DE112015002804T5

DE112015002804T5 - Ein-Gate-Rekonstruktion

Info

Publication number: DE112015002804T5
Application number: DE112015002804.8T
Authority: DE
Inventors: Michal Cachovan; Alexander Hans Vija
Original assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2017-04-06
Also published as: CN106687044A; WO2015189407A1; CN106687044B

Abstract

Ein Satz erster Modalitätsdaten wird empfangen einschließlich mindestens einer Ansicht, umfassend eine Mehrheit von Gates. Der Satz erster Modalitätsdaten wird von einer ersten Bildgebungsmodalität eines Bildgebungssystems empfangen. Ein Satz zweiter Modalitätsdaten wird von einer zweiten Bildgebungsmodalität des Bildgebungssystems empfangen. Ein bewegungskorrigiertes Modell des Satzes erster Modalitätsdaten wird durch Vorwärtsprojizieren des Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich einer Bewegungsschätzung generiert. Ein Aktualisierungsfaktor für jede der mehreren Ansichten wird generiert durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Model. Das bewegungskorrigierte Modell wird mit dem Aktualisierungsfaktor aktualisiert, um ein bewegungskorrigiertes Bild zu generieren.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 U.S.C. § 119(e) gegenüber der am 13. Juni 2014 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nummer 62/011,738, der am 13. Juni 2014 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nummer 62/011,608 und der am 25. Juni 2014 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nummer 62/016,679, die jeweils hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gänze aufgenommen sind.
ERFINDUNGSGEBIET
Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein die Verarbeitung von Daten für die medizinische Bildgebung und insbesondere Techniken für die Ein-Gate-Rekonstruktion in der medizinischen Bildverarbeitung und -generierung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Multimodalitäts-Bildgebungssysteme führen Diagnosescans unter Verwendung von mehreren Modalitäten durch wie etwa beispielsweise MR/MRI (Magnetic Resonance), CT (Computer Tomography – Computertomographie), PET (Positron Emission Tomography – Positronenemissionstomographie) und/oder SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography). Mehrere Modalitäten werden kombiniert, um komplementäre und/oder überlappende Datensätze bereitzustellen. Während des Betriebs kann die Bildqualität einer oder mehrerer Bildgebungsmodalitäten wie etwa eine SPECT-Modalität während der Bildgebung durch Bewegung, beispielsweise durch respiratorische Bewegung, beeinflusst werden. Bei Verwendung einer SPECT-Modalität können Bildgebungsartefakte während der Bilderfassung aufgrund einer Bewegung des Patienten generiert werden. Bei Multimodalitätssystemen erfordert die SPECT-Modalität eine Datenerfassungsperiode relativ langer Dauer in der Größenordnung von mehreren Minuten (z.B. etwa 2 bis 30 Minuten pro Bild) für ein typisches, klinisch ausreichendes Bild. Typischerweise wird eine große Anzahl an SPECT-Datenerfassungen (z.B. Einzelbildern) an vielen verschiedenen Zeitpunkten während dieser Periode erfasst. Folglich ist eine Patientenbewegung ein qualitativer und quantitativer begrenzender Faktor beim SPECT-Scannen.
Die übliche gegenwärtige Praxis besteht darin, Daten für einen Patienten erneut zu erfassen, der sich während der Erfassung bewegt. In gegenwärtigen SPECT-Umgebungen stehen Listenmodusdaten nicht zur Verfügung (z.B. Daten, wobei jedes Ereignis oder jede Projektion Parameter für Parameter sequentiell aufgeführt ist). Gegenwärtige Systeme erfassen Projektionen auf eine Step-and-Shoot-Weise und decken nur eine begrenzte Anzahl von Winkeln ab. Ein Projektionsbild wird durch eine Summe aller detektierten Ereignisse (z.B. Projektionen) über eine definierte Verweilzeit generiert und enthält Gammadetektionen, die verschiedene physische und biologische Phänomene einschließlich Patientenbewegung erfahren haben. Die Bewegung wird unter Verwendung einer globalen Korrektur geschätzt, die die über die ganze Erfassungsdauer vorliegende Bewegung mittelt und jede Bewegung vernachlässigt, die sich zwischen den verschiedenen erfassten Ansichten ereignet. Starke Bewegungsartefakte werden aufgrund der Mittelung generiert.
