CN102361596B - 混合双模态图像处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种混合双模态图像处理系统和方法。例如，图像处理系统包括用于处理SPECT断层摄像投影数据和CT体积图像的计算机。所述计算机从所述投影数据导出SPECT横向体积图像并将所述SPECT横向体积图像与所述CT体积图像配准以获得衰减图和配准信息。所述计算机使用所述衰减图和所述配准信息以导出具有衰减校正的SPECT横向体积图像。所述计算机使用所述配准信息以导出不具有衰减校正的SPECT横向体积图像。使用同一配准信息，同时或者接近同时获得具有和不具有衰减校正的所述SPECT横向体积图像。所述配准信息被存储、承载于所述衰减图中、或者以其他方式与所述衰减图通信以用于所述SPECT横向体积图像的后续处理。
Description
本申请涉及医学成像系统和方法。其在双模态图像处理系统和方法及其相关工作流程中具有特定应用。
单光子发射计算机断层摄影(SPECT)是使用伽马射线的核医学断层摄影技术。SPECT能够提供真实的三维(3-D)成像信息。这一3-D成像信息典型地呈现为穿过患者的横截面(也即，横向的)切片，但是可以根据需要被自由地重定格式或者操纵。
在SPECT成像中，向患者施予放射性示踪剂并且测量由该示踪剂发出的伽马辐射。具体而言，使用伽马照相机来测量该伽马辐射以采集来自多个角度的多个二维(2-D)图像，也称为投影。例如，该伽马照相机绕着患者旋转并在该旋转期间在指定点处，典型地每3-6度，采集投影。
然后使用计算机对该多个投影应用断层摄影重建算法，产生3-D成像数据集。然后可以操纵这一成像数据集来示出沿着身体的任意选定轴的薄切片，类似于从其他断层摄影技术，例如磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)以及正电子发射断层摄影(PET)中获得那些。一般而言，所得到的重建图像将是更低的分辨率，与平面图像相比具有增加的噪声，并且容易含有伪影。
SPECT成像的劣化是固有的，其使得投影数据失真并且，因而，使得基于该投影数据的重建失真。例如，归因于患者在扫描期间的运动或者归因于放射性药物的高度不均匀分布，在SPECT成像期间可能会出现伪影，例如条纹。此外，伽马射线在患者之内的衰减可能导致与表面组织相比对深层组织中活动的显著低估。衰减校正(AC)通常通过所测量的衰减值获得。通常与一体的X射线CT扫描器一起销售现代的SPECT设备，也即双模态系统。由于X射线CT图像表示良好的组织衰减图，因此这一数据可以并入SPECT重建中以校正衰减。X射线CT数据也提供精确配准的CT图像，其可以提供额外的解剖成像信息。
SPECT/CT双模态系统包括SPECT和CT成像部件两者以分别提供生理学和解剖信息用于诊断或者治疗规划。例如，SPECT和CT图像的配准和融合显示能够使用户(例如，医师)更加容易地识别和定位可疑缺陷或者肿瘤以用于诊断。
由于用户通常将想要或者需要使用第三方软件来回顾这些图像，因此期望提供配准的符合DICOM标准的SPECT和CT体积图像。DICOM代表医学数字成像和通信，是被开发以帮助医学图像的分类和观察的标准。DICOM标准定义了用于图像分类的文件格式。包含了标头和所有图像数据的单独DICOM文件可以包含三维的信息。标头部分包括很多预定义的属性，其用于存储关于患者、扫描类型、图像尺寸等的信息。
在DICOM文件标头中“图像位置(患者)”(IPP)和“图像取向(患者)”(IOP)的公共属性分别定义了图像相对于患者空间坐标系的位置和取向(或方向)。IPP和IOP属性可以用于承载两个或者更多个图像之间的配准信息。对于横向体积图像，根据DICOM标准，IOP属性具有恒定的向量值[100010]，而对于其他图像，IOP向量可以视情况而定具有不同的值。
在包含SPECT的临床实践中，为了方便起见，常常使用重定向的图像替代于直接使用横向图像，或者除了直接使用横向图像之外还使用重定向的图像。该重定向的图像可以包括，例如，用于心脏研究的短轴、水平长轴和垂直长轴图像；以及用于非心脏研究的倾斜横向、倾斜矢状和倾斜冠状图像。当回顾这些导出的SPECT图像时，与CT数据的融合可以给诊断置信度带来显著改善。
