医学影像设备及其扫描方法与流程

本发明主要涉及医学影像设备，尤其涉及一种医学影像设备及其扫描方法。

背景技术：

随着医学影像技术和计算机技术的发展，X光成像、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MR)、和正子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等成像技术和设备在医疗机构的临床和研发工作中发挥着相当重要的作用。这些医学影像设备各有特点，因此可以采用医学图像的配准(registration)技术，将两类医学图像信息融合(fusion)，使两类不同类型的医学图像结合起来，发挥各自的优点，在一幅图像中能同时表达人体内部的结构与功能信息，从而更全面地更直观地反映人体的解剖、生理与病例特征。

例如PET/CT是在原有能够反映示踪剂体内分布的功能分子影像设备PET的基础上，与能够反映组织解剖结构的影像设备CT结合，同时提供PET图像与CT影像，并进行图像融合的影响设备。

PET/CT设备大多数情况下会执行全身扫描，有时会执行躯干扫描，扫描剂量相对较大。尤其是，CT扫描剂量比较大。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种医学影像设备及其扫描方法，它在结合CT扫描方式和其他扫描方式的情况下，能够降低CT扫描剂量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种医学影像设备的扫描方法，使用第一扫描方式进行扫描，该第一扫描方式为采集该患者的功能数据的扫描方式；获得使用该第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像；根据该第一图像进行第二扫描方式的剂量规划，该第二扫描方式为采集该患者的解剖数据的扫描方式，包括：分析该第一图像以识别感兴趣区域；在该感兴趣区域进行高分辨辐射剂量的扫描，在该感兴趣区域以外的区域进行低分辨辐射剂量的扫描剂量；以及根据该剂量规划的方案使用第二扫描方式进行扫描。

在本发明的一实施例中，分析该第一图像以识别任何感兴趣区域的方法包括：分析该第一图像以确定一个或多个可疑病灶位置；根据该可疑病灶位置确定该感兴趣区域，该感兴趣区域包含该可疑病灶位置。

在本发明的一实施例中，沿着该医学影像设备的病床的轴向区分该感兴趣区域和该感兴趣区域以外的区域。

在本发明的一实施例中，根据该剂量规划的方案使用第二扫描方式进行扫描之后还包括：获得使用该第二扫描方式得到的数据所重建的第二图像。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括：根据该第二图像对该第一图像进行再处理。

在本发明的一实施例中，根据该剂量规划的方案使用第二扫描方式进行扫描之后还包括：使用该第一扫描方式再次进行扫描；获得使用该第一扫描方式再次进行扫描得到的数据所重建的第三图像；根据该第二图像对该第三图像进行再处理。

在本发明的一实施例中，该再处理包括衰减校正。

本发明还提出一种医学影像设备，适于使用第一扫描方式和第二扫描方式对患者进行扫描，该第一扫描方式为采集该患者的功能数据的扫描方式，该第二扫描方式为采集该患者的解剖数据的扫描方式，该医学影像设备包括处理器、第一扫描单元和第二扫描单元，其中该处理器配置为执行如下步骤：控制该第一扫描单元使用该第一扫描方式进行扫描；获得使用该第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像；根据该病灶位置进行该第二扫描方式的剂量规划，包括：分析该第一图像以识别感兴趣区域；在该感兴趣区域进行高分辨辐射剂量的扫描，在感兴趣区域以外的区域进行低分辩辐射剂量的扫描；以及根据该剂量规划的方案控制该第二扫描单元使用该第二扫描方式进行扫描。

在本发明的一实施例中，该处理器分析该第一图像以识别感兴趣区域的步骤包括：分析该第一图像以确定一个或多个可疑病灶位置；根据该可疑病灶位置确定该感兴趣区域，该感兴趣区域包含该可疑病灶位置。