Datensätze können im Versuch gegatet werden, die Bewegungsauswirkung auf den Datensatz zu reduzieren. Das Gating führt zu geringeren Statistiken in jedem Gate für nukleare Modalitäten (z.B. SPECT, PET), wodurch weniger Projektionen pro Gate erzeugt werden. Die separaten Gates sind verrauschter als summierte Datensätze, da jedes der Gates einen Satz unabhängiger Messungen enthält, die jeweils durch eine andere Bewegungsmatrix verzerrt werden. Die Rekonstruktion des Bildes und das Rauschen in jedem Gate besitzen eine höhere Korrelation als summierte Rekonstruktionen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Verarbeiten von Daten für die medizinische Bildgebung offenbart. Das Verfahren beinhaltet einen Schritt des Bereitstellens eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht. Die mindestens eine Ansicht umfasst eine Mehrheit von Gates. Ein Satz zweiter Modalitätsdaten wird bereitgestellt. Eine Bildschätzung wird für die mindestens eine Ansicht aus dem Satz erster Modalitätsdaten generiert. Ein bewegungskorrigiertes Datenmodell der mindestens einen Ansicht wird durch Vorwärtsprojizieren der mindestens einen Ansicht unter Verwendung einer Bewegungsschätzung generiert. Ein Bildaktualisierungsfaktor wird für die mindestens eine Ansicht generiert durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell. Die Bildschätzung wird mit dem Bildaktualisierungsfaktor aktualisiert.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium, das computerausführbare Anweisungen speichert, offenbart. Die ausführbaren Anweisungen bewirken, dass ein Computer einen Schritt des Generierens eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht ausführt. Der Satz erster Modalitätsdaten wird durch eine erste Modalität eines Bildgebungssystems generiert. Die ausführbaren Anweisungen bewirken weiterhin, dass der Computer den Schritt des Generierens eines Satzes zweiter Modalitätsdaten einschließlich der mindestens einen Ansicht ausführt. Der Satz zweiter Modalitätsdaten wird durch eine zweite Modalität des Bildgebungssystems generiert. Die ausführbaren Anweisungen bewirken weiterhin, dass der Computer die Schritte des Generierens einer Bildschätzung jeder der mindestens einen Ansicht, des Generierens eines bewegungskorrigierten Datenmodells der mindestens einen Ansicht durch Vorwärtsprojizieren der Bildschätzung unter Verwendung einer Bewegungsschätzung, des Berechnens eines Bildaktualisierungsfaktors durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell und des Aktualisierens der Bildschätzung mit dem Bildaktualisierungsfaktor ausführt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird ein System offenbart. Das System umfasst eine erste Bildgebungsmodalität, eine zweite Bildgebungsmodalität und einen Computer in Datenkommunikation mit der ersten Bildgebungsmodalität und der zweiten Bildgebungsmodalität. Der Computer ist konfiguriert zum Verarbeiten von Daten für die medizinische Bildgebung durch Empfangen eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht von der ersten Bildgebungsmodalität und Empfangen eines Satzes zweiter Modalitätsdaten einschließlich der mindestens einen Ansicht von der zweiten Bildgebungsmodalität. Der Computer generiert eine Bildschätzung jeder von mindestens einer Ansicht und generiert ein bewegungskorrigiertes Datenmodell der mindestens einen Ansicht durch Vorwärtsprojizieren der Bildschätzung unter Verwendung einer Bewegungsschätzung. Der Computer berechnet weiterhin einen Bildaktualisierungsfaktor durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell und aktualisiert die Bildschätzung mit dem Bildaktualisierungsfaktor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Folgendes ergibt sich aus Elementen der Figuren, die zu Veranschaulichungszwecken vorgelegt werden und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Multimodalitäts-Bildgebungsvorrichtung.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens, das jedes Gate als einen unabhängigen Eingang zur Rekonstruktion nutzt.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens für die bewegungskorrigierte Vorwärtsprojektion.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Systems, das konfiguriert ist zum Implementieren des in 2 gezeigten Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens.
5 zeigt eine Ausführungsform eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens, das einen optimierten Aktualisierungsfaktor aus den gegateten Daten generiert.
6 zeigt eine Ausführungsform eines Systems, das konfiguriert ist zum Implementieren des in 5 gezeigten Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens.
7 ist ein Architekturdiagramm eines Computersystems, das in einigen Ausführungsformen verwendet werden kann.
8A zeigt eine Ausführungsform einer ungegateten Rekonstruktion eines SPECT-Datensatzes und eines CT-Datensatzes.
8B zeigt eine Ausführungsform einer gegateten Rekonstruktion des SPECT-Datensatzes und des CT-Datensatzes.