如以上谈及地，CT数据能够提供衰减图，该衰减图对于SPECT重建中的衰减校正(AC)以实现更加精确的量化和减少衰减伪影是有用的。然而，即使可获得基于CT的衰减图，用户也可能需要或者期望进行无AC(非AC)的SPECT重建，因为在AC SPECT图像和非AC SPECT图像之间的直接(相似物比较)比较可能提供提高的临床价值。非AC SPECT重建可以在单独地并且在独立于CT数据的工作流程中执行。在SPECT/CT双模态系统中，当与CT图像数据融合时，AC和非AC SPECT比较可以进一步地改善临床价值和诊断置信度。
根据一个方面，公开了一种混合双模态图像处理系统和方法。该图像处理系统和方法实现改善的图像处理工作流程。
根据一个示例性实施例的图像处理系统，包括计算机部件(例如，计算机)、由第一成像模态(例如，CT系统)生成的第一断层摄影投影数据以及由第二成像模态(例如，SPECT或者PET系统)生成的第二断层摄影投影数据。所述计算机部件从所述第一断层摄影投影数据生成第一重建图像数据，并且从所述第二断层摄影投影数据生成第二重建图像数据。所述计算机部件将所述第二重建图像数据与所述第一重建图像数据配准以生成衰减图和配准信息。所述计算机部件使用所述第二断层摄影投影数据、所述衰减图和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的衰减校正重建图像数据，以及使用所述第二断层摄影投影数据和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的非衰减校正重建图像数据。
在一个示例性实施例中，所述计算机部件使用所述配准信息将所述衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样衰减校正重建图像数据，以及使用所述配准信息将所述非衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样非衰减校正重建图像数据。
在一个示例性实施例中，所述计算机部件使用所述配准信息来重定向所述衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向衰减校正重建图像数据，以及使用所述配准信息来重定向所述非衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向非衰减校正重建图像数据。在一个示例性实施例中，所述重定向衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一，并且所述重定向非衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一。
在一个示例性实施例中，所述计算机部件将所述重采样衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第一融合图像数据，以及将所述重采样非衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第二融合图像数据。在一个示例性实施例中，所述计算机部件将所述重定向衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第一融合图像数据，以及将所述重定向非衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第二融合图像数据。
根据一个示例性实施例的图像处理系统，包括用于输入SPECT投影数据、无衰减校正的SPECT横向体积图像、CT体积图像、从根据所述SPECT投影数据重建所述SPECT横向体积图像中导出的衰减图、以及从将所述SPECT横向体积图像配准到所述CT体积图像导出的配准信息的装置。所述图像处理系统也包括用于利用所述衰减图和所述配准信息重建具有衰减校正的SPECT横向体积图像的装置。所述图像处理系统也包括用于利用所述配准信息将具有衰减校正的所述SPECT横向体积图像与所述CT体积图像配准的装置。所述配准信息被存储、承载于所述衰减图，或者以其他方式与所述衰减图通信。
根据一个示例性实施例的图像处理方法，包括利用第一成像模态(例如，CT系统)生成第一断层摄影投影数据，利用第二成像模态(例如，SPECT或者PET系统)生成第二断层摄影投影数据，从所述第一断层摄影投影数据生成第一重建图像数据，以及从所述第二断层摄影投影数据生成第二重建图像数据。所述方法还包括将所述第二重建图像数据与所述第一重建图像数据配准以获得衰减图和配准信息。所述方法包括使用所述第二断层摄影投影数据、所述衰减图和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的衰减校正重建图像数据，以及使用所述第二断层摄影投影数据和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的非衰减校正重建图像数据。