在本发明的一实施例中，该处理器配置为沿着医学影像设备的病床的轴向区分该感兴趣区域和该感兴趣区域以外的区域。

与现有技术相比，本发明可以通过其他扫描方式预先进行扫描的结果，对CT扫描的剂量进行规划，从而在不影响诊断的情况下大幅度降低扫描剂量。

附图说明

图1是本发明一实施例的医学影像设备的结构框图。

图2是本发明一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。

图3是本发明另一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。

图4是本发明又一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。

图5是根据本发明一实施例的PET MIP图像。

图6是根据本发明一实施例的可疑病灶位置标记示意图。

图7是根据本发明一实施例的CT剂量规划示意图。

图8是根据本发明另一实施例的CT剂量规划示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

计算机断层扫描(CT)全身扫描或者大范围扫描的剂量较大，然而对于大部分扫描区域，CT的作用是提供大致的解剖学图像和衰减校正(例如作为PET的输入级)，不需要诊断级别的图像。例如在恶性肿瘤患者的预后评价中，并不关心病灶(包括转移灶)以外的区域。为此，根据本发明的实施例，通过预先确定锁定病灶位置，在对应区域设定诊断级别的剂量，其他区域采用低剂量，而在不影响诊断质量的前提下大幅度的降低扫描剂量。

图1是本发明一实施例的医学影像设备的结构框图。参考图1所示，本实施例的医学影像设备简单地包括处理器11、第一扫描单元12和第二扫描单元13。在本发明的上下文中，处理器是能够执行指令以进行控制、处理、通信等功能的器件。尽管在本发明中以单一形式示例处理器11，但可以理解，处理器11可以是一些控制器件、处理器件的组合。第一扫描单元12能够使用第一扫描方式进行扫描。第二扫描单元13能够使用第一扫描方式进行扫描。第一扫描方式是采集患者的功能数据的扫描方式。作为举例，目前已知的方式包括PET扫描、MR扫描或SPECT扫描。可以理解，如果有其他已知的方式能够实现前述目的，也在本发明的实施范围内。第二扫描方式是采集患者的解剖数据的扫描方式。作为举例，目前已知的方式包括CT扫描。第一扫描单元12和第二扫描单元13按照前述的扫描方式相应的配置。本领域技术人员可以理解，第一扫描单元12和第二扫描单元13可包括许多电子和机械的部件，由于其并非本发明的重点，在此不进行展开。处理器11可以命令第一扫描单元12和第二扫描单元13在所需的时机按照所需的参数(如剂量、时间)执行扫描。处理器11可以获取扫描结果，并通过处理来获得所需的图像。

图2是本发明一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。参考图2所示，本发明一实施例的医学影像设备的扫描方法包括以下步骤：

在步骤201，使用第一扫描方式进行扫描。

例如进行PET扫描。PET扫描过程为已知，在此不再展开。在已知的PET/CT设备中，PET扫描通常在CT扫描之后进行，在本实施例中，先进行PET扫描。由于使用PET扫描得到的数据需要校正，例如衰减校正、散射校正、归一化校正等。较佳的，可以利用MLAA等算法进行初步的衰减校正和散射校正。

在步骤202，获得使用第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像。

可以根据第一扫描方式的扫描结果重建第一图像。例如PET扫描的结果可以重建出PET图像，如图5所示。

在步骤203，根据第一图像进行第二扫描方式的剂量规划。

此步骤首先包括分析第一图像以识别任何感兴趣区域。具体来说，在图5所示的PET MIP图像中会包含可疑病灶位置(代谢增高部位)。在此步骤中，分析此图像以确定一个或多个可疑病灶位置，且根据可疑病灶位置确定感兴趣区域，感兴趣区域包含可疑病灶位置。在一个示例中，可以接收操作者在根据第一扫描方式所重建的图像上所标记的可疑病灶位置。例如，可以将PET MIP图像通过系统的显示器显示给医生，由医生标记可疑病灶位置。在另一个示例中，可以自动识别使用第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像上的可疑病灶位置。例如，系统在重建第一图像后通过图像识别算法来识别PET MIP图像上的可疑病灶位置。较佳的，自动识别的可疑病灶位置可以呈现给医生，由医生视情况进行调整。图6是根据本发明一实施例的可疑病灶位置标记示意图。