8C zeigt eine Ausführungsform einer Ein-Gate-Rekonstruktion des SPECT-Datensatzes und des CT-Datensatzes.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung der Ausführungsbeispiele soll in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen werden, die als Teil der ganzen geschriebenen Beschreibung angesehen werden sollen.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung behandeln die obigen Herausforderungen, die mit der qualitativen und quantitativen Genauigkeit der medizinischen Bildgebung assoziiert sind, beispielsweise durch Nutzung eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens, das eine Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrektur für gegatete Daten generiert.
1 zeigt ein Beispiel einer Multimodalitäts-Bildgebungsvorrichtung 100. Die Multimodalitäts-Bildgebungsvorrichtung 100 kann für zwei oder mehr Bildgebungsmodalitäten konfiguriert sein, wie etwa beispielsweise kombiniertes PET/MR, PET/CT, SPECT/MR, SPECT/CT und/oder beliebige andere geeignete kombinierte diagnostische Bildgebungsmodalitäten. Die Multimodalitäts-Bildgebungsvorrichtung 100 enthält einen Scanner für mindestens eine erste Bildgebungsmodalität 112, in einem ersten Gantry 116a vorgesehen, und einen Scanner für eine zweite Bildgebungsmodalität 114, in einem zweiten Gantry 116b vorgesehen. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden SPECT und CT als Beispiele einer ersten bzw. zweiten Bildgebungsmodalität beschrieben, die in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden können, doch versteht sich, dass SPECT und CT nicht-beschränkende Beispiele sind. Ein Patient 117 liegt auf einem beweglichen Patientenbett 118, das zwischen den Gantries beweglich sein kann. Alternativ können die beiden Bildgebungsmodalitäten 112 und 114 in einem einzelnen Gantry miteinander kombiniert werden.
Scandaten von mindestens der ersten und zweiten Bildgebungsmodalität 112, 114 werden bei einer oder mehreren Computerdatenbanken 140 gespeichert und durch einen oder mehrere Computerprozessoren 150 eines Computers 130 verarbeitet. Scandaten von der ersten und zweiten Bildgebungsmodalität können in der gleichen Datenbank 140 oder in separaten Datenbanken gespeichert werden. Die grafische Darstellung des Computers 130 in 1 wird nur als Veranschaulichung vorgelegt, und der Computer 130 kann eine oder mehrere separate Recheneinrichtungen enthalten. Bei einigen Ausführungsformen ist der Computer 130 konfiguriert zum Generieren eines rekonstruierten Teil- und/oder Ganzkörperbildes aus einem ersten Modalitätsdatensatz und einem zweiten Modalitätsdatensatz. Der erste und zweite Modalitätsdatensatz können durch die erste Bildgebungsmodalität 112 und die zweite Bildgebungsmodalität 114 geliefert werden und/oder können als ein separater Datensatz bereitgestellt werden wie etwa beispielsweise aus einem an den Computer 130 gekoppelten Speicher.
Bei einigen Ausführungsformen sind die erste und zweite Bildgebungsmodalität 112, 114 eine SPECT- bzw. CT-Modalität. Beispielsweise kann ein Patient mit der ersten Bildgebungsmodalität 112 und der zweiten Bildgebungsmodalität 114 gescannt werden, um die SPECT-Erfassungs- und physiologischen Wellenformdaten bzw. segmentierte CT-Daten zu erhalten. Die Scans können sequentiell durchgeführt werden, wobei ein CT-Scan auf einen SPECT-Scan folgt, und/oder simultan. Bei einer anderen Ausführungsform ist die erste Bildgebungsmodalität 112 CT und die zweite Bildgebungsmodalität 114 SPECT. Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Bildgebungsmodalität 114 eine nukleare Bildgebungsmodalität.
