动。如果受验者移动太多，则超过阈值，并且控制可以传递至动作28，其中生成或以其它方式向操作者发起警报或其它消息。该消息可以提示操作者提醒患者克制不要移动。该消息可以可替换地或另外提示操作者或系统采集一个或多个附加的MR-AC扫描数据集。如果做出采集附加的MR-AC扫描数据集的判定，则判定块30将控制返回至动作10。如果不是，则该方法可以继续另外的运动检测或者继续进行衰减校正数据的确定，如图1中所示。可以经由消息来提供附加的或可替换的反馈。
[0050]可以经由自动生成的口头命令来提供反馈。该命令可以针对操作者或患者。该反馈在其中可能不在PET采集期间以其它方式通知运动的那些场景中可能是有用的。
[0051]可以提供可替换的或附加的反馈，包括关于所检测的运动的视觉反馈。例如，可以生成描绘何时发生运动、何时已经超过了阈值和/或何时MR-AC数据扫描集失效(例如，由于不足的对准)的界面。该界面可以描绘在PET采集的持续时间内的各种数据扫描的开始和结束时间。可以利用各种选项和/或信息来描绘每个扫描。例如，用户可以从考虑中取消选定或以其它方式移除MR-AC数据扫描集、内插MR-AC数据扫描集或修改扫描序列以处理运动的发生。用户界面可以可替换地或另外在运动存在时向操作者提供选项以选择一个或多个MR-AC扫描数据集供衰减校正之用。
[0052]在动作32中确定将被用于衰减校正的数据。根据多个MR扫描数据集确定衰减校正数据。选择MR扫描数据集中的一个或多个用于基于所检测的运动来进行确定。使用关于所检测的运动的信息，可以选择与PET扫描数据最对准或最佳对准的(多个)MR扫描数据集以供该确定之用。例如，可以通过选择在运动检测过程期间识别的(多个)时段之外采集的一个或多个MR-AC扫描数据集来确定衰减校正数据。可以因此实现衰减校正数据与PET扫描数据的对准。
[0053]在一些情形中，确定衰减校正数据包括动作34，其中选择多个MR-AC扫描数据集中的单个MR-AC扫描数据集。单个MR扫描数据集可以是在动作18中识别的(多个)时段(即，其中检测到运动的(多个)时段)之外采集的数据集中的一个。可以选择与没有运动的最长时段相关联的(多个)MR-AC扫描数据集。例如，如果在由充足的持续时间分开的两个MR-AC扫描数据集之间未检测到运动(例如，间隔五分钟采集扫描数据集)，则扫描数据集中的一个或两者可以被认为是最优扫描数据集(或被用于确定最优扫描数据集)。可替换地或另外，可以基于所计算的相似性度量来选择多个MR-AC扫描数据集中的与诸如诊断MR扫描数据或PET扫描数据之类的其它扫描数据最对准的MR-AC扫描数据集。
[0054]在其它实施例中，多个MR-AC扫描数据集被用于确定衰减校正数据。例如，确定衰减校正数据可以包括动作36，其中选择多个MR扫描数据集中的一对MR-AC扫描数据集。该对MR-AC扫描数据集可以在动作18中识别的时段(即，其中检测到运动的(多个)时段)之外被采集。然后可以通过在该对MR-AC扫描数据集之间内插来确定衰减校正数据。在不是正在发生总的身体移动的情况下，内插可能是有用的，例如包括处理具有不同MR-AC扫描数据集的不同呼吸期。可以使用内插之外的技术，例如包括求平均。使用多个MR-AC扫描数据集在其中例如在被确定为多个MR-AC扫描中的最佳者的两个MR-AC扫描之间检测到运动的情况下可能是有用的，但难以确定这两个扫描中的哪一个与PET扫描数据更加对准。
[0055]在其中PET扫描数据已经被分割为面元或时间帧(例如，经由列表模式数据)的实施例中，可以针对每个面元或时间帧选择或以其它方式确定衰减校正数据。可以针对每个时间帧使用选择或确定衰减校正数据的上述方法中的任意一个。在一个实施例中，例如，选择与特定PET数据面元的相应PET扫描数据最对准的MR-AC扫描数据集。可以经由如上所述的相似性度量来确定该对准。针对每个PET数据面元重复选择过程。
[0056]可替换地或另外，可以基于何时检测到运动而组合来自PET数据面元的PET扫描数据。例如，参照 图5，如果评估揭示了患者在PET面元2的采集期间和在PET面元8的采集期间移动了，则从PET面元3至PET面元7的PET扫描数据可以被组合。落入该时段内的MR-AC扫描数据集，即MR-AC扫描数据集MRAC2然后可以被选择以用作衰减校正数据。不同的MR-AC扫描数据集可以潜在地针对每个面元提供衰减校正数据。可以使用用于确定衰减校正数据的其它技术，如上所述，在例如在该时段期间采集了多个MR-AC扫描数据集的情况下。检测运动的方式可以改变，如上所述。