在一个示例性实施例中，所述方法包括使用所述配准信息将所述衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样衰减校正重建图像数据，以及使用所述配准信息将所述非衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样非衰减校正重建图像数据。
在一个示例性实施例中，所述方法包括使用所述配准信息来重定向所述衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向衰减校正重建图像数据，以及使用所述配准信息来重定向所述非衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向非衰减校正重建图像数据。在一个示例性实施例中，所述重定向衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一，并且所述重定向非衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一。
在一个示例性实施例中，所述重采样衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第一融合图像数据，以及所述重采样非衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第二融合图像数据。在一个示例性实施例中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第一融合图像数据，以及所述重定向非衰减校正重建图像数据和所述第一重建图像数据融合以形成第二融合图像数据。
鉴于以上，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据，所述重采样衰减校正重建图像数据和所述重采样非衰减校正重建图像数据，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据，和/或所述第一融合图像数据和所述第二融合图像数据：是彼此按体素对准的，都与所述第二图像数据的坐标系配准，并且都符合所述DICOM标准。
因此，所述系统和方法，以及相关的工作流程，便于针对横向和重定向图像两者的、具有衰减校正和不具有衰减校正的融合SPECT/CT图像的直接的一对一比较。此外，由于针对横向和重定向图像两者的、具有衰减校正和不具有衰减校正的所述融合SPECT/CT图像符合所述DICOM标准，因此这些图像可以被显示、处理、或者以其他方式由支持所述DICOM文件格式的应用来利用。
通过以下对示例性实施例的详细描述、权利要求和附图，大致的发明设想的仍进一步优点、特征和/或方面将变得更加容易显而易见。
本发明可采取各种部件和部件布置的形式，以及各种步骤和步骤安排的形式。附图只是出于图示优选实施例的目的并且不被解释为限制本发明。
图1A-1C形成的流程图图示了根据一个示例性实施例的在混合SPECT/CT双模态系统中的图像处理流程；
图2A-2B形成的流程图图示了根据一个示例性实施例的在混合SPECT/CT双模态系统中的图像处理流程；
图3A-3C形成的流程图图示了根据一个示例性实施例的混合SPECT/CT双模态成像方法；
图4A-4B形成的流程图图示了根据一个示例性实施例的混合SPECT/CT双模态成像方法。
虽然大致的发明设想能有很多不同形式的实施例，但是在附图中示出并且将在本文中详细描述其特定实施例，同时应理解，将本公开认为是该大致的发明设想的原理的例证。因此，该大致的发明设想不旨在限于本文中图示的特定实施例。
利用SPECT/CT成像系统或者方法的用户的各种需要和期望可能是彼此矛盾的。例如，当应用基于CT的AC时，可以相对于该CT患者空间坐标系计算所重建的横向SPECT图像的IPP和IOP属性，这在AC SPECT图像和CT图像之间建立了配准链接。然而，由于在配准中包含重定向是很常见的，因此在CT空间中的重定向横向SPECT图像的新IOP典型地不再是向量值[100010]。由于其与在DICOM标准中所述的横向体积图像定义的矛盾，因此在一些DICOM应用中可能不接受该横向图像数据。
