PET中加速动态成像的系统和方法与流程

背景技术：

1、根据传统的正电子发射断层摄影(pet)成像，通过注射或摄入将包括放射性核素的示踪剂化合物引入患者体内。放射性核素的放射性衰变生成正电子，所述正电子最终遇到电子并由此被湮灭。湮灭事件产生以大致相对的方向传播的两个伽马光子。因此，当设置在患者身体相对侧的两个检测器在特定的符合时间窗内检测到两个相反传播的伽马光子的到达时，识别出湮灭事件。

2、因为两个伽马光子以近似相反的方向传播，所以两个检测器的位置确定了湮灭事件发生所沿的响应线(lor)。飞行时间(tof)pet测量由湮灭事件产生的两个伽马光子的检测时间之间的差异。这种差异可以用于估计沿着lor的湮灭事件发生处的特定位置。

3、在pet中的动态成像包括长扫描的采集，并且数据集被分成连续的时间帧。多个pet图像被重建以动态研究pet信号随时间的发展。动态成像可用于校正运动、评估不同心脏或呼吸周期中的分布、研究示踪剂动力学(也通过称为参数成像的方法)以及其他应用。具有许多帧来重建的要求意味着需要快速重建，以允许图像在合理的时间内准备好。

技术实现思路

1、在各种实施例中，一种系统包括被配置成执行第一扫描以采集第一pet数据集的pet成像模态和处理器。第一pet数据集包括动态pet数据。该处理器被配置成反投影第一pet数据集以生成多个直方图像(histo-image)帧，将多个直方图像帧中的每一个输入到经训练的神经网络，并从经训练的神经网络接收动态pet输出。每个直方图像帧对应于pet成像模态的第一轴向位置。

2、在各种实施例中，公开了一种用于pet成像设备的动态成像的方法。该方法包括以下步骤：执行第一扫描以采集第一pet数据集，反投影第一pet数据集以生成多个直方图像帧，将多个直方图像帧中的每一个输入到经训练的神经网络，从经训练的神经网络接收动态pet输出。第一pet数据集包括动态pet数据，并且每个直方图像帧对应于pet成像模态的第一轴向位置。

3、在各种实施例中，公开了一种训练用于动态正电子发射断层摄影(pet)成像的神经网络的方法。该方法包括以下步骤：接收包括多个动态pet数据集和多个动态pet输出的训练数据集，将多个动态pet数据集中的每一个输入到神经网络，以及基于每个动态pet数据集的估计的动态pet输出和对应动态pet输出之间的差异来修改神经网络。多个动态pet数据集中的每个动态pet数据集具有多个动态pet输出中的对应动态pet输出，并且神经网络被配置为针对多个动态pet数据集中的每个动态pet数据集生成估计的动态pet输出。

技术特征：

1.一种系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的动态pet输出包括多个时间特定的重建pet图像。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的动态pet输出包括动态pet参数。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述估计的动态pet输出包括多个参数重建图像。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述经训练的神经网络是经训练的卷积神经网络。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一pet数据集包括列表模式数据集。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一pet数据集包括多个飞行时间正弦图或时间参考的直方图像。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述经训练的神经网络由训练数据集生成，所述训练数据集包括从由以下各项组成的组中选择的训练输入：pet列表模式数据、时间参考的飞行时间正弦图和时间参考的直方图像帧。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述训练数据集包括基础真实输出图像。

10.一种用于正电子发射断层摄影(pet)成像设备的动态成像的方法，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述估计的动态pet输出包括多个时间特定的重建pet图像。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述估计的动态pet输出包括动态pet参数。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述估计的动态pet输出包括多个参数重建图像。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述经训练的神经网络是经训练的卷积神经网络。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一pet数据集包括列表模式数据集。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一pet数据集包括多个飞行时间正弦图。

17.根据权利要求10所述的方法，其中所述经训练的神经网络由训练数据集生成，所述训练数据集包括从由以下各项组成的组中选择的训练输入：pet列表模式数据、时间参考的飞行时间正弦图和时间参考的直方图像帧。

18.根据权利要求10所述的方法，其中，所述训练数据集包括基础真实输出图像。

19.一种训练用于动态正电子发射断层摄影(pet)成像的神经网络的方法，包括：

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述多个动态pet输出中的每个动态pet输出包括一个或多个动态参数。

技术总结
公开了动态PET成像的系统和方法。一种系统包括被配置成执行第一扫描以采集第一PET数据集的正电子发射断层摄影(PET)成像模态和处理器。第一PET数据集包括动态PET数据。该处理器被配置成反投影第一PET数据集以生成多个直方图像帧，将多个直方图像帧中的每一个输入到经训练的神经网络，以及从经训练的神经网络接收动态PET输出。每个直方图像帧对应于PET成像模态的第一轴向位置。

技术研发人员：D·巴尔哈达,M·孔蒂,V·帕宁
受保护的技术使用者：美国西门子医疗系统股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15