[0057]可以使用多组PET数据面元。例如，一组PET数据面元可以在第一次运动发生前，另一组PET数据面元可以被设置在第一次发生和第二次发生之间，以及最后一组PET数据面元可以在第二次发生后。可以针对每个分组单独地确定或跨越多个分组共同地确定衰减校正数据。
[0058]在动作38中，利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。可以使用任何现在已知或以后开发的衰减校正过程。然后可以在动作40中基于经校正的PET扫描数据来生成扫描容积的图像。可替换地或另外，经校正的PET扫描数据可以被存储在数据存储器中用于以后显示或使用。
[0059]执行图1的动作的顺序可以与所示的示例不同。动作中的一些或全部可以被同时或并行地实现。例如，运动的检测和/或相似性评估的计算可以在仍采集扫描数据时开始。
[0060]图2描绘了示例性系统50，其被配置为促进所公开的衰减校正技术的实现和/或应用。在此示例中，系统50包括PET系统52、MR系统54、处理器56、存储器58、数据存储器60、以及显示器62。系统50可以包括附加的、更少的或可替换的部件。例如，存储器58和数据存储器60可以被集成到单个存储器中。可以提供用于PET和MR系统52、54的数据输入和控制的一个或多个用户界面(例如，用户控制台)。
[0061]系统50的子集可以被配置为数据处理系统，其被配置用于对PET系统52所采集的PET扫描数据的衰减校正。例如，数据处理系统可以包括系统50的不针对扫描数据的采集的部件。
[0062]由PET系统52 和MR系统54采集的扫描数据被存储在数据存储器60中。扫描数据包括PET扫描数据，其表示由PET系统52所扫描的容积，如上所述。扫描数据还包括表示该容积的多个MR-AC扫描数据集。每个MR-AC扫描数据集由MR系统54在PET扫描数据的采集期间进行采集。扫描数据还可以包括由MR系统54在一个或多个诊断扫描期间采集的诊断MR扫描数据。在那些情形中，每个MR-AC扫描数据集由MR系统54在不采集诊断MR扫描数据时进行采集。例如，在诊断MR扫描中无论在哪存在暂停都可以采集MR-AC扫描数据集。
[0063]处理器56耦合至数据存储器60以访问扫描数据。可以在扫描数据的存储后的任意点处访问数据存储器60来获得扫描数据以支持实现本文中所描述的衰减校正过程。处理器56和数据存储器60之间的通信链路的性质可以改变。例如，处理器56和数据存储器60可以被设置在公共计算设备中，经由局域网被连接，或经由广域网或其它分布式网络进行通信。
[0064]例如经由一个或多个指令集将处理器56配置为检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动。可以基于存储在数据存储器60内的扫描数据的空间对准或其它评估来检测运动。如上所述，处理器56可以通过对多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或多个MR扫描数据集和PET扫描数据的评估来检测运动。该评估可以包括相似性度量的计算。归一化互信息和其它相似性度量可以被用于提供交叉模态比较，如上所述。例如，可以由处理器56针对多个MR扫描数据集中的每个MR扫描数据集计算相似性度量。
[0065]处理器56还被配置为基于所检测的运动根据多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据，以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准。确定衰减校正数据的方式可以改变，如上所述。例如，可以通过对MR-AC扫描数据集中的一个或多个的选择来确定衰减校正数据。在涉及多个MR-AC扫描数据集的情形中，可以通过被配置为组合MR-AC扫描数据集的内插和/或其它算法来确定衰减校正数据。
[0066]处理器56还被配置为利用衰减校正数据来校正PET扫描数据，如上所述。在一些情形中，处理器56还可以被配置为经由显示器62呈递经校正的PET扫描数据的一个或多个图像。可替换地或另外，经校正的PET扫描数据可以被存储在数据存储器60和/或其它数据存储器中用于以后使用或显示。