作为这一问题的部分解决办法，可以执行AC SPECT图像到CT空间的重采样从而该AC SPECT图像和该CT图像被明确地配准并符合DICOM标准的定义(例如，对于横向IOP属性具有向量值[1 0 0 0 1 0])。然而，对于非AC SPECT图像的非AC数据，没有方便的相应配准信息。因而，非AC SPECT数据并不容易重采样并且，因而，通常是非重采样的。因此，非AC SPECT图像不配准到CT图像，并且也不再与重采样AC SPECT图像按体素对准。这妨碍了在非AC SPECT图像和重采样AC SPECT图像之间执行有意义的直接一对一比较的能力，更不必说将SPECT图像与CT图像融合以及执行有意义的直接一对一比较的能力。
作为另一方法，可以执行SPECT图像的非AC数据到CT空间的离线重采样。然而，这一离线重采样很可能与应用于SPECT图像的AC数据的重采样过程不同，尤其是当在配准期间包含用户的手动调整时。此外，这一方法可能导致中断的工作流程并且牺牲所有的用户便利性。
鉴于以上，用户的这些矛盾的需要和期望能够在图像处理工作流程中得到解决。以下陈述的示例性实施例涉及新的和改善的混合SPECT/CT图像处理系统和方法，以及它们的相关工作流程，其满足了对针对横向和重定向图像两者的、AC或者非AC的CT和SPECT图像的融合显示的这些各种需要或者期望。
根据一个示例性实施例，混合SPECT/CT双模态系统包括用于处理SPECT和CT数据的一个或者多个计算机部件。如在本文中使用的，“计算机部件”包括，但是不限于，计算机相关实体、任一硬件、固件、软件、其组合，或者执行中的软件。例如，计算机部件可以是，但不限于，处理器、对象、可执行的、在处理器上运行的处理、执行线程、程序和计算机。通过图示，在服务器计算机上运行的应用和服务器计算机两者可以是计算机部件。一个或者多个计算机部件可以处于处理或者执行线程之内，并且计算机部件可以位于一个计算机上或者在两个或者更多个计算机之间分布。当“计算机部件”涉及计算机时，也可以包含用于与计算机接口连接的各种外围设备(例如，输入设备、数据存储设备、显示设备，等等)。
混合SPECT/CT双模态系统也可以包括由计算机部件执行或者与计算机部件接口连接的逻辑。如在本文中使用的，“逻辑”包括，但不限于，硬件、固件、软件或者其组合以执行功能或者动作，或者引起由另一部件执行的功能或者动作。例如，基于期望的应用或者需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器，例如特定用途集成电路(ASIC)的离散逻辑，或者其他可编程逻辑设备。逻辑也可以完全具体化为软件。
在混合SPECT/CT双模态系统100中，计算机部件102与SPECT数据输入设备104、CT数据输入设备106、显示设备108(例如，一个或者多个监视器)以及数据存储设备110接口连接或者数据通信。在一个示例性实施例中，SPECT数据输入设备104和CT数据输入设备106是一体的或者相对于彼此固定。SPECT数据输入设备104和CT数据输入设备106中的每个可以将其各自的数据存储于数据存储设备110中以用于计算机部件102的后续取回。
图1A-1C示出了与混合SPECT/CT双模态系统100对应的图像处理工作流程。根据这一工作流程，将SPECT断层摄影投影数据112和CT体积图像114输入系统100。CT体积图像114先前从CT断层摄影投影数据的重建中导出。例如，可以从SPECT数据输入设备104或者数据存储设备110输入SPECT断层摄影投影数据112。例如，可以从CT数据输入设备106或者数据存储设备110输入CT体积图像114。初始重建逻辑116执行没有AC的SPECT断层摄影投影数据112的重建以生成非AC SPECT横向体积图像118。
配准逻辑120将非AC SPECT横向体积图像118与CT体积图像114配准以生成衰减图122(见图1A和1B)。配准逻辑120可以包括基于参数的配准逻辑124、手动调整配准逻辑126以及基于图像的自动配准逻辑128中的一个或者多个。基于参数的配准逻辑124可以，例如，基于双模态系统(例如，SPECT数据输入设备104和CT数据输入设备106)的几何结构，例如普通的患者床被线性平移以在设备之间移动的距离，来配准图像。手动调整配准逻辑126可以，例如，基于用户的手动调整或者在显示设备108上的融合视图中一个图像相对于另一图像的移动来配准图像。基于图像的自动配准逻辑128可以，例如，应用基于软件的匹配算法使用图像中的值本身来配准图像，例如，通过互相关、局部相关等。
