Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр



Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр
Коррекция ослабления мр катушек в гибридной системе пэт/мр

 


Владельцы патента RU 2518299:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)

Изобретение относится к медицинским системам визуализации. Система, генерирующая шаблон (70) карты коррекции ослабления (КО) для коррекции ослабления в радионуклидном изображении (34), вызванного деталями (72) оборудования в поле наблюдения радионуклидного сканера (14) во время радионуклидного сканирования, содержит процессор (20), который генерирует шаблон (70) карты КО детали (72) оборудования из данных (42) передачи, сгенерированных радиоактивным источником (16), расположенным на поворотной подставке, которая вращается вокруг детали оборудования, и полученных во время радионуклидного сканирования детали (72) оборудования; сохраняет шаблон (70) карты КО в память (22); и итерационно генерирует уникальный шаблон (70) карты КО для каждой из множества различных деталей (72) оборудования, причем шаблоны (70) хранятся в библиотеке (46) шаблонов в памяти (22) для повторного вызова и использования оператором. Технический результат - повышение качества ПЭТ изображения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к медицинским системам визуализации. Однако следует принимать во внимание, что описанные методики также могут найти применение в системах визуализации других типов, других системах коррекции ослабления и/или других медицинских применениях.

Предшествующий уровень техники

В гибридных системах позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)/магнитного резонанса (МР) используют МР сканеры для коррекции ослабления ПЭТ изображений. В ПЭТ/МР карту ослабления пациента разрабатывают на основе МР изображений. МР изображение пациента сегментируют, идентифицируют различные ткани и органы и применяют соответствующие коэффициенты ослабления. Различные локальные МР катушки используют для получения МР изображений высокого разрешения различных частей организма. Некоторые катушки прикрепляют к опоре или столу пациента, а другие прикрепляют к пациенту. При использовании ПЭТ/МР сканера, работающего в двух режимах, стол и катушки присутствуют в сканере во время регистрации ПЭТ данных. Хотя исходно полагают, что МР катушки будут достаточно проницаемы для излучения, так что не потребуется коррекция ослабления, установлено, что это не так. Наоборот, МР катушки могут снижать качество изображения, если не проводить коррекцию данных, чтобы учесть ослабление, вызванное столом и катушками.

В ПЭТ отображении карту ослабления пациента генерируют и используют для коррекции ПЭТ данных. При осуществлении ПЭТ/КТ КТ изображение часто используют для генерации карты ослабления пациента. Ослабление для КТ, которая обладает энергией 40-120 кэВ, не тождественно ослаблению для ПЭТ, которая обладает энергией 511 кэВ. Однако с годами отношения между значениями ослабления КТ и значениями ослабления ПЭТ для ткани человека стали хорошо известны. Такие алгоритмы описаны в публикации C. Bai et al., «A Generalized Model for the conversion from CT numbers to linear attenuation coefficients», IEEE Trans. Nucl. Sci, Vol. 50, No. 5, Oct. 2003.

Преобразование, описанное авторами C. Bai et al., эффективно для материалов, которые обычно обнаруживают в организме человека, но оно не эффективно в случае стола и катушек вследствие присутствия металлов и таких материалов, как уретан, поливинилхлорид (ПВХ) и т.д. Значения ЛКО материалов, использованных в столе и катушках, обычно нельзя найти в литературе (см., например, J.H. Hubbell, «Photon cross sections, attenuation coefficients, and energy absorption coefficients from 10 keV to 100 GeV,» National Bureau of Standards, August 1969).

В данной области существует потребность в системах и способах, которые облегчают корректировку ослабления в МР изображении, вызванного радиочастотными катушками, деталями оборудования (например, устройством кнопки вызова медсестры, наушниками и т.д.), столом опоры пациента и т.п., тем самым преодолевая указанные выше недостатки.

Краткое изложение существа изобретения

Согласно одному аспекту система, которая генерирует шаблон карты коррекции ослабления (КО) для коррекции ослабления на радионуклидном изображении, вызванного деталями оборудования в поле наблюдения радионуклидного сканера во время радионуклидного сканирования, содержит процессор, который генерирует шаблон карты КО детали оборудования на основе данных передачи, полученных во время радионуклидного сканирования детали оборудования, сохраняет шаблон карты КО в памяти; и итерационно генерирует уникальный шаблон карты КО для каждого из множества различных деталей оборудования, шаблоны хранят в библиотеке шаблонов в памяти для повторного вызова и использования оператором.

Согласно другому аспекту способ генерации шаблона карты коррекции ослабления (КО) для катушки магнитного резонанса (МР) включает в себя этапы, на которых прикрепляют множество координатных меток на МР катушку, получают данные сканирования МР катушки и координатных меток, генерируют шаблон карты КО МР катушки с использованием координатных меток и сохраняют шаблон карты КО. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых итерационно генерируют уникальный шаблон карты КО для каждого из множества различных деталей оборудования, шаблоны карт КО хранят в библиотеке шаблонов в памяти для повторного вызова и использования оператором.

Согласно другому аспекту способ генерации радионуклидного изображения со скорректированным ослаблением включает в себя этапы, на которых располагают выбранную МР катушку около пациента, получают МР данные сканирования пациента и катушки и реконструируют МР данные сканирования на МР изображении пациента. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых извлекают шаблон карты КО, соответствующий выбранной МР катушке, из библиотеки, генерируют персонифицированную карту коррекции ослабления (КО) и комбинируют шаблон карты КО и персонифицированную карту КО для генерации итоговой карты КО. Дополнительно способ включает в себя этапы, на которых получают данные радионуклидного сканирования пациента и выбранной МР катушки, корректируют ослабление в данных радионуклидного сканирования с использованием итоговой карты КО и реконструируют данные радионуклидного сканирования со скорректированным ослаблением на радионуклидном изображении.

Согласно другому аспекту библиотеку шаблонов карт коррекции ослабления (КО) хранят на носителе данных, и она содержит по меньшей мере один предварительно сгенерированный шаблон карты КО для каждой из множества катушек магнитного резонанса (МР). По меньшей мере один шаблон карты КО извлекают из библиотеки после ввода идентификационного кода катушки, который идентифицирует МР катушку, для которой нужен шаблон. По меньшей мере один шаблон карты КО генерируют на основе данных передачи, полученных во время радионуклидного сканирования каждой МР катушки из множества катушек.