[0067]处理器56是通用处理器、中央处理单元、控制处理器、图形处理器、数字信号处理器、三维渲染处理器、图像处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字电路、模拟电路、它们的组合、或用于确定位置和/或生成图像的其它现在已知或以后开发的设备。处理器56是串行、并行、或单独操作的单个设备或多个设备。处理器56可以具有在一个或多个设备上分布的任意数量的处理核。例如，所公开的方法可以由具有总共四个处理核的一对中央处理单元(CPU)来实现。处理器56可以是诸如膝上型或桌上型计算机之类的计算机的主处理器，或者可以是用于在较大系统中(诸如，在成像系统中)处理一些任务的处理器。
[0068]存储器58是图形处理存储器、视频随机存取存储器、随机存取存储器、系统存储器、高速缓冲存储器、硬盘驱动器、光学介质、磁介质、闪速驱动器、缓冲器、数据库、它们的组合、或用于存储数据或视频信息的其它现在已知或以后开发的存储设备。存储器58是成像系统的一部分、与处理器56相关联的计算机的一部分、数据库的一部分、另一系统的一部分、或独立设备。
[0069]可以经由编程处理器56所执行的指令来实现结合图1和2所描述的动作。表示指令的数据可以被存储在存储器58或任何其它存储器中。所述动作可以由除处理器56和存储器58以外或替换处理器56和存储器58的一个或多个处理器和一个或多个存储器来实现。指令可以包括用于指导处理器56或其它(多个)处理器来执行上述动作的计算机代码。可以实现附加的、更少的或不同的操作或动作。例如，操作可以包括从数据存储器60访问扫描数据。·
[0070]存储器58或其它存储器可以包括非瞬态计算机可读存储介质，其存储有表示可由编程处理器56执行的指令的数据。用于实现本文中所讨论的过程、方法和/或技术的指令被提供在计算机可读存储介质或存储器(诸如，高速缓冲存储器、缓冲器、RAM、可移除介质、硬盘驱动器、或其它计算机可读存储介质)上。计算机可读存储介质包括各种类型的易失性和非易失性存储介质。响应于存储在计算机可读存储介质中或上的一组或多组指令来执行附图中所图示或本文中所描述的功能、动作或任务。所述功能、动作或任务与特定类型的指令集、存储介质、处理器或处理策略无关，并且可以由软件、硬件、集成电路、固件、微代码等单独操作或组合操作来执行。同样地，处理策略可以包括多道处理、多任务处理、以及并行处理，如上所述。
[0071 ] 在一个实施例中，指令被存储在可移除介质设备上用于由本地或远程系统读取。在其它实施例中，指令被存储在远程位置中用于通过计算机网络或在电话线上传输。在又一些其它实施例中，指令被存储在给定的计算机、CPU、GPU、或系统内。
[0072]可以提供附加的、更少的、或不同的部件。例如，可以提供网络或网络连接，诸如用于与医疗成像网络或数据归档系统连网。可以提供一个或多个用户输入或其它用户界面。[0073]PET系统52的配置可以改变。例如，PET系统52可以包括任意数量的PET检测器。每个PET检测器的配置也可以改变。例如，PET检测器可以是整体检测器。可以使用任何现在已知或以后开发的PET成像系统部件。
[0074]MR系统54的配置可以改变。例如，MR系统54的主磁体和梯度线圈的配置可以改变。MR系统54与PET系统52集成的方式也可以改变。例如，MR系统54的一些部分可以被提供在被PET系统52的部件共享的公共外壳内。可以使用任何现在已知或以后开发的MR成像系统部件。
[0075]图3描绘了通过系统50 (图2)或经由图1的方法实现的扫描序列的一个示例。该扫描序列可以与单个工作台或患者位置对应。可以针对其它位置提供附加的扫描序列。
[0076]扫描序列包括在PET采集期间的多个MR-AC扫描。在PET采集期间执行总共三个MR-AC扫描，而不是在PET采集的开始(和/或结束)时仅执行单个MR-AC扫描。MR-AC扫描的定时可以改变。例如，每当MR系统54 (图2)空闲时，总是可以自动地和/或周期性地采集MR-AC扫描数据集。在一些情形中，每当MR系统54不实现诊断扫描时，总是采集MR-AC扫描数据集。
[0077]图4描绘了其中MR系统54(图2)不采集诊断扫描数据的扫描序列的一个示例。在此类情形中，系统50可以被配置为连续地或周期性地采集MR-AC扫描数据，如所示出的那样。
