技术领域
[0001] 一般而言，下文涉及对多个投影数据段进行重建，所述投影数据段具有旋转半径不同的相似视图。根据单
光子发射计算机
断层摄影(SPECT)扫描器的具体应用进行描述，同时，也能够应用于其他医学成像和非医学成像的应用。
背景技术
[0002] 一般而言，SPECT系统包括至少一个
伽马相机，所述伽马相机配置为围绕检查区域旋转，并通过探测来自
放射性核素衰变的伽马
辐射来采集一个段中的多个投影
角度或视图的投影，所述
放射性核素衰变发生在适当地
定位于检查区域中的受检者的感兴趣区域内(例如，器官、损伤等)。所述伽马相机生成指示探测到的辐射的投影数据。重建器重建所述投影数据，以生成体积图像数据。可以进一步处理所述体积图像数据，从而产生一幅或更多幅图像。
[0003] 当围绕所述检查区域旋转时，在所述段中的各视图之间，所述至少一个伽马相机关于感兴趣区域的
位置可以根据例如受检者的形状径向地改变。同样，在各视图之间，感兴趣区域和伽马相机之间的距离也可以改变。一般而言，关于在检查区域中的某点，空间
分辨率取决于从该点到伽马相机之间的距离以及其他特征，并且通常随着该点和所述伽马相机之间的距离增加而降低。该现象被称作深度相关的分辨率变化。已经使用了深度相关的分辨率恢复重建
算法来解决该距离的改变，该算法考虑到了受检者感兴趣区域与伽马相机之间的距离。
[0004] 对于诸如全身扫描的某些SPECT过程，对多个充分邻近的段采集投影，其中，由于探测器在轴向方向上有限的视场(FOV)，每段
覆盖受检者的不同子部分。例如，对于全身扫描采集数据可能有必要对于三个到四个充分邻近的段采集数据，所述数据共同包括覆盖全身的投影数据。
[0005] 如上所述，对于特定段，在该段中的各视图之间，感兴趣区域和伽马相机之间的距离可以改变。对于全身扫描，感兴趣区域可以沿着假想的旋转(轴)或z轴位于其上，该旋转(轴)或z轴纵向延伸通过受检者并且通常垂直于伽马相机的前面。同样，对于全身扫描，在段的各视图之间，旋
转轴和伽马相机之间的距离可以改变。此外，因为每段覆盖受检者的不同子部分，在不同段中充分相似的各视图(具有充分相似的视角)之间，该距离也可以改变，所述子部分可以在形状上不同于其他段中所覆盖的受检者的子部分。例如，当使用自动身体轮廓(ABC)技术时，对于跨各段的每个视图而言，
旋转轴和伽马相机之间的距离通常是不同的。
[0006] 因此，当使用深度相关的分辨率恢复重建算法时，由于对于跨不同段的特定视图，深度相关的分辨率恢复要求旋转轴和伽马相机之间的距离充分相同，所以逐段地重建不同段的投影数据。结果，对于全身扫描或采集多个投影数据段的其他扫描，用于重建不同段的重建技术通常包括个别地和独立地对每段进行重建，并且随后适当地组合每段的重建后数据，以形成指示全身的单个三维数据集。
[0007] 遗憾的是，逐段重建在临床应用中可能效率很低并且很不方便，因为对于每段而言，操作人员需要选择相应的投影数据、加载所选择的投影数据、选择方案、调用对所加载数据的重建以及保存重建后数据，并且，在重建了所有各段之后，操作人员还需要选择、加载并组合重建后数据，并且随后保存组合后的数据，以产生覆盖全身的单个数据集。在该工作流程当中，操作人员多次重复相似的步骤，这可能既低效又不方便。此外，对所述数据的衰减校正(经由CT-AC)使得所述工作流程进一步复杂化。
发明内容
[0008] 本
申请的各方面针对以上所涉及到的这些和其他问题。
[0009] 根据一方面，医学成像系统包括视图变换组件和段组合器。所述变换组件对多个分立的段中的每个视图中的投影数据进行转换，每个所述段包括至少一个视图。跨多个分立的段的充分相似的视图的经转换的投影数据具有共同的旋转半径。所述段组合器将经转换的投影数据组合，以生成包括多个分立的段中每个的每个视图的经转换的投影数据的单个数据集。
[0010] 在另一方面，一种方法包括向多个分立的投影数据段中的每个视图内的投影数据施加相应的变换，其中，每个所述视图的变换对相应视图的所述投影数据进行转换，从而使得相应视图的经转换的投影数据具有跨多个段的共同旋转半径。所述方法还包括将多个分立的段中每个的每个视图的经转换的投影数据进行组合，以生成包括每个分立的段的投影数据的单个数据集，其中，所述单个数据集存储在存储设备中。