Bei einigen Ausführungsformen ist die Datenerfassungszeit einer der Bildgebungsmodalitäten, wie etwa beispielsweise der ersten Bildgebungsmodalität 112, größer als die Datenerfassungszeit der anderen Bildgebungsmodalität, beispielsweise der zweiten Bildgebungsmodalität 114. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Bildgebungsmodalität 112 eine SPECT-Bildgebungsmodalität und die zweite Bildgebungsmodalität 114 eine CT-Bildgebungsmodalität. Die SPECT-Bildgebungsmodalität ist konfiguriert zum Erfassen einer Mehrzahl von Ansichten (oder Winkeln). Jeder Winkel umfasst eine Mehrheit von durch die SPECT-Bildgebungsmodalität über eine vorbestimmte Zeitperiode detektierten Projektionen. Bei einigen Ausführungsformen kann jede Ansicht in den SPECT-Bilddaten über eine relativ lange Periode wie etwa beispielsweise 30 Minuten erfasst werden. Wegen der Länge jeder Erfassung der SPECT-Bildgebungsmodalität begrenzt eine Patientenbewegung die qualitative und quantitative Genauigkeit jeder erhaltenen Ansicht. Die CT-Bildgebungsmodalität ist konfiguriert zum Erfassen einer ähnlichen Mehrheit von Ansichten wie die SPECT-Bildgebungsmodalität. Die CT-Bildgebungsmodalität erhält jede Ansicht über eine kürzere vorbestimmte Zeitperiode wie etwa beispielsweise zwei Sekunden. Die kürzere Zeitperiode der CT-Bildgebungsmodalität vermeidet die Einführung von Bewegungsfehlern und gestattet eine Bewegungskorrektur der SPECT-Bildgebungsmodalität.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Gattern auf der Basis eines erfassten physiologischen Signals durchgeführt, um Gateorte (hinsichtlich der Zeit) und eine Gatebreite (hinsichtlich der Zeitdauer) für ein oder mehrere Gates zu bestimmen. Jeder in der Technik bekannte Gatingalgorithmus kann zu diesem Zweck verwendet werden. Die Gatebreite, d.h. die Zeitdauer eines Gates, hängt von der Bildgebungsmodalität ab. Die Breiten (Zeitdauern) jeweiliger Gates in einem Zyklus können konstant sein oder können zum Beispiel in Abhängigkeit von dem verwendeten Gatingalgorithmus und den Einschränkungen der Bildgebungsmodalität variieren.
Wenngleich hier kombinierte SPECT- und CT-Systeme erörtert werden, ist offensichtlich, dass sich die offenbarten Systeme und Verfahren auf beliebige kombinierte Modalitäten anwenden lassen wie etwa beispielsweise MR/PET, CT/PET, MR/SPECT und/oder CT/SPECT.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren auf einen oder mehrere Sätze von durch die Bildgebungsvorrichtung 100 erfassten gegateten Bildgebungsdaten angewendet. Die gegateten Bildgebungsdaten enthalten eine oder mehrere Ansichten, die jeweils eine Mehrheit von Gates enthalten. Jedes der Gates enthält eine Teilmenge der Ansichtsdaten. Die Gates können gleichmäßig beabstandet und/oder ungleichmäßig beabstandet sein. Das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren korrigiert hinsichtlich einer Inter-Ansichts- und Inter-Gate-Bewegung und ermöglicht Korrekturen auf einer Basis Ansicht für Ansicht. Bei einigen Ausführungsformen werden Daten von mehreren Gates in jeder Ansicht unter Verwendung eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens zu einem einzelnen rekonstruierten Bild zusammengeführt. Beispielsweise ist bei einigen Ausführungsformen jedes Gate eines Satzes erster Modalitätsdaten als eine Teilmenge eines Datensatzes, an ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren geliefert, integriert. Als ein weiteres Beispiel wird bei einigen Ausführungsformen ein optimierter Aktualisierungsfaktor unter Verwendung der Gates jeder Ansicht generiert. Bei einigen Ausführungsformen ist das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren ein iteratives Rekonstruktionsverfahren, das ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrektur-Verfahren verwendet, um hinsichtlich Inter-Ansichts- und Inter-Gate-Bewegungsfehlern zu korrigieren.
2 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 200. Das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 wird an jede Ansicht in einem Satz erster Modalitätsdaten wie etwa beispielsweise einem Satz erster Modalitätsdaten, die durch die erste Bildgebungsmodalität 112 der Bildgebungsvorrichtung 100 erhalten wurden, angewendet. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Modalität eine SPECT-Modalität, wenngleich verstanden wird, dass das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 auf einem beliebigen geeigneten gegateten Modalitätsdatensatz angewendet werden kann. Eine Bildschätzung wird für eine Ansicht in einem Satz erster Modalitätsdaten generiert 202. Die Bildschätzung kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren wie etwa beispielsweise ein nicht-bewegungskorrigiertes Verfahren und/oder ein bewegungskorrigiertes Verfahren generiert werden. Bei einigen Ausführungsformen wird die Bildschätzung von einem abgesetzten System wie etwa einer an den Computer 130 gekoppelten Speichereinrichtung empfangen.