[0078]图5描绘了其中由PET系统52(图2)采集的列表模式数据被分割为时间帧或面元的扫描序列的一个示例。针对每个面元的PET扫描数据可以被用于检测运动和/或确定衰减校正数据，如上所述。可替换地或另外，针对每个面元的PET扫描数据可以被单独地或共同地校正，如上所述。
[0079]图6描绘了根据所公开的实施例中的一个或多个的被用作衰减校正对准的参考的诊断MR扫描A。将MR-AC扫描B和D与参考扫描A比较。参考扫描A与MR-AC扫描B的重叠C示出了比参考扫描A与MR-AC扫描D的重叠E更好的对准。但是并非使用重叠C和E的视觉的主观的比较，而是选择MR-AC扫描B，因为所计算的对准评估、在该情形中MR-AC扫描B与参考之间的匪I是0.18，其大于MR-AC扫描D与参考之间的匪I (匪I = 0.16)。
[0080]所公开的实施例支持基于多个MR-AC扫描数据集的衰减校正。所公开的实施例提供了用于自动地选择MR-AC扫描数据集中的一个或多个以供确定将被用于衰减校正的数据之用的技术。该技术可以包括用于量化在PET采集期间采集的扫描数据的空间对准的计算、运算、或其它过程。该量化被用于检测PET采集期间的运动。该技术可以被配置为使得将被用于衰减校正的数据与PET扫描数据自然地对准。可以确定与PET扫描数据具有最佳或最优空间对准的MR-AC扫描数据集(或多个集的组合)。因此可以避免MR-AC扫描数据集的视觉检查和/或配准。
[0081]尽管在以上已经通过对各种实施例的参考描述了本发明，但是应当理解的是，能够在不偏离本发明的范围的情况下做出许多改变和修改。因此，意图是前述详细描述被认为是说明性的而非限制性的，并且应当理解的是，正是后面的权利要求(包括所有等同物)意图限定本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种用于正电子发射层析成像(PET)系统(52)的衰减校正的方法，该方法包括: 获得表示由PET系统(52)扫描的容积的PET扫描数据； 获得表示该容积的多个磁共振(MR)扫描数据集，每个MR扫描数据集是在由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间在相应的时段中被采集的； 利用处理器(56)基于对多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或多个MR扫描数据集和PET扫描数据的评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动； 利用处理器(56)基于所检测的运动根据多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中检测运动包括: 计算多个MR扫描数据集中的每一对之间的相似性度量；以及 比较相应的所计算的相似性度量以识别在其期间发生了运动的时段。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定衰减校正数据包括选择所识别的时段之外采集的多个MR扫描数据集中的一个MR扫描数据集。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定衰减校正数据包括: 选择所识别的时段之外采集的多个MR扫描数据集中的一对MR扫描数据集；以及 在该对MR扫描数据集之间内插以确定衰减校正数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其中检测运动包括针对多个MR扫描数据集中的每个MR扫描数据集计算相似性度量。`
6.根据权利要求5所述的方法，其中: 计算相似性度量包括针对相应的MR扫描数据集关于由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间采集的诊断MR扫描数据计算相似性度量；以及 确定衰减校正数据包括基于所计算的相似性度量来选择多个MR扫描数据集中的与诊断MR扫描数据最对准的MR扫描数据集。
7.根据权利要求5所述的方法，其中: 计算相似性度量包括针对相应的MR扫描数据集关于PET扫描数据计算相似性度量；以及 确定衰减校正数据包括基于所计算的相似性度量来选择多个MR扫描数据集中的与PET扫描数据最对准的MR扫描数据集。
8.根据权利要求5所述的方法，其中计算相似性度量包括计算归一化互信息(匪I)度量。
9.根据权利要求1所述的方法，其中检测运动包括将PET扫描数据分割为多个PET数据面元。