[0011] 在另一方面中，一种计算机可读存储介质包括指令，当由计算机运行所述指令时，使得所述计算机执行步骤：向多个分立的投影数据段中的每个视图内的投影数据施加相应的变换，其中，每个所述视图的变换对相应视图的投影数据进行转换，从而使得相应视图的经转换的投影数据具有跨多个段的共同旋转半径；组合所述多个分立的段中每个的每个视图的经转换的投影数据，以生成包括每个分立的段的投影数据的单个数据集；并且使用深度相关的分辨率恢复重建算法重建所述单个数据集。
[0012] 对于本领域的技术人员而言，通过阅读和理解下面的详细描述，将领会本发明的更进一步的各方面。
附图说明
[0013] 本发明可以采用不同的组件和不同的组件布置的形式，以及采用不同的步骤和不同的步骤布置的形式。附图仅仅是出于图示说明优选
实施例的目的，并且不能被理解为是对本发明的限制。
[0014] 图1图示说明了示例性医学成像系统；
[0015] 图2图示说明了所述医学成像系统的示例性实施例；
[0016] 图3图示说明了显示来自不同段的投影数据的图像；
[0017] 图4图示说明了一种方法。
具体实施方式
[0018] 参考图1，SPECT系统100包括至少一个伽马辐射敏感探测器，诸如伽马相机。所图示说明的系统100包括两个伽马相机1021和1022，本文将其共同称作伽马相机102。伽马相机102中的每个包括
准直器104和光
传感器阵列106。
准直器104由铅等制成，并且包括孔阵列，伽马光子108通过该孔阵列，所述伽马光子108从检查区域110发射并沿一定角度范围内的方向传播。在所图示说明的系统100中，光传感器阵列106包括与
光电倍增管(PMTs)阵列或
半导体光电探测器进行光学通信的
闪烁体。在其他的实施例中，光传感器阵列106可以包括直接转换的探测器和其他光敏探测器。
[0019] 在所图示说明的实例中，伽马相机1021和1022以大约九十(90)度到一百零二(102)度范围内的角度相对于彼此设置。然而，也可以预期其他角度。将伽马相机102配置为围绕检查区域110并关于纵(轴)或z轴112旋转，以采集一段中多个投影角度或视图的投影，该纵(轴)或z轴112纵向延伸通过检查区域110并关于伽马相机102垂直。一个或更多个
驱动器用于改变伽马相机102与检查区域110中的目标或受检者的相对位置，例如，通过关于检查区域110旋转伽马相机102和/或关于所述检查区域成切线地或径向地移动伽马相机102。
[0020] 随着伽马相机102的旋转，闪烁体106接收通过准直器孔的伽马光子并对其响应而生成光，并且光传感器阵列106产生指示所探测到的伽马光子的投影数据。所述数据的空间分辨率一般取决于从检查区域110中的感兴趣区域到光传感器阵列106的距离，这被称作深度相关的分辨率变化。利用轴112与接近检查区域110的准直器104的区域之间的距离(本文称作旋转半径，或ROR)，联合诸如全身扫描的多段扫描描述了所图示说明的实例，所述轴112纵向延伸通过检查区域110并关于伽马相机102垂直。在诸如全身扫描的扫描中，在一段的视图之间的ROR和/或在不同段中充分相似的视图之间的ROR可以是不同的。
[0021] 投影数据组合器114在所述投影域内将不同段的投影数据组合或“结合”到一起，以形成包括来自多段的投影数据的单个投影数据集。正如下面将更详尽描述的，这包括对所述不同段的所述投影数据进行处理，使得在不同段中充分相似的视图的所述投影数据参照共同或参考旋转半径(RORref)。同样，来自不同段的组合后的投影数据可以在单次重建期间使用深度相关的分辨率恢复重建算法进行重建。与分立地和独立地重建每段相比，使用深度相关的分辨率恢复重建算法，并且随后通过组合重建后的段对其进行后处理来形成单个体积数据集，可以改善工作流程。组合后的数据可以存储在存储设备中，诸如
存储器、盒式磁带、光盘、磁盘等等。
[0022] 重建器116对所述投影数据进行重建，以产生指示从检查区域110发射的放射性同位素分布的体积或三维图像数据。在一个例子中，通过对深度相关的准直器-探测器响应函数(距离相关的分辨率模型)进行建模，重建器116利用了具有分辨率恢复的
迭代重建算法，所述准直器-探测器响应函数补偿所述准直器和探测器的距离相关的空间分辨率模糊。在所图示说明的实例中，在重建期间，对跨各段的每个视图在每个视图角度处对所述准直器-探测器的响应函数共同建模，所述跨各段的每个视图共享所述参考旋转半径，RORref。根据此类方法，与没有对距离相关的探测器分辨率进行建模的技术相比，增加迭代的数目必然会改善所述图像的空间分辨率。在其他实施例中，可以使用其他的重建算法。
