用于利用连续的床移动的分布式列表模式飞行时间重建的虚拟框架的制作方法
【技术领域】
[0001]下文总体上涉及医学成像。本发明具体应用在与正电子发射断层摄影(PET)、图像重建以及连续的床移动(CBM)结合的应用中，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本发明还具体应用在其他使用场景中，并且不必限于前述应用。
【背景技术】
[0002]在PET成像中，探测器阵列探测从对象中的正电子煙没事件发射的伽玛光子对。探测到的伽马光子对确定响应线(LOR)。飞行时间(TOF)PET基于对每个光子对的探测之间的平均时间差来添加对煙没事件发生的起始位置的估计结果。该估计结果是沿着LOR的距离的。探测到的符合对和TOF信息能够被记录在被称为列表模式数据的事件列表中。根据列表模式数据来重建一幅或多幅图像。
[0003]临床工作流程包括扫描患者的时间和重建一幅或多幅图像的时间。临床时间是宝贵的。临床工作流程能够包括利用一种或多种成像模态(例如，X射线计算机断层摄影(CT))进行成像。改进临床工作流程的一种方法是快速生成图像，同时减少总的扫描时间。当对患者的区域进行成像时(其比对扫描器的区域进行成像更长)，使用步进拍摄技术来生成细长图像。患者支撑物移动到第一位置，停止并且对患者的第一区域进行成像。对第一区域进行成像后，支撑物被移动到第二位置，停止并且对第二区域进行成像等。为了均匀地进行采样，患者区域被交叠例如50%。然而，移动或步进到下一位置的时间延长了总的扫描时间。停止/启动运动对一些对象是不舒服的。在多模态或混合系统(例如，PET-CT)中，一些模态(例如，CT)不受益于步进拍摄方法，所述步进拍摄方法可以实际上妨碍其他模态的工作流程。
[0004]另一方法是连续的床移动(CBM)。CBM缩短了总的扫描时间，这是因为床是连续运动的并且数据被连续地收集。步进拍摄方法中启动床和停止床的时间被消除。然而，单个大数据集被收集，并且图像重建被推迟直到所有的数据都被采集。例如，在对基于正弦图的细长的数据集的重建中，每个正弦图包括对来自数据集的全长度的数据贡献。因此，数据不能够被分箱成正弦图，直到所有的数据都被收集。因此，虽然用于PET的总的数据采集时间能够被减少，但是图像重建被推迟，直到使用密集计算资源结束。典型地，患者没有从扫描器被释放，直到所重建的图像已经被接收并且被批准，从而引起工作流程中的瓶颈。另外，将来自其他模态的图像与所重建的图像进行组合被推迟，这增加了计算资源瓶颈。与其他模态的组合利用诸如衰减图的成像组分。
【发明内容】
[0005]下文公开了一种用于利用连续的床移动的分布式列表模式重建的新的且改进的虚拟框架，所述虚拟框架解决了上面提到的问题和其他问题。
[0006]根据一个方面，正电子发射断层摄影(PET)系统包括:存储器、对象支撑物、归类单元以及重建单元。所述存储器连续地记录由PET探测器探测的探测到的符合事件对。所述对象支撑物支撑对象并且以连续的移动来移动通过所述PET探测器的视场。所述归类单元将所记录的符合对归类到多个在空间上定义的虚拟框架中的每个中。所述重建单元将每个虚拟框架的经归类的符合对重建到框架图像中，并且将所述框架图像组合到共同的细长图像中。
[0007]根据另一方面，正电子发射断层摄影(PET)的方法包括:将对象支撑物上的对象连续地移动通过PET探测器的视场，同时将探测到的符合事件对记录在存储器中；所记录的符合事件对被归类到多个在空间上定义的虚拟框架中的每个中；每个虚拟框架的经归类的符合事件被重建到共同的细长图像中。
[0008]根据另一方面，飞行时间(TOF)正电子发射断层摄影(PET)系统包括:PET探测器阵列、对象支撑物以及一个或多个处理器。所述PET探测器阵列探测并记录列表模式中的符合事件。所述对象支撑物支撑对象并且以连续的移动来移动通过所述PET探测器阵列的视场。所述一个或多个处理器被配置为基于飞行时间信息来将所记录的符合对归类到相邻的虚拟框架中。所述一个或多个处理器还被配置为重建来自每个虚拟框架的框架图像，并且将框架图像组合到连续的细长视场中。