Bei Schritt 204 wird eine Bewegungsinformation für die Bildschätzung generiert. Bei einigen Ausführungsformen wird die Bewegungsinformation durch ein Vorwärtsprojektionsverfahren generiert. Das Vorwärtsprojektionsverfahren kann ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren beinhalten. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahrens 300, das als Teil des Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 200 angewendet werden kann. Ein dämpfungskorrigiertes Modell wird durch Kombinieren winkelabhängiger (oder ansichtsabhängiger) Dämpfungskarten und der zuvor generierten ansichtsspezifischen Bildschätzung generiert 302. Bei einigen Ausführungsformen wird jede der winkelspezifischen Dämpfungskarten vorberechnet und an ein System geliefert, das das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren 300 implementiert, wie etwa beispielsweise der Computer 130 der Bildgebungsvorrichtung 100. Bei anderen Ausführungsformen werden die Dämpfungskarten als Teil des Verfahrens 300 berechnet. Ein oder mehrere Modellierungsprozesse wie etwa beispielsweise eine Erfassungsinformationskorrektur, Gantry-Auslenkungskorrektur und/oder etwaige andere erforderliche Systemmodellierungsprozesse können in der Generierung 302 des dämpfungskorrigierten Modells enthalten sein. Die Dämpfungskarten und die Bildschätzung können beispielsweise durch eine Tensorfunktion kombiniert werden, um ein dämpfungskorrigiertes Modell zu generieren. Bei einigen Ausführungsformen wird die Generierung 302 des dämpfungskorrigierten Modells simultan mit anderen Abschnitten des Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahrens 300 durchgeführt.
Als Nächstes werden Patientenbewegungsinformationen für die aktuelle Ansicht der ersten Modalitätsdaten berechnet 304. Die Patientenbewegungsinformationen können beispielsweise durch ein Patientenbewegungseinschätzungswerkzeug berechnet werden 304. Das Patientenbewegungseinschätzungswerkzeug ist konfiguriert zum Durchführen einer Bewegungsschätzung in dem Bildraum und/oder dem Projektionsraum. Das Patientenbewegungseinschätzungswerkzeug verwendet einen Satz zweiter Modalitätsdaten (wie etwa beispielsweise CT- und/oder MR-Daten), die auf den Projektionsdatenraum des Satzes erster Modalitätsdaten projiziert werden. Die projizierten zweiten Modalitätsdaten werden mit dem Satz erster Modalitätsdaten auf einer Basis Ansicht für Ansicht registriert (z.B. ausgerichtet). Bei einigen Ausführungsformen wird der Satz zweiter Modalitätsdaten segmentiert, um signifikantes Gewebe von insignifikantem Gewebe zu trennen. Eine starre und/oder eine nichtstarre Registrierungstechnik können verwendet werden, um den Satz erster Modalitätsdaten auf den Satz zweiter Modalitätsdaten auszurichten. Der Satz zweiter Modalitätsdaten kann beispielsweise durch die zweite Bildgebungsmodalität 114 der Bildgebungsvorrichtung 100 erhalten und/oder kann durch ein abgesetztes System bereitgestellt werden. Die zweite Bildgebungsmodalität 114 kann eine beliebige geeignete Bildgebungsmodalität umfassen, wie etwa beispielsweise eine morphologische Modalität (z.B. CT, MR usw.) und/oder eine nukleare Modalität (z.B. PET). Das Patientenbewegungseinschätzungswerkzeug kann beliebige geeignete Patientenbewegungseinschätzungswerkzeuge umfassen wie etwa beispielsweise das Verwenden von Trackingeinrichtungen, Registrierungstechniken und/oder Datentrackingtechniken. Bei einigen Ausführungsformen wird das Koordinatensystem der Bewegungsschätzung gedreht 314, damit es zum Koordinatensystem des dämpfungskorrigierten Modells passt.