来自配准逻辑120的配准信息130，例如关于基于参数的配准、手动调整配准、和/或基于图像的自动配准的信息，被保存、承载于衰减图122、或者以其他方式与衰减图122通信。配准信息130可以被保存或者承载于DICOM文件的标头中与衰减图122对应的公共(例如，IPP和IOP)和私有属性两者的组合中。以这一方式，在衰减图122中的配准信息130用作链接SPECT和CT图像之间的几何关系的桥梁。
然后计算机部件102使用AC SPECT重建逻辑132和包括配准信息130的衰减图122来执行SPECT断层摄影投影数据112的AC SPECT重建。ACSPECT重建的输出是AC SPECT横向体积图像134。
计算机部件102也使用非AC SPECT重建逻辑136和配准信息130(由衰减图122提供或者从衰减图122获得)来执行SPECT断层摄影投影数据112的非AC SPECT重建。非AC SPECT重建的输出是非AC SPECT横向体积图像138。
在一个示例性实施例中，并行地或者以其他方式同时地执行AC SPECT重建和非AC SPECT重建。以这一方式，这两个重建都可以共享衰减图122所承载的配准信息130，即使衰减校正未被应用于非AC SPECT重建。此外，配准信息130被传送至重建的输出，也即AC SPECT横向体积图像134和非AC SPECT横向体积图像138。
计算机部件102使用重采样逻辑140来将AC SPECT横向体积图像134和非AC SPECT横向体积图像138重采样到CT空间。AC SPECT横向体积图像134的重采样的输出是重采样AC SPECT横向体积图像142。非ACSPECT横向体积图像138的重采样的输出是重采样非AC SPECT横向体积图像144。由于使用相同的参数(例如，配准信息130)来重采样AC SPECT横向体积图像134和非AC SPECT横向体积图像138两者，因此重采样ACSPECT横向体积图像142和重采样非AC SPECT横向体积图像144是彼此按体素对准的，都配准到CT空间，并且通过在它们的公共IOP属性中具有[1 0 0 0 1 0]的向量值而都符合DICOM标准。
计算机部件102使用重定向逻辑146来以相同的方式重定向AC SPECT横向体积图像134和非AC SPECT横向体积图像138两者。重定向逻辑146的输出是一个或者多个重定向AC SPECT图像148和一个或者多个重定向非AC SPECT图像150。重定向AC SPECT图像148和/或重定向非ACSPECT图像150可以包括，例如，短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和/或倾斜冠状图像。对于重定向SPECT图像中的每个，其公共IOP和IPP属性被更新至CT空间，从而每个重定向SPECT图像都配准到CT坐标系中的CT图像，而不是与CT图像按体素对准。
其后，计算机部件102可以使用显示设备108来引起、便于或者以其他方式支持相同类型(例如，重采样、重定向)的AC和非AC SPECT图像的显示152。例如，可以并排显示152AC和非AC SPECT图像以用于该图像的有意义的直接一对一比较。此外，AC和非AC SPECT图像两者都可以与CT体积图像114融合以用于融合图像的比较。该融合图像可以提供定位或者提高诊断。
此外，计算机部件102可以使用数据存储设备110来引起、便于或者以其他方式支持将包括配准信息130的衰减图122、重采样AC SPECT横向体积图像142、重采样非AC SPECT横向体积图像144、重定向AC SPECT图像148、重定向非AC SPECT图像150、融合的SPECT/CT图像保存154至数据存储设备110、和/或其他图像数据。因此，随后可以从数据存储设备110取回所保存的信息和图像154以用于使用或者回顾，包括由第三方应用、不同的应用、不同的计算机部件等的使用或者回顾。
根据另一示例性实施例的混合SPECT/CT双模态系统200，包括用于处理SPECT和CT数据的一个或者多个计算机部件(例如，计算机部件102)。混合SPECT/CT双模态系统200执行的图像处理工作流程类似于与混合SPECT/CT双模态系统100对应的图像处理工作流程。因此，在适当处使用类似的附图标记。然而，如图2A-2B所示，在用于系统200的图像处理工作流程中，先前地并且与CT体积图像114或者基于CT的衰减图122独立地重建非AC SPECT横向体积图像202。