Согласно другому аспекту способ коррекции карты коррекции ослабления (КО) пациента для коррекции ослабления в данных радионуклидного сканирования включает в себя этапы, на которых получают идентификационную информацию катушки, которая идентифицирует катушку, для которой нужен шаблон карты КО, извлекают идентифицированный шаблон карты КО из библиотеки шаблонов, сохраненной в памяти, и адаптируют шаблон карты КО для соответствия контуру пациента на изображении пациента. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых наносят адаптированный шаблон карты КО на персонифицированную карту коррекции ослабления (КО) для генерации итоговой карты КО и корректируют ослабление при реконструкции данных радионуклидного сканирования пациента для генерации радионуклидного изображения пациента со скорректированным ослаблением.

Одно преимущество состоит в том, что вызванное МР катушками ослабление допускает коррекцию. Другое преимущество одного варианта осуществления заключается в генерации и изменении формы шаблона карты коррекции ослабления (КО) МР катушки под контур тела пациента.

Другие дополнительные преимущества рассматриваемой инновации станут понятны специалистам в данной области после прочтения и осмысления следующего подробного описания.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает систему, которая облегчает генерацию шаблонов карт ослабления для гибких или жестких МР катушек с использованием информации передачи сканирования, с использованием или без использования КТ информации сканирования;

фиг.2 изображает радионуклидный сканер (например, ПЭТ сканер) с точечным источником, установленным на поворотной подставке, которая вращается вокруг устройства катушки, такого, который можно использовать для осуществления сканирования передачи устройства катушки;

фиг.3 изображает шаблон карты КО гибких МР катушек, сгенерированный с использованием КТ или данных передачи МР катушек с расположенным на них множеством координатных меток, которые облегчают изменение формы шаблона карты КО под МР изображение пациента для генерации итоговой (например, трансформированной) карты КО пациента для катушек, отрегулированной так, чтобы соответствовать пациенту;

фиг.4 изображает другой пример, в котором шаблон карты КО МР катушки подгоняют к МР изображению пациента, в соответствии с различными аспектами, описанными в настоящем документе;

фиг.5 изображает последовательность операций способа согласования шаблона карты КО, который генерируют с использованием КТ данных или данных передачи, с МР изображением пациента для генерации карты КО пациента на основе МР для коррекции ослабления, обусловленного гибкими МР катушками или их частями, опорой пациента или другими деталями оборудования, на радионуклидном изображении (например, ПЭТ или ОФЭКТ);

фиг.6 изображает последовательность операций способа согласования шаблона карты КО, который генерируют с использованием КТ данных или данных передачи, с МР изображением пациента для генерации карты КО пациента на основе МР для коррекции ослабления на радионуклидном изображении (например, ПЭТ или ОФЭКТ) без использования координатных меток;

фиг.7 изображает схему образцовой госпитальной системы, которая содержит множество устройств отображения, таких как устройство МР отображения, радионуклидный сканер (например, ПЭТ или ОФЭКТ), КТ сканер или т.п., которые генерируют данные отображения, которые реконструируют посредством отдельных или совместно используемых процессоров реконструкции для генерации трехмерных представлений изображений;

фиг.8 изображает последовательность операций способа извлечения шаблона катушки из библиотеки шаблонов и усовершенствования карты КО для коррекции ослабления при реконструкции радионуклидного изображения.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

В соответствии с различными признаками, представленными в настоящем документе, описаны системы и способы, которые облегчают генерацию карты ослабления стола и катушек с использованием сканирования передачи в ПЭТ системе со встроенным источником передачи, таким как описано авторами J.S. Karp et al., в публикации «Singles transmission in volume-imaging PET with a Cs-137 source», Phys. Med. Biol., 40, pp 929-944, 1995, которая включена в настоящий документ по ссылке в полном объеме. Сканирование передачи предоставляет коэффициент ослабления для материала стола и катушек при энергии, очень близкой к энергии ПЭТ гамма-квантов (511 кэВ). Таким образом, значительно улучшают качество ПЭТ изображения и совершенствуют генерацию карты ослабления стола и катушек. В настоящем документе описаны системы и способы, которые решают проблему генерации карты ослабления для стола пациента и МР катушек, которую сложно генерировать с использованием КТ сканирования, поскольку при КТ энергия находится в диапазоне 40-120 кэВ, тогда как ПЭТ ослабление измеряют при энергии 511 кэВ. Классические процедуры преобразования не применимы к материалам, которые используют в МР столе и катушках. Например, металл является причиной металлических артефактов на КТ изображении, а другие проблемы, такие как рассеивание и увеличение жесткости пучка, препятствуют получению точной КТ карты ослабления стола и катушек. Соответственно, использование сканирования передачи, как описано в настоящем документе, облегчает предоставление карты ослабления катушек для энергии 511 кэВ (при использовании Ge-68) или 662 кэВ (при использовании Cs-137), которая очень близка к ПЭТ карте ослабления при энергии 511 кэВ. Следовательно, этот подход может значительно улучшить качество изображения ПЭТ изображений, реконструированных с использованием описанной в настоящем документе усовершенствованной МР карты ослабления. Описанные системы и способы также позволяют использовать МР катушки внутри ПЭТ портала, что ведет к генерации МР данных изображения диагностического качества, правильно зарегистрированных с использованием ПЭТ изображения.

Библиотеки шаблонов, сгенерированные посредством описанных систем и способов, можно хранить на носителе данных или в памяти для распространения среди пользователей медицинских сканеров или устройств визуализации, в которых шаблоны используют для усовершенствования коррекции ослабления. Например, библиотеку шаблонов можно хранить на переносном носителе данных, который посылают пользователю, или можно загрузить с центрального сервера в сеть пользователя (например, в госпитале или т.п.). В другом варианте осуществления библиотеку шаблонов (или один шаблон и т.д.) предоставляют пользователю при покупке катушки, для которой шаблон существует в библиотеке. То есть, когда пользователь покупает конкретную катушку, ее шаблон карты КО также предоставляют пользователю. Затем пользователь адаптирует катушку в соответствии со способами, описанными в настоящем документе, и наносит адаптированный шаблон на персонифицированную карту КО для генерации итоговой карты КО, то есть использует для коррекции ослабления при реконструкции данных радионуклидного сканирования в радионуклидное изображение.