Die Patientenbewegungsinformationsberechnung 304 generiert ein Bewegungsfeld und/oder eine Bewegungsmatrix. Ein bewegungskorrigiertes Datenmodell der Ansichtsdaten der ersten Modalität wird durch eine Vorwärtsprojektion generiert 306. Die dämpfungskorrigierte Projektion enthält die durch das Patientenbewegungsschätzwerkzeug bereitgestellten Bewegungsinformationen (z.B. Bewegungsfeld und/oder Bewegungsmatrix), um das bewegungskorrigierte Datenmodell zu generieren 306. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Punktspreizfunktionsfaltung durchgeführt 308, um eine tiefenabhängige Detektorantwort der ersten Modalität zu modellieren. Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet die Punktspreizfunktionsfaltung eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) des bewegungskorrigierten Modells. Die FFT wird mit einer Punktspreizfunktion (PST) in dem FFT-Bereich durch ein Tensorprodukt kombiniert. Die Tensorprodukte jedes Modells für jede Ansicht in dem ersten Datensatz werden summiert und eine inverse schnelle Fouriertransformation (IFFT) wird durchgeführt zur Rückumwandlung in den Bildraum. Die internationale PCT-Anmeldung Nr. PCT/US2015/-, Anwaltsaktenzeichen-Nr. 2014P12815US01, mit dem Titel „Intra Reconstruction Motion Correction“ und gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht, ist hier durch Bezugnahme in ihrer Gänze aufgenommen. Das bewegungskorrigierte Intra-Rekonstruktionsverfahren 300 gibt ein bewegungskorrigiertes Datenmodell an das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 aus.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein nichtgezeigter Vorverarbeitungsschritt eine Bewegungsschätzung für jedes der Gates in dem Satz erster Modalitätsdaten generiert werden. Die Bewegungsschätzungen für jedes der Gates kann während des bewegungskorrigierten Intra-Rekonstruktionsverfahrens 300 verwendet werden, um das bewegungskorrigierte Datenmodell zu verbessern. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen die Bewegungsschätzung durch das bewegungskorrigierte Intra-Rekonstruktionsverfahren 300 iterativ verfeinert werden, um ein iteratives bewegungskorrigiertes Datenmodell zur Verwendung in dem Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 zu generieren.
Unter Rückbezugnahme auf 2 wird das durch das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren 300 generierte bewegungskorrigierte Datenmodell mit einem Satz von Gatedaten verglichen, um einen Projektionsaktualisierungsfaktor zu generieren. Der Aktualisierungsfaktor wird durch Vergleichen einer Projektion der aktuellen Gatedaten und des bewegungskorrigierten Datenmodells generiert, um ein Differenzbild zu generieren. Das Differenzbild kann durch Subtrahieren der Pixelwerte (oder Projektionswerte) der aktuellen Gatedaten von dem bewegungskorrigierten Datenmodell generiert werden.
Das Differenzbild hängt von der Gütefunktion und/oder der Rekonstruktion ab, die zur Bewegungskorrektur des Satzes erster Modalitätsdaten verwendet werden. Beispielsweise ist bei Ausführungsformen, die das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren 300 umfassen, das Differenzbild ein Array von Daten, die durch ein Dividieren jedes der Pixel in dem durch das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren 300 generierten Datenmodell der ersten Modalität und jedes der Pixel in den Gatedaten generiert wird. Bei Ausführungsformen mit einer Computergrafikrekonstruktion (CG-Rekonstruktion) mit Chi-Quadrat-Gütefunktion, als Beispiel, wird das Differenzbild als die Differenz zwischen jedem der Pixel in der CG-Rekonstruktion und den quadrierten und normalisierten Gatedaten (z.B. mit einem Normalisierungsfaktor multipliziert) berechnet. Die Berechnung des Aktualisierungsfaktors wird auf einer Basis Pixel für Pixel im Projektionsraum durchgeführt.
In Schritt 208 wird der Projektionsaktualisierungsfaktor in den Bildraum rückprojiziert, um einen Bildaktualisierungsfaktor zu generieren. Die Rückprojektion kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren durchgeführt werden, wie etwa beispielsweise eine Umkehrung des in 3 dargestellten Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahrens 300. In Schritt 210 wird die Bildschätzung der ersten Modalität durch den Bildaktualisierungsfaktor aktualisiert, um eine aktualisierte Bildschätzung zu generieren. Bei einigen Ausführungsformen wird die aktualisierte Bildschätzung generiert durch Multiplizieren der Bildschätzung der ersten Modalität mit dem rückwärtsprojizierten Aktualisierungsfaktor auf einer Basis Voxel für Voxel. Bei einigen Ausführungsformen wird das Produkt aus der Bildschätzung der ersten Modalität und dem rückwärtsprojizierten Aktualisierungsfaktor durch einen Normalisierungsfaktor dividiert. Der Schritt 210 erzeugt eine Matrix von Daten entsprechend einer Mehrheit von Voxeln der aktualisierten Bildschätzung im Bildraum.