根据这一工作流程，将非AC SPECT横向体积图像202，与SPECT断层摄影投影数据112和包括配准信息130的衰减图122(用于AC重建)一起输入系统200。可以例如从数据存储设备110，输入非AC SPECT横向体积图像202和衰减图122。可以例如从SPECT数据输入设备104或者数据存储设备110，输入SPECT断层摄影投影数据112。
在系统200中，由于衰减图122在先前生成并且配准信息130保存于衰减图122中，因此不需要非AC SPECT横向体积图像118和CT体积图像114(例如，使用配准逻辑120)的配准。而是，在系统200内的后续处理期间可以使用保存于衰减图122中的配准信息130。由于系统200中的重采样(例如，使用重采样逻辑140)、重定向(例如，使用重定向逻辑146)、和后续处理与以上针对系统100的描述相同，因此这里省略对其的单独讨论。
将参考图3A-3C描述根据一个示例性实施例的混合SPECT/CT双模态方法300。在混合SPECT/CT双模态方法300中，在步骤302，输入SPECT断层摄影投影数据和CT体积图像。可以例如从SPECT扫描器或者数据存储设备中输入SPECT断层摄影投影数据。可以例如从CT扫描器或者数据存储设备中输入CT体积图像。在步骤304，SPECT断层摄影投影数据(非AC)被初始重建以生成非AC SPECT横向体积图像。
在步骤306，非AC SPECT横向体积图像和CT体积图像被彼此配准以生成衰减图。SPECT和CT图像的配准可以包括基于参数的配准、手动调整配准、和基于图像的自动配准中的一个或者多个。在步骤308，在配准处理期间获得的配准信息被存储、承载于所述衰减图，或者以其他方式与所述衰减图通信。配准信息可以被存储于，例如，DICOM文件的标头中与衰减图对应的公共(例如，IPP和IOP)和私有属性两者的组合中。以这一方式，在衰减图中的配准信息用作链接SPECT和CT图像之间的几何关系的桥梁。
在步骤310，包括配准信息的衰减图被用于将SPECT断层摄影投影数据(具有AC)重建为AC SPECT横向体积图像。在步骤312，该配准信息(从衰减图接收或者以其他方式从该衰减图获得)被用于将SPECT断层摄影投影数据(非AC)重建为非AC SPECT横向体积图像。在一个示例性实施例中，并行地或者以其他方式同时地执行步骤310和312中的重建。以这一方式，这两个重建都可以共享衰减图承载的配准信息，即使衰减校正只应用于该重建之一。此外，配准信息被传送至重建的输出，也即AC SPECT横向体积图像和非AC SPECT横向体积图像。
在步骤314，将AC SPECT横向体积图像和非AC SPECT横向体积图像重采样到CT空间。AC SPECT横向体积图像的重采样的输出是重采样AC SPECT横向体积图像。非AC SPECT横向体积图像的重采样的输出是重采样非AC横向体积图像。由于使用相同的参数(例如，来自衰减图的配准信息)来重采样AC SPECT横向体积图像和非AC SPECT横向体积图像两者，因此重采样AC SPECT横向体积图像和重采样非AC SPECT横向体积图像是彼此按体素对准的，都配准到CT空间，并且通过在它们的公共IOP属性中具有[1 0 0 0 1 0]的向量值而都符合DICOM标准。
在步骤316中以相同的方式重定向AC SPECT横向体积图像和非ACSPECT横向体积图像。AC和非AC SPECT横向体积图像的这一重定向形成不同的(也即，重定向)AC和非AC SPECT图像，例如，短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和/或倾斜冠状图像。对于重定向图像中的每个，其公共IOP和IPP属性被更新至CT空间，从而每个重定向图像都配准到CT坐标系中的CT图像，而不是与CT图像按体素对准。
其后，方法300在步骤318中支持相同类型(例如，重采样、重定向)的AC和非AC SPECT图像的显示。例如，可以并排显示AC和非AC SPECT图像以用于该图像的有意义的直接一对一比较。此外，在步骤320，AC和非AC SPECT图像两者都可以与CT体积图像融合并且显示以用于融合图像的比较。该融合图像可以提供定位和/或提高诊断。
此外，方法300在步骤322中支持保存所生成的图像和信息(例如，至数据存储设备)以用于以后的取回。所保存的图像和信息可以包括，例如，包括配准信息的衰减图、重采样AC SPECT横向体积图像、重采样非AC SPECT横向体积图像、重定向AC SPECT图像、重定向非AC SPECT图像、和/或融合的SPECT/CT图像。以这一方式，任何时候都可以取回和使用该图像和信息以用于由第三方应用、不同的应用、不同的计算机部件等回顾。