На фиг.1 изображена система 10, которая облегчает генерацию шаблонов карт ослабления для гибких или жестких МР катушек с использованием информации сканирования о пропускании, с использованием или без использования КТ информации сканирования. Система 10 содержит МР сканер 12 и радионуклидный сканер 14, такой как ПЭТ сканер, сканер однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), варианты указанного выше и т.д. Точечный источник 16 размещен в радионуклидном сканере для предоставления данных передачи, которые используют для формирования одного или нескольких шаблонов карт ослабления. Необязательно КТ сканер 18 включен в систему 10 для предоставления дополнительных данных относительно предметов, вызывающих ослабление, таких как МР катушки и/или стол опоры пациента.

Один или несколько процессоров 20 исполняют исполняемые компьютером инструкции и/или алгоритмы, которые хранят на носителе данных или в памяти 22, для осуществления различных функций, описанных в настоящем документе. Память 22 хранит исходные МР данные 24, а также один или несколько алгоритмов 26 МР реконструкции, которые исполняет процессор для реконструкции исходных МР данных (например, полученных во время МР сканирования) в МР данные 28 изображения. Исходные радионуклидные данные 30 получают во время радионуклидного сканирования и сохраняют в память. МР и радионуклидные данные в одном варианте осуществления получают параллельно, а в другом варианте осуществления их получают последовательно. Процессор исполняет один или несколько алгоритмов 32 радионуклидной реконструкции для реконструкции исходных радионуклидных данных в радионуклидные данные 34 изображения. Дополнительно память хранит полученные КТ данные 36 изображения, а процессор исполняет один или несколько КТ алгоритмов 38 реконструкции при реконструкции исходных КТ данных в КТ данные 40 изображения. Следует понимать, что процессор(ы) 20 может представлять собой один процессор или может содержать множество процессоров специального назначения (например, процессоры данных, процессоры реконструкции и т.д.).

Память 22 дополнительно хранит данные 42 точечного источника, которые также в настоящем документе называют данными передачи, которые генерируют во время радионуклидного сканирования, в котором используют точечный источник 16. Одну или несколько карт коррекции ослабления (КО) для конкретного субъекта или персонифицированных карт 44 коррекции ослабления (КО) хранят в памяти и используют при реконструкции радионуклидного изображения для коррекции ослабления. В одном варианте осуществления карты КО субъекта генерируют по меньшей мере частично на основе МР данных 28 изображения.

В библиотеке 46 шаблонов хранят один или несколько шаблонов карт КО деталей оборудования, которые генерируют с использованием данных 42 передачи для МР катушек, стола пациента, других деталей оборудования и т.п., которые можно ввести в поле наблюдения радионуклидного сканера. Шаблоны деталей оборудования комбинируют с персонифицированной картой(ами) 44 КО. В одном варианте осуществления персонифицированная карта 44 КО представляет собой ПЭТ карту КО (например, для коррекции ослабления в ПЭТ изображении), и ее получают с использованием МР данных изображения. Например, МР изображение пациента получают с использованием МР катушки для всего тела. Устанавливают очертания тела пациента и другие границы внутренних органов и сегментируют МР изображение посредством процессора 20. Присваивают значения ослабления ПЭТ излучения легких, мягких тканей, кости и т.д. для создания карты ослабления для пациента. МР изображение высокого разрешения того же пациента получают с использованием РЧ катушек. Радионуклидные данные изображения того же пациента получают с использованием МР катушек в поле наблюдения для получения исходных данных радионуклидного сканирования 30. Предварительно сгенерированный шаблон КО катушки, который создали перед регистрацией, извлекают из библиотеки 46 шаблонов и используют для всех данных сканирования, зарегистрированных с использованием этой катушки. Шаблон комбинируют с персонифицированной картой 44 КО для генерации полной или комбинированной карты КО. Исходные ПЭТ данные 30 реконструируют с использованием полной или комбинированной карты КО.

В другом варианте осуществления персонифицированная карта 44 КО представляет собой ОФЭКТ карту КО (например, для коррекции ослабления на ОФЭКТ изображении), и ее получают с использованием МР данных изображения. Например, МР изображение пациента получают с использованием МР катушки для всего тела. Устанавливают очертания организма пациента и другие границы внутренних органов и сегментируют МР изображение посредством процессора 20. Присваивают значения ослабления ОФЭКТ излучения легких, мягких тканей, кости и т.д. для создания карты ослабления для пациента. МР изображение высокого разрешения того же пациента получают с использованием РЧ катушек. Радионуклидные данные изображения того же пациента получают с использованием МР катушек в поле наблюдения для получения исходных данных 30 радионуклидного сканирования. Предварительно сгенерированный шаблон КО катушки, который создали перед регистрацией, извлекают из библиотеки 46 шаблонов и используют для всех данных сканирования, зарегистрированных с использованием этой катушки. Шаблон комбинируют с персонифицированной картой 44 КО для генерации полной или комбинированной карты КО. Исходные ОФЭКТ данные 30 реконструируют с использованием полной или комбинированной карты КО.

Относительно генерации шаблона, стол опоры пациента и/или катушку или другую деталь оборудования отображают внутри радионуклидного сканера 14 (например, ПЭТ или ОФЭКТ) с источником 16 передачи (например, Ge-68 или Cs-137). Изображение 48 передачи реконструируют с использованием известных алгоритмов, и их можно использовать непосредственно в качестве шаблона детали оборудования.