Bei einigen Ausführungsformen wird das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 für jedes Gate in den Ansichtsdaten des ersten Datensatzes iterativ wiederholt. Beispielsweise kann, nachdem eine aktualisierte Bildschätzung bei Schritt 210 generiert wurde, die aktualisierte Bildschätzung als eine neue Eingabe in das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 bereitgestellt werden. Das Verfahren 200 wird iterativ für jedes nachfolgende Gate in der aktuellen Ansicht des Satzes erster Modalitätsdaten angewendet. Das iterative Verfahren 200 geht weiter, bis jedes Gate berücksichtigt worden ist. Nachdem alle Gates verarbeitet worden sind, gibt ein Schritt 212 ein Ein-Gate-rekonstruiertes Bild aus.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systems 250, das konfiguriert ist zum Implementieren des in 2 dargestellten Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 200. Das System 250 enthält ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturmodul 254, das konfiguriert ist zum Empfangen einer Bildschätzung 252 einer Ansicht in einem Satz gegateter erster Modalitätsdaten. Das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturmodul 254 generiert ein bewegungskorrigiertes Datenmodell der Bildschätzung 252 und liefert das bewegungskorrigierte Datenmodell an ein Vergleichsmodul 256. Das Vergleichsmodul 256 empfängt Gatedaten 258 entsprechend einem aktuellen Gate (z.B. ersten Gate, zweiten Gate, ..., N-ten Gate) der aktuellen Ansicht. Das Vergleichsmodul 256 vergleicht die Gatedaten 258 mit dem bewegungskorrigierten Modell, um einen gatespezifischen Aktualisierungsfaktor zu generieren. Der gatespezifische Aktualisierungsfaktor wird an ein Rückprojektionsmodul 260 geliefert. Das Rückprojektionsmodul 260 rückprojiziert den gatespezifischen Aktualisierungsfaktor von dem Projektionsraum zu dem Bildraum. Das Rückprojektionsmodul 260 kann ein beliebiges geeignetes Rückprojektionsverfahren wie etwa eine Umkehrung des in 3 dargestellten Vorwärtsprojektionsverfahrens 300 nutzen. Das Rückprojektionsmodul 260 generiert eine Bildaktualisierung für die Bildschätzung 252 der aktuellen Ansicht in dem Satz erster Modalitätsdaten. Die Bildaktualisierung wird an ein Bildaktualisierermodul 262 geliefert, das die Bildschätzung 252 aktualisiert. Bei einigen Ausführungsformen wird das aktualisierte Bild 264 als eine Eingabe in das Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturmodul 254 bereitgestellt. Das System 250 ist konfiguriert zum Aktualisieren der Bildschätzung 252 für jedes Gate (z.B. erstes Gate, zweites Gate, ..., N-tes Gate) in der aktuellen Ansicht der ersten Modalitätsdaten. Nach dem Aktualisieren der Bildschätzung 252 für jedes Gate in der aktuellen Ansicht gibt das Bildaktualisierermodul 262 ein Ein-Gate-rekonstruiertes Bild 266 aus. Das Ein-Gate-rekonstruierte Bild 266 kann durch ein beliebiges geeignetes Display angezeigt, in einem an das System 250 gekoppelten Speichermodul gespeichert und/oder zu diagnostischen und/oder anderen medizinischen Zwecken an einen Benutzer geliefert werden.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 400, das konfiguriert ist zum Generieren eines optimalen Aktualisierungsfaktors von einer Mehrheit von Gates. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Satz gegateter erster Modalitätsdaten empfangen 402. Die gegateten ersten Modalitätsdaten umfassen eine Mehrheit von Gates. Jedes Gate in dem Satz erster Modalitätsdaten wird mit einem Datenmodell verglichen 404. Das Datenmodell kann beispielsweise eine Rohprojektion (z.B. nicht-bewegungskorrigierte Projektion) einer Ansicht in dem Satz erster Modalitätsdaten und/oder eine bewegungskorrigierte Projektion sein. Der Vergleich 404 zwischen jedem der Mehrheit von Gates und dem Datenmodell generiert individuelle Aktualisierungsfaktoren für jedes Gate bezüglich des Datenmodells. Bei einigen Ausführungsformen werden die individuellen Aktualisierungsfaktoren durch Vergleichen einer Projektion der aktuellen Gatedaten und des bewegungskorrigierten Datenmodells generiert, um ein Differenzbild zu generieren. Das Differenzbild kann durch einen beliebigen geeigneten Vergleich bestimmt werden wie etwa beispielsweise eine Gütefunktion zwischen dem ersten Modalitätsdatenmodell und den Gatedaten. Alle Aktualisierungsfaktoren werden kombiniert, um einen optimalen Aktualisierungsfaktor für das Datenmodell zu generieren 406. Die individuellen Aktualisierungsfaktoren können durch ein beliebiges geeignetes Verfahren wie etwa einen genauen Mittelwert, einen gewichteten Mittelwert, eine Regressionsanalyse und/oder durch ein beliebiges anderes geeignetes Verfahren kombiniert werden. Der optimale Aktualisierungsfaktor wird auf den Bildraum rückprojiziert, um einen Bildschätzungsaktualisierungsfaktor zu generieren 408. Die Rückprojektion kann gemäß einem beliebigen geeigneten Verfahren wie etwa einer Umkehrung des in 3 gezeigten Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahrens 300 und/oder einem beliebigen anderen geeigneten Rückprojektions-Bewegungskorrekturverfahren durchgeführt werden.