将参考图4A-4B描述根据一个示例性实施例的混合SPECT/CT双模态方法400。该混合SPECT/CT双模态方法400与混合SPECT/CT双模态方法300类似。因此，在适当处使用类似的附图标记。然而，如图4A-4B所示，在混合SPECT/CT双模态方法400中，先前地并且与CT体积图像或者基于CT的衰减图独立地重建非AC SPECT横向体积图像。此外，先前地从CT断层摄影投影数据中重建CT体积图像。
根据这一方法400，在步骤402，将非AC SPECT横向体积图像，与SPECT断层摄影投影数据和包括配准信息的衰减图(用于AC重建)一起输入。可以例如从数据存储设备输入非AC SPECT横向体积图像和衰减图。可以例如从SPECT扫描器或者数据存储设备输入SPECT断层摄影投影数据。
在方法400中，由于衰减图在先前生成并且配准信息保存于衰减图中，因此不需要非AC SPECT横向体积图像和CT体积图像的配准。而是，在方法400中的后续步骤期间可以使用保存于衰减图中的配准信息。由于方法400中的重采样、重定向和后续处理与以上针对方法300的描述相同，因此这里省略对其的单独讨论。
鉴于以上，混合SPECT/CT双模态系统和方法便于获得、显示、存储和以其他方式利用有价值的生理学和解剖信息。根据这些系统和方法，SPECT和CT图像的配准和融合显示可以简化对可疑缺陷或者肿瘤的识别和定位，以用于诊断。由于该系统和方法确保该图像符合DICOM标准，因此可以使用第三方软件来容易地回顾该图像。此外，该系统和方法允许用户在针对横向和重定向图像两者的、利用AC和不利用AC重建的SPECT图像之间执行直接一对一比较。
已经通过例子的方式给出了特定实施例的以上描述。从所给出的公开内容，本领域技术人员将不仅理解了大致的发明设想和任意伴随的优点，而且也将发现显而易见的对所公开的结构和方法的各种改变和变型。例如，虽然在本文中以SPECT/CT多模态成像为背景进行论述，但是大致的发明设想可以应用于其他类型的多模态成像，例如PET/CT，SPECT/MR，PET/MR等等。因而寻求覆盖落在如所附权利要求书和其等价物所定义的大致的发明设想的精神和范围之内所有的这种改变和变型。
Claims (15)
1.一种图像处理系统，所述系统包括：
计算机，
由第一成像模态生成的第一断层摄影投影数据，以及由第二成像模态生成的第二断层摄影投影数据，
其中，所述计算机从所述第一断层摄影投影数据生成第一重建图像数据，以及从所述第二断层摄影投影数据生成第二重建图像数据，
其中，所述计算机将所述第二重建图像数据与所述第一重建图像数据配准以生成衰减图和配准信息，
其中，所述计算机使用所述第二断层摄影投影数据、所述衰减图和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的衰减校正重建图像数据，并且
其中，所述计算机使用所述第二断层摄影投影数据和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的非衰减校正重建图像数据。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据彼此按体素对准，
其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据都与所述第一重建图像数据的坐标系配准，并且
其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据都符合DICOM标准。
3.如权利要求1至2中的任一项所述的系统，其中，所述计算机使用所述配准信息将所述衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样衰减校正重建图像数据，并且
其中，所述计算机使用所述配准信息将所述非衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的所述坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样非衰减校正重建图像数据。
4.如权利要求1至2中的任一项所述的系统，其中，所述计算机使用所述配准信息来重定向所述衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向衰减校正重建图像数据，并且