Альтернативно шаблон можно генерировать следующим способом: генерируют общую гистограмму изображения передачи и идентифицируют сегменты катушки или другой детали оборудования. Определяют среднее значение линейного коэффициента ослабления (ЛКО) по распределению гистограммы. Катушку или другую деталь оборудования отображают с использованием КТ сканирования высокого разрешения, а КТ изображение сегментируют и присваивают вычисленные значения ЛКО, установленные из распределения гистограммы для создания шаблона для катушки. На фиг.2 изображен радионуклидный сканер 14 (например, ПЭТ сканер, ОФЭКТ сканер и т.д.) с точечным источником 16, установленным на поворотной подставке 60, которая вращается вокруг катушки или другой такой детали 62 оборудования, который можно использовать для осуществления сканирования передачи катушки или другой детали оборудования. Деталь оборудования в примере содержит три компонента, помеченные a, b и c. В одном варианте осуществления компонент а представляет собой локальную РЧ катушку, компонент b представляет собой плоскую РЧ катушку, а компонент c представляет собой стол опоры пациента. Значения линейного коэффициента ослабления (ЛКО) трех компонентов оценивают по карте передачи, сгенерированной во время сканирования передачи, и присваивают три соответствующих значения ЛКО: μ a b c. Эти значения используют для создания сегментированной карты ослабления детали 62 оборудования, и их можно предварительно сохранить в библиотеке и использовать для всех реконструкций, содержащих деталь оборудования. Сегментирование можно осуществить на КТ изображении катушки высокого разрешения.

Измерения источника 16 передачи (например, Ge-68 или Cs-137) используют для генерации карты ослабления МР стола, катушек и других деталей оборудования. Обычно изображения передачи обладают общим недостатком, связанным с малым количеством статистических данных и низким разрешением. Однако большое количество статистических данных можно получить посредством выполнения длительного сканирования передачи, поскольку карту ослабления стола и катушек нужно создать только один раз и можно использовать для всех ПЭТ (или ОФЭКТ) реконструкций. Преимущество этого подхода состоит в том, что при энергии 511 кэВ возможно точное определение значений ослабления материалов стола и катушек, которое затруднительно при использовании КТ сканирования. В исследованиях с использованием различных МР катушек замечено, что ПЭТ (или ОФЭКТ) изображения, реконструированные с использованием карты ослабления катушек, полученной с использованием КТ сканирования, обычно могут быть подвержены избыточной коррекции ослабления. Этот недостаток преодолевают с помощью описанных систем и способов.

На фиг.3 изображен шаблон 70 карты КО гибких МР катушек 72, сгенерированный с использованием КТ данных или данных передачи гибких МР катушек. На них размещают множество поддающихся МР отображению координатных меток 74 для облегчения изменения формы шаблона 70 карты КО для конфигурации для отображения пациента, чтобы добиться совпадения с формой поверхности пациента, как видно на МР изображении 76. Например, шаблоны карт КО предварительно генерируют для каждой из множества МР катушек. Когда для пациента используют конкретную МР катушку, ее шаблон карты КО выбирают и изменяют его форму для совмещения с МР координатными метками в МР сканировании пациента. Тем самым форму катушек корректируют для согласования с контурами пациента.

Согласно одному варианту осуществления координатные метки 74 прикрепляют к катушкам 72, которые затем сканируют с использованием ПЭТ (или ОФЭКТ) сканера (например, радионуклидного сканера 14 на фиг.1 или 2) с источником передачи или КТ сканера 18 (фиг.1) для генерации шаблона карты КО, где координатные метки видны и идентифицированы. В последующем ПЭТ (или ОФЭКТ) и МР исследовании катушку сканируют с пациентом, используя МР-томограф (фиг.1), где координатные метки также видны на МР изображении 76 (хотя катушки не видны). Координатные метки на МР изображении 76 совмещают с координатными метками в шаблоне 70 карты КО (например, используя эластичное совмещение изображений или т.п.) для генерации итоговой карты КО пациента.

Таким образом, координатные метки прикрепляют к гибким катушкам, МР изображение показывает положения маркеров, а шаблон 70 карты КО гибких катушек 72 совмещают с МР изображением 76, используя координатные метки, и затем объединяют в персонифицированную карту ослабления. Таким способом облегчают коррекцию ослабления для гибких МР катушек и/или нежестких частей в остальном жесткой МР катушки или других деталей оборудования, которые можно поместить в область отображения. В одном варианте осуществления шаблон карты КО совмещают и выравнивают в осевых и латеральных направлениях, при этом вертикальное направление известно из высоты стола. Единственной оставшейся переменной является форма гибкой катушки на теле. Эту переменную устанавливают посредством совмещения координатных меток с эластичной трансформацией шаблона катушки под контур тела.

На фиг.4 изображен другой пример способа, которым шаблон карты КО МР катушки 72 согласуют с пациентом в соответствии с различными аспектами, описанными в настоящем документе. Например, на этапе 80 осуществляют способ или алгоритм детектирования края на МР изображении 76 пациента или объема, представляющего интерес, для определения поверхности 76' пациента. Внутреннюю поверхность гибкой катушки подгоняют или трансформируют для соответствия с контуром 76' тела.

В одном варианте осуществления катушку сканируют с использованием КТ или ПЭТ (или ОФЭКТ) системы с источником передачи для генерации шаблона 72 карты КО. Затем осуществляют МР сканирование пациента с МР катушкой, расположенной неподалеку. Контур тела пациента идентифицируют и принимают равным внутренней поверхности катушки с использованием способа определения контуров. Внутреннюю поверхность шаблона карты КО изменяют или согласуют с контуром организма пациента, и шаблон с измененной формой наносят на итоговую карту ослабления пациента.

На фиг.5 изображен способ генерации и согласования деформируемого шаблона карты КО, который генерируют с использованием КТ или данных передачи, с МР изображением пациента для генерации карты КО пациента на основе МР для коррекции ослабления, обусловленного гибкими МР катушками или их частями, опорой пациента или другими деталями оборудования, на радионуклидном изображении (например, ПЭТ или ОФЭКТ). Карту КО пациента на основе МР генерируют с использованием одного или нескольких известных способов.