[0023] 计算机作为操作人员的控制台118。控制台118包括诸如监视器或显示器的人可读输出装置，以及诸如
键盘和
鼠标的输入装置。驻留在控制台118上的
软件使得所述操作人员可以观察以及以其他方式操作所述体积图像数据，例如，通过图像
用户界面(GUI)。驻留在控制台118上的软件也使得所述操作人员能够通过建立所需的扫描方案、启动和终止扫描，以及以其他方式与扫描器100
接口连接来控制系统100的操作。
[0024] 目标
支撑物120支撑诸如待成像的病患、行李等目标。将目标支撑物120配置为协同系统100的操作纵向移动，从而使得可以根据所期望的扫描轨线在多个纵向位置处对目标进行扫描。
[0025] 图2图示说明了投影数据组合器114的示例性实施例。对于该实施例，假定一项研究包括N个投影数据段，其中，N是等于或大于二(2)(例如，二(2)、三(3)、四(4)等)的正整数。还假定每段包括M个数据视图，其中，M是诸如六十四(64)、一百二十八(128)等的正整数。如上所述，对于全身扫描，至少对跨各段的充分相似的视图而言，ROR可以不同。对于该实例，假定跨N段的每个第i张视图具有不同的ROR。
[0026] 如图所示，视图ROR确定器202确定对于N段中每个的M个视图内每个的RORn，m。在所图示说明的实例中，RORn，m基于从参考线112(图1)到准直器104(图1)的距离，所述参考线112沿z轴延伸通过不同段。图3分别示出了对于一到四(1-4)个段的第m个视图，或ROR1，m302、ROR2，m304、ROR3，m306和ROR4，m308的参考线112以及ROR。注意在图3中，对于每个段，可以放置所述探测器使得一段轻微地与先前的段重叠。在其他的实施例中，可以重叠地更多或更少，包括没有重叠。
[0027] 返回到图2，参考ROR选择器204为选择用于N段的M个视图中的每个的参考RORref，m。在所图示说明的实例中，对于具体的视图而言，所选择的参考RORref，m是对于该视图最大的RORn，m。然而，在其他的实施例中，可以用其他方式选择参考RORref，m。例如，对于具体的视图而言，ROR选择器204可以备选地选择RORref，m，所选择的参考RORref，m对于该视图而言代表中值ROR、平均ROR、最小ROR、最优确定的ROR等。在另一实施例中，已知或在别处确定了RORn，m和/或RORref，m。在此类实施例中，省略了参考ROR选择器204。
[0028] 准直器-探测器响应函数确定器206确定准直器-探测器响应函数和 所述准直器-探测器响应函数 和 是深度相关的准
直器-探测器响应函数。在所图示说明的实例中，所述 和 分别基于
RORn，m和RORref，m确定。出于说明性的目的以及为了简洁，所述准直器-探测器响应函数和 是参照高斯(Gaussian)函数进行描述的，高斯函数常用于描述准
直器-探测器响应函数。然而，也可以使用其他备选的函数。
[0029] 通过实例的方式，给定准直器系统的分辨率，其响应函数CDR可以如等式1所示进行估计，等式1代表一维高斯函数：
[0030] 等式1：
[0031] 其中，σ等于 并且FWHM是参照半值全宽(例如，以mm为单位)的准直器分辨率。FWHM可以如等式2所示确定：
[0032] 等式2：
[0033] 其中，B代表准直器长度；C代表覆盖厚度；D代表所述晶体厚度的一半；H代表准直器孔的大小以及L代表有效的准直器长度。等式2可以参照衰减系数μ如等式3中所示重写为：
[0034] 等式3：
[0035] 其中，L等于 同样， 和 两者都可以确定。在另一实施例中，已知或在别处已经确定了 和/或 或
和/或 在此类实施例中，省略了准直器-探测器响应
函数确定器206。
[0036] 变换确定器208基于 和 确定用于N段中每个的M个视图内的每个的变换hn，m。例如，在所图示说明的实施例中，确定了变换hn，m，使得满足了等式4：
[0037] 等式4：
[0038] 当RORn，m小于RORref，m时，变换hn，m的作用通常是卷积。当RORn，m大于RORref，m时，变换hn，m的作用通常是反卷积。出于说明性的目的以及为了方便，下面的讨论是假定卷积的情况，即RORn，m小于RORref，m并且因此 小于