10.根据权利要求9所述的方法，其中: 检测运动包括基于多个MR扫描数据集针对每个PET数据面元计算相似性度量；以及确定衰减校正数据包括基于相似性度量针对每个PET数据面元选择多个MR扫描数据集中的一个MR扫描数据集。
11.根据权利要求10所述的方法，其中选择MR扫描数据集包括基于相似性度量针对每个PET数据面元选择多个MR扫描数据集中的与相应的PET数据面元最对准的MR扫描数据集。
12.根据权利要求9所述的方法，其中检测运动还包括: 确定PET扫描数据被分割成的多个PET数据面元中的每个PET数据面元的重心；以及 比较相应的重心以识别在其期间发生了运动的时段。
13.根据权利要求12所述的方法，其中确定衰减校正数据包括选择所识别的时段之外采集的多个MR扫描数据集中的一个MR扫描数据集。
14.根据权利要求1所述的方法，其中经由被配置为支持PET扫描数据的衰减校正的MR扫描序列来采集多个MR扫描数据集中的每个MR扫描数据集。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括向PET系统(52)的操作者发起关于所检测的运动的警报。
16.一种用于正电子发射层析成像(PET)系统(52)的衰减校正的计算机程序产品，该计算机程序产品包括一个或多个计算机可读存储介质(58)，该一个或多个计算机可读存储介质(58)已经在其上存储有计算机可执行指令用于由计算系统的一个或多个处理器(56)执行来使该计算系统执行操作，所述操作包括: 获得表示由PET系统(52)扫描的容积的PET扫描数据； 获得该容积的磁共振(MR)诊断扫描数据，诊断MR扫描数据是在由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间被采集的； 获得表示该容积的多个MR衰·减校正(MR-AC)扫描数据集，每个MR-AC扫描数据集是在由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间在不采集诊断MR扫描数据时被采集的； 基于对多个MR-AC扫描数据集、PET扫描数据、诊断MR扫描数据、或它们的组合的空间对准评估来检测PET扫描数据的采集期间发生的容积运动； 基于所检测的运动根据多个MR-AC扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及 利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
17.根据权利要求16所述的计算机程序产品，其中检测运动包括: 针对多个MR扫描数据集中的每个MR扫描数据集计算相似性度量；以及 比较相应的所计算的相似性度量以识别在其期间发生了运动的时段。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中确定衰减校正数据包括选择所识别的时段之外采集的多个MR扫描数据集中的一个MR扫描数据集。
19.一种用于正电子发射层析成像(PET)系统(52)的衰减校正的数据处理系统，该数据处理系统包括: 数据存储器，其中存储有表示由PET系统(52)扫描的容积的PET扫描数据，以及其中存储有表示该容积的多个磁共振(MR)衰减校正(MR-AC)扫描数据集，每个MR-AC扫描数据集是在由PET系统(52)进行的PET扫描数据的采集期间在不采集诊断MR扫描数据时被采集的；以及 处理器(56)，其耦合至数据存储器并被配置为基于对多个MR扫描数据集、PET扫描数据、或多个MR扫描数据集和PET扫描数据的空间对准评估来检测在PET扫描数据的采集期间发生的容积运动； 其中处理器(56)还被配置为基于所检测的运动根据多个MR扫描数据集来确定衰减校正数据以用于衰减校正数据与PET扫描数据的对准；以及 其中处理器(56)还被配置为利用衰减校正数据来校正PET扫描数据。
20.根据权利要求19所述的数据处理系统，其中处理器(56)还被配置为针对多个MR扫描 数据集中的每个MR扫描数据集计算相似性度量。
【文档编号】A61B6/03GK103845073SQ201310757283
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2012年12月4日
【发明者】C·格利尔米, C·格佩尔特, D·福尔, M·芬彻尔 申请人:美国西门子医疗解决公司, 西门子公司