На этапе 90 координатные метки прикрепляют к МР катушке или другой детали оборудования. На этапе 92 МР катушку сканируют с использованием КТ, радионуклидного сканера (ПЭТ или ОФЭКТ) с источником передачи (например, с точечным источником) или т.п. На этапе 94 по КТ данным или данным передачи генерируют шаблон карты КО для катушки. Следует понимать, что этапы 90, 92 и 94 можно выполнять перед применением шаблона карты КО к МР изображению пациента. Например, производитель МР катушки каждого типа и/или размера может заранее сканировать катушку и генерировать шаблон карты КО, который продают с катушкой. Когда пациенту требуется МР и радионуклидное сканирование, шаблон карты КО повторно вызывают из библиотеки для использования при коррекции ослабления, вызванного МР катушкой во время радионуклидного сканирования.

На этапе 96 катушку с прикрепленными координатными метками помещают около пациента и осуществляют МР сканирование. На этапе 98 координатные метки на шаблоне карты КО совмещают с координатными метками на МР изображении пациента, что обуславливает согласование или изменение формы шаблона карты КО под изображение пациента. Регистрацию можно осуществлять вручную с помощью технического специалиста или оператора, полуавтоматически или автоматически с использованием исполняемого компьютером алгоритма или способа (например, сохраненного в памяти и исполняемого процессором).

На этапе 100 шаблон карты КО измененной формы наносят (например, накладывают и т.д.) на персонифицированную карту КО для коррекции ослабления в радионуклидных данных изображения, для генерации итоговой карты КО пациента. На этапе 102 итоговую карту КО используют для коррекции ослабления в данных радионуклидного сканирования при реконструкции полученных данных радионуклидного сканирования в радионуклидное изображение пациента.

На фиг.6 изображен способ согласования шаблона карты КО, который генерируют с использованием КТ или данных передачи, с МР изображением пациента для генерации карты КО пациента на основе МР для коррекции ослабления на радионуклидном изображении (например, ПЭТ или ОФЭКТ) без использования координатных меток. На этапе 110 гибкую МР катушку сканируют с использованием КТ сканера или радионуклидного сканера (ПЭТ или ОФЭКТ) с источником передачи (например, с точечным источником). На этапе 112 из КТ данных или данных передачи генерируют шаблон карты КО для катушки. Следует понимать, что этапы 110 и 112 также можно исполнять перед применением шаблона карты КО к МР изображению пациента, как описано в отношении этапов 90, 92 и 94 на фиг.5.

На этапе 114 катушки помещают около пациента и осуществляют МР сканирование. На этапе 116 на МР изображении идентифицируют контур тела пациента. На этапе 118 на шаблоне карты КО идентифицируют внутреннюю поверхность катушки. Определение контура тела и/или внутренней поверхности катушки можно осуществлять, например, с использованием такого способа детектирования края, который известен в данной области. На этапе 120 внутреннюю поверхность катушки совмещают с контуром тела для коррекции или изменения формы шаблона под изображение пациента. На этапе 122 шаблон карты КО измененной формы наносят (например, накладывают и т.д.) на карту КО для коррекции ослабления в радионуклидном изображении для генерации итоговой карты КО пациента. На этапе 124 итоговую карту КО используют для коррекции для ослабления данных радионуклидного сканирования при реконструкции полученных данных радионуклидного сканирования в радионуклидное изображение пациента.

Как показано на фиг.7, образцовая госпитальная система 150 может содержать множество устройств отображения, таких как устройство 12 МР отображения, радионуклидный сканер 14 (например, ПЭТ или ОФЭКТ), КТ сканер 18 или т.п., которые генерируют данные отображения, которые реконструируют посредством отдельных или совместно используемых процессоров 152 реконструкции для генерации трехмерных представлений изображения. Представления изображения передают через сеть 154 в центральное запоминающее устройство 156 или в локальное запоминающее устройство 158.

На станции 160, соединенной с сетью, оператор использует пользовательский интерфейс 170 для перемещения выбранного трехмерного шаблона карты КО в или между центральным запоминающим устройством 156 и локальным запоминающим устройством 158. Видеопроцессор 166 отображает выбранный шаблон карты КО для выбранной МР катушки в первой области 1721 просмотра дисплея 168. МР изображение пациента (например, пациента и МР катушки) отображают во второй области 1722 просмотра. Третья область 1723 просмотра может отображать наложение шаблона карты КО и МР изображения. Например, пользователю можно позволить совмещать координатные метки на шаблоне катушки карты КО с соответствующими маркерами на МР изображении. Например, оператор посредством интерфейса 170 выбирает координатные метки на шаблоне (например, используя мышь, стилус или другое подходящее устройство ввода пользователя), которые соответствуют координатным меткам на МР изображении. Альтернативно, координатные метки можно совмещать автоматически посредством программы, исполняемой процессорами 20 и/или 166, которая хранится в памяти 22. Затем процессор 20 (фиг.1) в пользовательском интерфейсе 170 осуществляет алгоритм деформации или изменения формы для согласования формы катушки в шаблоне карты КО с формой пациента в МР изображении с использованием совмещенных координатных меток.

В другом варианте осуществления процессор 20 исполняет алгоритм определения контуров для идентификации контуров пациента на МР изображении и совмещает внутреннюю поверхность катушки на шаблоне карты КО с идентифицированным контуром.

Шаблон измененной формы наносят на МР карту ослабления, сгенерированную из МР данных, полученных во время МР сканирования пациента, для генерации уточненной карты ослабления, которую затем используют для реконструкции радионуклидного изображения со скорректированным ослаблением, которое можно использовать в других применениях. Например, станция 180 планирования терапии может использовать ПЭТ изображение со скорректированным ослаблением для планирования терапевтической сессии. Когда планирование удовлетворяет требованиям оператора, запланированную терапию, когда она соответствует автоматизированной процедуре, можно передать на терапевтическое устройство 182, которое осуществляет запланированную сессию. Другие станции могут использовать ПЭТ изображение со скорректированным ослаблением в различных других процедурах планирования.