在识别感兴趣区域后，在感兴趣区域进行高分辨辐射剂量的扫描，在感兴趣区域以外的区域进行低分辩辐射剂量的扫描。高分辨辐射剂量通常为诊断级别的剂量。低分辩辐射剂量是能够提供解剖学图像的剂量。在有些实施例中，可以使用CT扫描得到的数据对PET图像进行衰减校正，第二级别辐射剂量是能够提供解剖学图像和衰减校正的剂量。诊断级别以及低剂量的管电压、管电流参数可以根据(但不限于)使用经验进行默认参数的设置。

由于CT扫描的剂量差异通常仅在沿着设备的病床的轴向方向(称为z轴)改变，因此本实施例中，感兴趣区域和感兴趣区域以外的区域，也是在z轴做区分。图7是根据本发明一实施例的CT剂量规划示意图。参考图7所示，在两个包括可疑病灶的感兴趣区域ROI 1和ROI 2，设定较高的扫描剂量，其他区域设定较低的扫描剂量。

在另一实施例中，可以适当扩大感兴趣区域的范围。图7是根据本发明另一实施例的CT剂量规划示意图。如图7所示，为了保证解剖区域的全覆盖，可选择ROI扩大范围的勾画。图7中除外ROI 1与ROI 2中间区域的联通覆盖，还分别向轴向两端扩展，以增大诊断剂量的覆盖范围。此实施例由于诊断剂量范围的扩大，可以在CT解剖像上更精细地观察病灶周围累及区域。

由于PET/CT设备中，PET的位置与CT的位置是经过配准的，因此PET图像和CT图像位置是有对应关系的，这就可以根据PET图像上的病灶位置得到CT图像上的病灶位置。

在步骤204，根据剂量规划的方案使用第二扫描方式进行扫描。

在此步骤中，根据步骤203规划的剂量使用CT扫描方式对患者进行扫描。扫描方式可以为全身扫描或者主要躯干扫描。

尽管上述的实施例是以PET/CT为例描述，但是可以理解，第一扫描方式也可以是MR扫描或SPECT扫描。

图3是本发明另一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。参考图3所示，本实施例的医学影像设备的扫描方法的步骤301-304与图2所示实施例的步骤201-204相同，除此之外，本实施例还包括从步骤305开始，获得使用第二扫描方式得到的数据所重建的第二图像，根据该第二图像对使用第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像进行再处理。例如，使用CT扫描得到的数据所重建的CT图像，对使用PET扫描得到的数据所重建的PET图像进行再处理。此处的再处理可包括衰减校正、散射校正等。在步骤306，对再处理后的第一图像和第二图像进行融合处理。

尽管上述的实施例是以PET/CT为例描述，但是可以理解，第一扫描方式也可以是MR扫描或SPECT扫描。

图4是本发明一实施例的医学影像设备的扫描方法流程图。参考图4所示，本发明又一实施例的医学影像设备的扫描方法包括以下步骤：

在步骤401，使用第一扫描方式进行扫描。

例如进行PET扫描。PET扫描过程为已知，在此不再展开。在已知的PET/CT设备中，PET扫描通常在CT扫描之后进行，在本实施例中，先进行PET扫描。不过，与图2、图3所示实施例不同，此步骤中PET扫描结果只用于CT扫描的剂量规划，不作为最后的诊断图像。由于对扫描质量(如信噪比、对比度等)要求较低，此次扫描可以用低于诊断图像扫描的更短时间完成。