[0039] 如同所述准直器-探测器响应函数， 和 所述变换hn，m可以如上所述参照高斯函数或以其他方式进行描述。FWHMh可以从等式5中确定：
[0040] 等式5：
[0041] 并且所述变换hn，m可以基于所确定的FWHMh从上述等式1确定。在另一实施例中，已知或在别处已经确定了hn，m和/或FWHMh。在此类实施例中，省略了视图变换确定器208。
[0042] 另一种深入研究的方式是假定有准直器系统，使用两个不同的半径R1和R2对目标进行成像。为了方便，假定R1＜R2。这两种情况可以作为两种不同的系统：S1和S2进行处理。S1具有可以使用以上等式确定的准直器分辨率FWHM1，并且S2具有也可以使用以上等式确定的准直器分辨率FWHM2。假设有初始图像f，并且函数h(x，y)满足以下关系： 所述函数等同于
这里h(x，y)采用高斯函数的形式，h(x，y)的FWHMh可以作为
获得。一旦确定了FWHMh，就确定了σh和h(x，y)。
[0043] 变换组件210对投影数据Pn，m进行转换，从而使得跨不同段的相似视图具有近似相同的ROR。在所图示说明的实施例中，对于每个段的每个视图，为了生成 这是通过分别向Pn，m施加hn，m来实现。换言之，对于所有的n∈[1，N]和m∈[1，M]：在所图示说明的实施例中，该操作是在空间域内执行的。然而，该操作可以备选地在频域内使用快速傅里叶变换(FFT)等来执行。
[0044] 这可以想到在采集过程中应用附加的系统，其中，对于某一视图角度m，将投影n∈N，处理为共享同一准直器-探测器响应函数 这使得可能在重建中应用深度相关的分辨率恢复(或对准直器-探测器响应进行建模)。
[0045] 段组合器212将分立的N个投影数据段适当地组合或“结合”为用于重建的单个投影数据集 。因为在所结合的投影数据中的所有部分在分立的视图角度处共享相同的或非常相似的准直器-探测器响应，可以在重建中应用对准直器-探测器响应函数的深度相关的建模。
[0046] 返回到图1，重建器116对组合后的投影数据 进行重建。如上所述，可以利用迭代重建技术。通过实例的方式，评估器产生初始图像评估，以建立同位素分布的初始当前图像评估。正投影器对所述同位素分布的当前评估进行正投影，以生成投影评估PCalc。比较器将从正投影过程获得的投影评估PCalc与 进行比较，以产生差比值。反投影器将所述差比值反投影到所述重建空间中，以更新对所述同位素分布的当前评估。图像更新器使用反投影数据产生新的图像评估，并且更新后的图像评估被用作当前图像评估。对于深度相关的分辨率恢复，准直器-探测器响应建模器使用RORref，m作为在视图角度m(m∈[1，M])处的旋转半径，以对在正和反投影过程中的准直器-探测器响应进行建模。满足了重建终止标准后即终止重建。
[0047] 同样，对跨各段的不同ROR，当需要分辨率恢复时，系统100利用适于全身SPECT数据的单一重建的算法。具体而言，即使当所有段使用完全不同的ROR时，在正和反投影过程期间，所述系统对深度相关的准直器-探测器响应进行建模。在一个例子中，这提供了在重建中具有所期望的深度相关的分辨率恢复的工作流程。
[0048] 现在将参考图4对操作进行描述。
[0049] 在402，针对N段中每个的M个视图内的每个确定RORn，m。
[0050] 在404，针对跨N段的M个视图中的每个确定参考RORref，m。
[0051] 在406，针对跨N段的M个视图中的每个确定变换hn，m。
[0052] 在408，将变换hn，m施加给投影数据Pn，m以产生 其中，跨各段的视图可以处理为共享同一参考RORref，m。
[0053] 在410，组合投影 以形成可以使用深度相关的分辨率恢复重建算法进行重建和/或以其他方式处理的单个投影数据集
[0054] 以上可以通过计算机可读指令的方式实现，当由计算机处理器运行所述指令时，使得所述处理器实现所描述的技术。在此类情况下，所述指令存储与相关计算机关联或可以其他方式
访问相关计算机的计算机可读存储介质中。所述技术不需要与所述
数据采集同时执行。
[0055] 前述应用以及其变型包括、但不限于SPECT以及其他医学和非医学应用。
[0056] 已经参考不同的实施例对本发明进行了描述。通过阅读所述详细描述，其他人可以实现(本发明的)
修改和变型。本发明旨在构建为包括落入所附
权利要求或其等效范围内的所有此类修改和变型。