В другом варианте осуществления наложение, отображаемое в области 1723 просмотра, можно корректировать для взвешивания шаблона катушки карты КО по отношению к МР изображению или наоборот. Например, скользящий указатель или ручка (не показано), которые могут быть механическими или представлены на дисплее 168 и управляются с использованием устройства ввода, можно корректировать для изменения веса МР изображения или шаблона карты КО. В одном примере оператор может корректировать изображение в области 1723 просмотра только из МР данных изображения (показанных в области 1722 просмотра), через множественные и/или непрерывные комбинации МР данных изображения и данных изображения шаблона карты КО, только под данные изображения шаблона карты КО (показано в области 1721 просмотра). Например, отношение МР данных изображения к данным изображения шаблона карты КО можно дискретно или непрерывно корректировать от 0:1 до 1:0. В качестве другого варианта, МР изображение можно отображать в градациях серого, а изображение шаблона карты КО может быть цветным, или наоборот. Координатные метки на МР изображении помогают связать изображение шаблона карты КО с субъектом.

Описанные системы и способы можно использовать, например, в гибридных системах отображения с МР столом и катушками в поле наблюдения радионуклидных детекторов (например, ПЭТ или ОФЭКТ).

Шаблоны хранят в библиотеке 46 шаблонов (фиг.1), которую в одном варианте осуществления хранят на переносном носителе данных или в памяти (например, CD, флэш-диск, Memory Stick, Memory Card или другом подходящем переносном носителе данных). Затем сохраненную библиотеку предоставляют покупателю или оператору для использования в коррекции ослабления в радионуклидных изображениях.

В другом варианте осуществления библиотеку шаблонов хранят в памяти на сервере, и пользователь или покупатель может загрузить ее в память на стороне клиента (например, в центральную память 156) для использования в коррекции ослабления в радионуклидном изображении.

Когда пользователь загрузил и/или установил библиотеку шаблонов в центральное запоминающее устройство 156, для облегчения генерации итоговой карты КО, коррекции ослабления и т.п., как описано в настоящем документе, доступ к библиотеке можно получить через сеть. Например, оператор может ввести идентификационный код катушки с использованием пользовательского интерфейса 170, и процессор 20 получает соответствующий шаблон катушки из центрального запоминающего устройства 156, который затем используют для генерации итоговой карты КО для коррекции ослабления при реконструкции радионуклидного изображения, как описано в настоящем документе. Согласно этому примеру, несколько рабочих станций или пользовательских интерфейсов могут иметь доступ к библиотеке шаблонов, которые нужны для конкретных пациентов или сессий отображения, в которых используют катушки, шаблоны для которых предоставлены в библиотеке.

В другом варианте осуществления библиотеки шаблонов предоставляют пользователям путем загрузки в виде пакетов обновлений для существующих или ранее приобретенных сканеров и/или устройств отображения и/или при покупке одной или нескольких катушек, шаблоны для которых предварительно сгенерировали и сохранили в библиотеке.

На фиг.8 изображен способ извлечения шаблона катушки карты КО из библиотеки шаблонов и усовершенствования карты КО для коррекции ослабления при реконструкции радионуклидного изображения. На этапе 200 идентификационную информацию катушки получают в виде входных данных. Идентификационная информация катушки может представлять собой идентификационный код катушки, где каждая катушка имеет уникальный идентификационный код (числовой, алфавитный, алфавитно-числовой и т.д.), который вводит пользователь для идентификации катушки, для которой нужен шаблон. В другом примере идентификационную информацию катушки пользователь вводит посредством выбора пиктограммы или изображения катушки в пользовательском интерфейсе (например, используя мышь, клавиатуру, стрелки направления, стилус и т.д.). На этапе 202, после получения идентификационной информации катушки, из библиотеки шаблонов извлекают шаблон для идентифицированной катушки. На этапе 204 изменяют форму шаблона катушки для согласования с контуром пациента (например, используя способ координатных меток или способ детектирования края, как описано в отношении фиг.5 и 6, соответственно). На этапе 206 скорректированный шаблон карты КО наносят на карту КО пациента для генерации итоговой карты КО. На этапе 208, коррекцию ослабления осуществляют с использованием итоговой карты КО во время реконструкции данных радионуклидного сканирования в радионуклидное изображение (например, ПЭТ или ОФЭКТ).

Инновация описана со ссылкой на несколько вариантов осуществления. Модификации и изменения могут прийти на ум прочитавшим и понявшим предшествующее подробное описание. Подразумевается, что инновацию следует рассматривать как включающую все такие модификации и изменения в такой мере, в какой они входят в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

1. Система, генерирующая шаблон (70) карты коррекции ослабления (КО) для коррекции ослабления в радионуклидном изображении (34), вызванного деталями (72) оборудования в поле наблюдения радионуклидного сканера (14) во время радионуклидного сканирования, содержащая:
процессор (20), который:
генерирует шаблон (70) карты КО детали (72) оборудования из данных (42) передачи, сгенерированных радиоактивным источником (16), расположенным на поворотной подставке, которая вращается вокруг детали оборудования, и полученных во время радионуклидного сканирования детали (72) оборудования;
сохраняет шаблон (70) карты КО в память (22); и
итерационно генерирует уникальный шаблон (70) карты КО для каждой из множества различных деталей (72) оборудования, причем шаблоны (70) хранятся в библиотеке (46) шаблонов в памяти (22) для повторного вызова и использования оператором.

2. Система по п.1, в которой детали (72) оборудования включают в себя магниторезонансную (МР) катушку и которая дополнительно включает в себя:
устройство (12) МР отображения, которое отображает пациента с МР катушкой, размещенной в поле наблюдения устройства (12) МР отображения;
причем процессор (20):
загружает сохраненные шаблоны (70) карт КО в библиотеку (46);
извлекает шаблон (70) карты КО для выбранной МР катушки из библиотеки (46);
наносит шаблон (70) карты КО на карту КО на основе МР для генерации итоговой карты КО;
корректирует ослабление, вызванное МР катушкой (72) в радионуклидных данных изображения пациента, в которых МР катушка (72) присутствует в поле наблюдения радионуклидного сканера (14) во время сканирования пациента; и
реконструирует радионуклидные данные изображения со скорректированным ослаблением в изображение.

3. Система по п.2, в которой процессор (20) регулирует шаблон (70) карты КО для согласования с контуром пациента.

4. Система по п.3, в которой процессор (20) исполняет, а память (22) хранит набор исполняемых компьютером инструкций для осуществления способа детектирования контуров, который идентифицирует контур пациента, и в которой процессор (20) регулирует форму (70) шаблона карты КО для согласования с контуром.