[0009]一个优点是改进的患者舒适度。
[0010]另一优点在于集成的多模态工作流程。
[0011]另一优点在于利用分布式处理的有效的并行重建。
[0012]另一优点包括缩短扫描延迟。
[0013]另一优点是均匀的轴向灵敏度轮廓。
[0014]另一优点在于更好的轴向采样和空间分辨率。
[0015]另一优点包括感兴趣区域适于采集。
[0016]本领域普通技术人员在阅读和理解以下详细的说明书的基础上将认识到其他优点。
[0017]本发明可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本发明的限制。
【附图说明】
[0018]图1示意性地图示了利用虚拟框架PET系统的CBM的实施例。
[0019]图2示意性地图示了利用虚拟框架的示例性CBM采集。
[0020]图3示意性地图示了使用事件的飞行时间(TOF)虚拟框架归类的示例性CBM。
[0021]图4是使用利用虚拟框架的CBM的实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]参考图1，示意性地图示了利用虚拟框架TOF-PET系统(I)的CBM的实施例。系统I包括以横截面示出的TOF-PET扫描器2。也可以预期非TOF PET。所述扫描器被配置具有对象支撑物或床3，所述对象支撑物或床3以连续的移动来移动通过PET探测器阵列4。在开口或膛6周围设置探测器，通过所述开口或膛6，对象支撑物在轴向方向8上移动。开口周围的探测器4的设置定义视场10。对象支撑物3支撑被注射放射性药物的对象12。当对象支撑物3移动通过视场10时，放射性药物随着其被组织摄取然后洗脱而发生衰变。当放射性药物发生衰变时，正电子被发射，这引起发射作为符合对的伽马光子的煙没事件。来自视场10的伽玛光子的符合对被探测器4探测到。CBM或对象支撑物的移动被记录，例如，初始位置、恒定速度以及消逝时间和/或通过位置传感器，所述位置传感器记录与探测器同步的时间\处的确切位置。用于每个探测器事件的数据包括每个事件对被探测到的时间、每个事件被探测到时的探测器的位置以及在探测的时间处的支撑物位置。
[0023]要被成像的体积或对象12沿着对象支撑物移动的轴向方向被划分成由距离定义的相邻的空间虚拟框架14。虚拟框架14能够是任何长度的并且由框架单元16进行配置。由框架单元16配置的每个虚拟框架14的长度能够基于各种因素，例如，扫描协议、视场长度、分布式计算配置、对象支撑物的速度、预期的图像质量、来自另一成像模态的对象的解剖结构的特征等。例如，一个框架可以被设计为大脑的尺寸，并且另一框架被设计为心脏的尺寸，另一个被设计为腹部的尺寸等。框架能够比视场10更长、更短，或与视场10的尺寸相同。在具有许多分布式处理器的另一范例中，许多虚拟框架能够用于分布重建工作量。利用用于对象支撑物的速度的高速率，指示更长的虚拟框架。
[0024]探测到的符合对事件以列表模式被记录。探测器4被连接到列表模式存储器18，所述存储器18按顺序记录符合对事件。列表模式包括每个探测到的伽玛光子的时间和位置，根据每个探测到的伽玛光子的所述时间和位置导出飞行时间信息。当对象支撑物3连续地移动通过视场10时，事件数据在列表模式中被连续地采集。每个虚拟框架14移动到视场中，通过视场并且穿出视场。列表模式存储器能够是瞬态的或非瞬态的。非瞬态存储器包括诸如磁盘、虚拟磁盘、基于云的存储器等的存储介质。
[0025]归类单元20基于煙没衰变事件发生的空间位置来将符合对归类到虚拟框架14中的一个中。归类包括从探测器的坐标系到对象支撑物的坐标系的转换。如果对象没有移动，那么对象支撑物和对象共享相同的坐标系。这两个坐标系共享相同的平面位置或χ-y坐标并且仅在z方向上或轴向方向上是不同的。归类分辨在Zd或探测器坐标与z s或对象支撑物坐标之间的差。能够使用来自列表模式的时间和在相同时间处的对象支撑物的相对位置来执行分辨。根据初始位置、速度以及消逝时间和/或确定在时间点处的位置的传感器来确定对象支撑物的相对位置。例如，利用初始位置时间h、坐标位置Zs