在步骤402，获得使用第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像。

可以根据第一扫描方式得到的数据，重建第一图像。例如使用PET扫描得到的数据可以重建出PET图像，如图5所示。

在步骤403，根据第一图像进行第二扫描方式的剂量规划。

此步骤首先包括分析第一图像以识别任何感兴趣区域。具体来说，在图5所示的PET MIP图像中会包含可疑病灶位置(代谢增高部位)。在此步骤中，分析此图像以确定一个或多个可疑病灶位置，且根据可疑病灶位置确定感兴趣区域，感兴趣区域包含可疑病灶位置。在一个示例中，可以接收操作者在根据使用该第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像上所标记的可疑病灶位置。例如，可以将PET MIP图像通过系统的显示器显示给医生，由医生标记可疑病灶位置。在另一个示例中，可以自动识别根据使用第一扫描方式得到的数据所重建的第一图像上的病灶位置。例如，系统在重建第一图像后通过图像识别算法来识别PET MIP图像上的可疑病灶位置。较佳的，自动识别的可疑病灶位置可以呈现给医生，由医生视情况进行调整。图6是根据本发明一实施例的可疑病灶位置标记示意图。

在识别感兴趣区域后，在感兴趣区域进行高分辨辐射剂量的扫描，在感兴趣区域以外的区域进行低分辩辐射剂量的扫描。高分辨辐射剂量通常为诊断级别的剂量。低分辩辐射剂量是能够提供解剖学图像的剂量。在有些实施例中，可以使用CT扫描得到的数据对PET图像进行衰减校正，低分辨辐射剂量是能够提供解剖学图像和衰减校正的剂量。诊断级别以及低剂量的管电压、管电流参数可以根据(但不限于)使用经验进行默认参数的设置。

由于CT扫描的剂量差异通常仅在沿着设备的病床的轴向方向(称为z轴)改变，因此本实施例中，感兴趣区域和感兴趣区域以外的区域，也是在z轴做区分。图7是根据本发明一实施例的CT剂量规划示意图。参考图7所示，在两个包含可疑病灶的感兴趣区域ROI 1和ROI 2，设定较高的扫描剂量，其他区域设定较低的扫描剂量。

在另一实施例中，可以适当扩大感兴趣区域的范围。图7是根据本发明另一实施例的CT剂量规划示意图。如图7所示，为了保证解剖区域的全覆盖，可选择ROI扩大范围的勾画。图7中除外ROI 1与ROI 2中间区域的联通覆盖，还分别向轴向两端扩展，以增大诊断剂量的覆盖范围。此实施例由于诊断剂量范围的扩大，可以在CT解剖像上更精细地观察病灶周围累及区域。

由于PET/CT设备中，PET的位置与CT的位置是经过配准的，因此PET图像和CT图像位置是有对应关系的，这就可以根据PET图像上的病灶位置得到CT图像上的病灶位置。

在步骤404，根据剂量规划的方案使用第二扫描方式进行扫描。

在此步骤中，根据步骤403规划的剂量使用CT扫描方式对患者进行扫描。扫描方式可以为全身扫描。

在步骤405，使用第一扫描方式再次进行扫描。

例如在此步骤中，可使用PET扫描方式再进行扫描。此次扫描结果将作为诊断之用，因此对扫描质量要求更高，需要标准扫描时间。

在步骤406，根据使用该第二扫描方式得到的数据所重建的第二图像，对根据使用再次扫描得到的数据所重建的第三图像进行再处理。

例如，使用CT扫描所重建的CT图像，对使用PET再次扫描所重建的PET图像进行再处理。此处的再处理可包括PET衰减校正、散射校正等。

在步骤407，对再处理后的第三图像和第二图像进行融合处理。

尽管上述的实施例是以PET/CT为例描述，但是可以理解，第一扫描方式也可以是MR扫描或SPECT扫描。

如步骤401和405所提到的，使用第一扫描方式进行初次扫描的时间小于标准时间，使用第一扫描方式进行再次进行扫描的时间为标准时间。这样，本实施例多进行了一次扫描，但是可以沿用传统的扫描顺序。这种方式尤其适用于全身PET。对于全身PET来说，由于灵敏度高，成像速度快，多进行了一次PET扫描只需花费20s左右时间。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。