5. Система по п.3, которая дополнительно содержит: координатные метки (74), прикрепленные к МР катушке, причем местоположения координатных меток идентифицированы на шаблоне (70) карты КО;
причем МР данные, полученные во время МР сканирования, реконструируются для генерации МР изображения (76) пациента, на котором видны координатные метки (74).

6. Система по любому из пп.1-5, в которой радионуклидный сканер (14) представляет собой по меньшей мере одно из сканера позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и сканера однофотонной
эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ).

7. Система по любому из пп.1-5, в которой источник (16) передачи представляет собой по меньшей мере один из точечного источника из германия-68 (Ge-68) и точечного источника из цезия- 137 (Cs-137).

8. Система по любому из пп.1-5, в которой деталь (72) оборудования представляет собой МР катушку и в которой процессор (22) определяет по меньшей мере одно значение линейного коэффициента ослабления (ЛКО) для катушки и генерирует шаблон (70) карты КО для катушки с использованием по меньшей мере одного значения ЛКО.

9. Способ генерации радионуклидного изображения со скорректированным ослаблением, который включает в себя этапы, на которых:
размещают выбранную МР катушку (72) около пациента;
получают МР данные сканирования пациента и катушки (72);
реконструируют МР данные сканирования в МР изображение (76) пациента;
извлекают шаблон (70) карты КО, соответствующий выбранной МР катушке, из библиотеки (46);
генерируют персонифицированную карту коррекции ослабления (КО);
комбинируют шаблон карты КО и персонифицированную карту КО для генерации итоговой карты КО;
получают данные радионуклидного сканирования пациента и выбранной МР катушки;
корректируют ослабление в данных радионуклидного сканирования с использованием итоговой карты КО; и
реконструируют данные радионуклидного сканирования со скорректированным ослаблением в радионуклидное изображение.

10. Способ по п.9, который дополнительно включает в себя этапы, на которых:
получают данные сканирования МР катушки (72) с использованием КТ сканера (18);
сегментируют КТ изображения МР катушки (72);
получают данные сканирования МР катушки (72) с
использованием сканера (14) позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) с источником (16) передачи;
генерируют гистограммы значений данных передачи; и
подгоняют значения гистограммы под сегментированное КТ изображение для генерации шаблона (70) карты КО.

11. Способ по п.9, который дополнительно включает в себя этапы, на которых:
определяют среднее значение линейного коэффициента ослабления (ЛКО) из распределения гистограммы; и
присваивают среднее значение ЛКО МР катушке для генерации шаблона карты КО.

12. Способ по п.11, который дополнительно включает в себя этап, на котором осуществляют детектирование края, которое идентифицирует контур пациента, и регулируют форму шаблона (70) карты КО для согласования с контуром.

13. Система отображения, которая содержит один или несколько процессоров, запрограммированных для осуществления способа по п. 9.

14. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненную на нем библиотеку (46) шаблонов (70) карты коррекции ослабления (КО), предназначенных для использование в способе по п.9, причем библиотека (46) включает в себя:
по меньшей мере один предварительно сгенерированный шаблон (70) карты КО для каждой из множества катушек (72) магнитного резонанса (МР);
причем по меньшей мере один шаблон (70) карты КО извлекается из библиотеки после ввода идентификационного кода катушки, который идентифицирует МР катушку (72), для которой нужен шаблон; и
причем по меньшей мере один шаблон карты КО генерируется из данных передачи, сгенерированных радиоактивным источником (16), расположенным на поворотной подставке, которая вращается вокруг детали оборудования, и полученных во время радионуклидного сканирования каждой МР катушки (72) из множества катушек.

15. Способ регулирования карты коррекции ослабления (КО) пациента для коррекции ослабления в данных радионуклидного сканирования, который включает в себя этапы, на которых:
получают идентификационную информацию катушки, которая идентифицирует катушку (72), для которой нужен шаблон (70) карты КО;
извлекают идентифицированный шаблон (70) карты КО из библиотеки (46) шаблонов, хранящейся в памяти (22, 156);
адаптируют шаблон (70) карты КО для согласования с контуром пациента на изображении пациента;
наносят адаптированный шаблон карты КО на персонифицированную карту коррекции ослабления (КО) для генерации итоговой карты КО; и
корректируют ослабление при реконструкции данных радионуклидного сканирования пациента для генерации радионуклидного изображения пациента со скорректированным ослаблением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству радиологической характеризации, содержащему, по меньшей мере, один коллимированный радиологический измерительный зонд (6), чувствительный конец которого помещен во взаимозаменяемый коллиматор (2) с полем обзора.

Изобретение относится к ядерной физике и может быть использовано для дистанционного измерения и анализа уровня радиационного загрязнения вокруг АЭС. Согласно способу с помощью радиометра получают изображения подстилающей поверхности в виде функции яркости I(х,у), содержащей контрольные площадки с известным уровнем радиации.

Изобретение относится к области выявления радиационной обстановки, а именно к способам поиска и обнаружения точечных источников гамма-излучения. .

Изобретение относится к области организации и проведения выявления радиационной обстановки после аварийного выброса в атмосферу радиоактивных веществ. .

Изобретение относится к средствам поиска и обнаружения источников гамма-излучения и предназначается для оснащения дистанционно управляемых мобильных роботов. .

Изобретение относится к области ведения радиационной разведки местности, загрязненной продуктами деления ядерных материалов, а именно к оперативному определению возраста радиоактивных продуктов при выявлении радиационной обстановки.

Изобретение относится к области радиационного контроля с использованием ионизационных счетчиков (пропорциональных или счетчиков Гейгера) или сцинтилляционных детекторов.

Изобретение относится к мониторингу окружающей среды для выделения участков загрязнения снегового покрова радиоактивными компонентами. .
Изобретение относится к исследованиям в области прикладной экологии и охраны окружающей среды, а именно к способам оценки загрязнения наземных экосистем биоиндикационными методами.