其中，所述计算机使用所述配准信息来重定向所述非衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向非衰减校正重建图像数据。
5.如权利要求4所述的系统，其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据彼此按体素对准，
其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据都与所述第一重建图像数据的坐标系配准，并且
其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据都符合DICOM标准。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述配准信息存储于所述衰减图中。
7.一种图像处理方法，所述方法包括：
利用第一成像模态生成第一断层摄影投影数据，以及利用第二成像模态生成第二断层摄影投影数据，
从所述第一断层摄影投影数据生成第一重建图像数据，以及从所述第二断层摄影投影数据生成第二重建图像数据，
将所述第二重建图像数据与所述第一重建图像数据配准以获得衰减图和配准信息，
使用所述第二断层摄影投影数据、所述衰减图和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的衰减校正重建图像数据，以及
使用所述第二断层摄影投影数据和所述配准信息来生成与所述第二成像模态对应的非衰减校正重建图像数据。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据彼此按体素对准，
其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据都与所述第一重建图像数据的坐标系配准，并且
其中，所述衰减校正重建图像数据和所述非衰减校正重建图像数据都符合DICOM标准。
9.如权利要求7或8所述的方法，还包括：
使用所述配准信息将所述衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样衰减校正重建图像数据，并且
其中，使用所述配准信息将所述非衰减校正重建图像数据重采样到所述第一重建图像数据的坐标系，以生成与所述第二成像模态对应的重采样非衰减校正重建图像数据。
10.如权利要求7或8所述的方法，还包括：
使用所述配准信息来重定向所述衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向衰减校正重建图像数据，以及
使用所述配准信息来重定向所述非衰减校正重建图像数据，以生成与所述第二成像模态对应的重定向非衰减校正重建图像数据。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述重定向衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一，并且
其中，所述重定向非衰减校正重建图像数据是短轴图像、水平长轴图像、垂直长轴图像、倾斜横向图像、倾斜矢状图像和倾斜冠状图像之一。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据彼此按体素对准，
其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据都与所述第一重建图像数据的坐标系配准，并且
其中，所述重定向衰减校正重建图像数据和所述重定向非衰减校正重建图像数据都符合DICOM标准。
13.如权利要求10所述的方法，其中，所述重定向衰减校正重建图像数据与所述第一重建图像数据融合以形成第一融合图像数据，并且
其中，所述重定向非衰减校正重建图像数据与所述第一重建图像数据融合以形成第二融合图像数据。
14.如权利要求7所述的方法，其中，所述配准信息存储于所述衰减图中。
15.一种生成用于在成像期间校正衰减的衰减图的方法，所述方法包括：
输入由第一成像模态生成的第一断层摄影投影数据，以及由第二成像模态生成的第二断层摄影投影数据；
从所述第一断层摄影投影数据生成第一重建图像数据，以及从所述第二断层摄影投影数据生成第二重建图像数据；
将所述第二重建图像数据与所述第一重建图像数据配准以生成衰减图和配准信息；
在所述衰减图中嵌入所述配准信息；以及
将包括所述配准信息的所述衰减图存储于计算机可读介质中。
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