Изобретение относится к области мониторинга радиационной обстановки и установления факта появления в атмосфере облака радиоактивных веществ. С помощью спектрорадиометра инфракрасного излучения определение присутствия в воздухе радиоактивных газов и аэрозолей осуществляется путем установления повышения в воздухе содержания озона, образующегося из кислорода под действием ионизирующих излучений радионуклидов. Изобретение позволяет снизить дозовые нагрузки за счет принятия защитных мер, обеспечивающих исключение ингаляционного поступления радионуклидов внутрь организмов, до подхода радиоактивного облака в район расположения людей. 5 ил.

Изобретение относится к области экспериментальных методов ядерной физики, разработки методов и средств измерения радиоактивности в природных средах, обнаружения и идентификации аномальных гамма-зон. Технический результат - достижение требуемой полноты статистической информации о флуктуационных процессах в среде. Сущность: используют один или несколько идентичных независимых спектрометрических каналов гамма-излучения и регистрируют временной ряд интенсивности спектрального состава гамма-излучения среды за выбранный интервал времени. Осуществляют градуировку гамма-спектрометрических каналов путем определения градуировочной кривой по положению центров пиков полного поглощения гамма-излучения. При этом в процессе градуировки гамма-спектрометрических трактов в качестве излучателей гамма-излучения используют заданные естественные излучатели, содержащиеся в среде, регистрируют за выбранный интервал времени энергетический спектр гамма-излучения этих излучателей и выделяют из полученного спектра пики полного поглощения гамма-излучения этих излучателей. По полученным данным обнаруживают и идентифицируют радиоактивные аномалии.

Изобретение относится к области радиоактивных измерений. Технический результат - повышение оперативности статистически обеспеченного детектирования вариаций радиоактивности природной среды с десятков тысяч секунд до единиц секунд, что повышает точность обнаружения и идентификации радиоактивных аномалий. Сущность: используют один или несколько идентичных независимых друг от друга спектрометрических детекторов гамма-излучения. Получают спектры общего и каскадного гамма-излучения регистрацией временного ряда интенсивности, в том числе первичного гамма-излучения радионуклидов, за выбранное время экспозиции. Осуществляют расчет коэффициентов корреляций всех элементов спектрального состава между собой на выбранном интервале времени. Производят нормировку коэффициентов корреляций. Составляют матрицу коэффициентов парных корреляций, по которой обнаруживают и идентифицируют радиоактивные аномалии - по виду матрицы идентифицируют флуктуирующий радионуклид, а по изменению матрицы во времени определяют начало активности флуктуации и ее развитие в пространстве или во времени.

Изобретение относится к измерительной технике и преимущественно предназначено для исследования процессов, происходящих в среде океанов и других водоемов. Технический результат изобретения - повышение стабильности потенциала электрода и повышение надежности работы за счет устранения факторов, создающих шунтирование сопротивления изоляции между электролитическим контактом и электролитическим ключом электрода. Сущность: проточный вспомогательный электрод содержит заполненную электролитом камеру 7, в которой создается избыточное давление подпружиненной втулкой 9. Электролитическим ключом электрода является выполненный во втулке 9 капилляр 10, через который электролит вытекает из камеры 7 в исследуемую среду. Корпус 1 электрода содержит ячейку 5 электролитического контакта, которая посредством канала 8 сообщается с электролитом камеры. Камера 7 образована соединением цилиндр-поршень, при этом обеспечены герметизация и электроизоляция электролита, заполняющего камеру. Согласно первому варианту изобретения (фиг. 1) цилиндр выполнен в корпусе 1, а втулка 9 в виде поршня установлена в этот цилиндр посредством, например, масляного затвора 16. Отличие второго варианта (фиг. 2) от первого заключается в том, что цилиндр выполнен во втулке 9, а корпус 1 в виде поршня установлен в этот цилиндр. 2 н. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области воздушного радиационного мониторинга. Сущность: получают изображения участков в диапазоне видимых длин волн, а также в диапазоне длин волн флуоресценции атмосферного азота под воздействием ионизирующих излучений с помощью матричных фоточувствительных детекторов. По изображениям участков незагрязненной местности определяют отношение контраста соседних элементов изображения видимого диапазона спектра и аналогичного контраста изображения в диапазоне флуоресценции азота. В процессе мониторинга постоянно определяют значение данного отношения контрастов для всех элементов получаемых изображений. Если получаемая величина отличается от значения, определенного для участка незагрязненной местности, то участки местности, изображение с которых регистрировалось рассматриваемыми элементами матричных фоточувствительных детекторов, считают радиоактивно загрязненными. Технический результат: повышение достоверности результатов мониторинга. 2 ил.

Изобретение относится к области выявления радиационной обстановки на объектах атомной энергетики после аварийного выброса в атмосферу радиоактивных веществ. Способ ведения воздушной радиационной разведки местности в районе аварии на ядерном реакторе с разгерметизацией активной зоны заключается в измерении на высоте полета значений мощности дозы гамма-излучения и приведении полученных значений к высоте 1 м над поверхностью земли, при этом радиационная разведка осуществляется с борта летательного аппарата носимым измерителем мощности дозы со временем измерения не более 2 с, высота полета выдерживается до 150 м, скорость полета устанавливается не более 200 км/ч, при выполнении измерений мощности дозы снимаются показания высотомера, проводится расчет кратности ослабления гамма-излучения слоем воздуха по формуле K=2,019+0,027h-1+1,128×10-6h-3, показания измеренной мощности дозы умножаются на коэффициент K. Технический результат - повышение оперативности выявления радиационной обстановки на начальном этапе развития аварии.
Изобретение относится к дистанционным способам радиационных исследований и может быть использовано для выявления радиационных загрязнений поверхности Земли. Сущность: на основе анализа излучений в инфракрасном диапазоне частот 8-14 мкм создают карты распределения латентного тепла в атмосфере. Создают карты распределения оценочных поправок к химическому потенциалу паров воды в атмосфере на основе излучений, полученных в сантиметровом и миллиметровом диапазонах спектра. Сравнивают данные по аномалиям к фону латентного тепла и аномалиям к фону оценочных поправок к химическому потенциалу паров воды. Места совпадения аномальных зон по обеим картам выделяют как места радиационных загрязнений. Технический результат: повышение точности обнаружения мест локальных радиоактивных загрязнений. 3 з.п. ф-лы.
Наверх