Die Bildschätzung der ersten Modalitätsdaten wird gemäß der Rückprojektion des optimalen Aktualisierungsfaktors aktualisiert 410. Bei einigen Ausführungsformen wird die aktualisierte Bildschätzung an ein Vorwärtsprojektions-Bewegungskorrekturverfahren wie etwa beispielsweise das in 3 offenbarte Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren 300 geliefert, um ein aktualisiertes Datenmodell im Projektionsraum zu generieren 412. Das aktualisierte Datenmodell kann einen Benutzer zur diagnostischen Bildgebung geliefert werden. Bei einigen Ausführungsformen wird das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 400 iterativ angewendet, um das Datenmodell weiter zu verfeinern. Beispielsweise wird bei einigen Ausführungsformen das aktualisierte Datenmodell als eine Eingabe in das Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 400 bereitgestellt. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Iterationen des Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 400 (oder nachdem bestimmt wird, dass eine Fehlerrate unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt) wird das aktualisierte Datenmodell als ein Ein-Gate-rekonstruiertes Bild ausgegeben 414.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systems 450, das konfiguriert ist zum Implementieren des in 5 dargestellten Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahrens 400. Das System 450 enthält ein Vergleichsmodul 456, das konfiguriert ist zum Empfangen einer Mehrheit von Gatedaten 452a–452n für jedes Gate (z.B. erstes Gate, zweites Gate, N-tes Gate) in einer Ansicht eines Satzes gegateter erster Modalitätsdaten. Das Vergleichsmodul 456 ist konfiguriert zum Vergleichen jedes Gates 452a–452n in der aktuellen Ansicht mit einer Bildschätzung 454. Die Bildschätzung 454 kann ein beliebiges geeignetes Bildmodell in einem aus den aktuellen Ansichtsdaten generierten Bildraum sein. Das Vergleichsmodul 456 generiert einen gatespezifischen Aktualisierungsfaktor 458a, 458n für jedes Gate 452a–452n in der aktuellen Ansicht. Bei einigen Ausführungsformen werden die gatespezifischen Aktualisierungsfaktoren 458a, 458n an ein Kombinationsmodul 460 geliefert. Das Kombinationsmodul 460 generiert einen optimalen Aktualisierungsfaktor durch Aggregieren jedes der individuellen Aktualisierungsfaktoren 458a, 458n. Das Kombinationsmodul 460 kann die individuellen Aktualisierungsfaktoren 458a, 458n unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens wie etwa beispielsweise eines genauen Mittelwerts, eines gewichteten Mittelwerts, einer Regressionsanalyse und/oder eines beliebigen anderen geeigneten Verfahrens aggregieren.
Der durch das Kombinationsmodul 460 generierte optimale Aktualisierungsfaktor wird an ein Rückprojektionsmodul 464 geliefert. Das Rückprojektionsmodul 464 rückprojiziert den optimalen Aktualisierungsfaktor von dem Projektionsraum zum Bildraum. Das Rückprojektionsmodul 464 kann ein beliebiges geeignetes Rückprojektionsverfahren wie etwa eine Umkehrung des in 3 dargestellten Vorwärtsprojektionsverfahrens 300 nutzen. Das Rückprojektionsmodul 464 generiert eine optimale Bildaktualisierung für die aktuelle Ansicht des Satzes erster Modalitätsdaten. Bei anderen Ausführungsformen jedes der durch das Rückprojektionsmodul 464 rückprojizierten individuellen Aktualisierungsfaktoren zum Generieren einer Mehrheit von Bildaktualisierungsfaktoren. Die Mehrheit von Bildaktualisierungsfaktoren kann beispielsweise durch das Kombinationsmodul 460 zu einem Summenbildaktualisierungsverfahren kombiniert werden. Bei anderen Ausführungsformen kann jeder der Mehrheit von Aktualisierungsfaktoren individuell auf die erste Modalitätsbildschätzung angewendet werden.
Die Bildaktualisierung (z.B. die optimale Bildaktualisierung, die Summenbildaktualisierung und/oder jede der individuellen Bildaktualisierungen) wird an ein Bildaktualisierermodul 466 geliefert, das die Bildschätzung 454 aktualisiert. Die aktualisierte Bildschätzung wird an ein Vorwärtsprojektionsmodul 468 geliefert. Das Vorwärtsprojektionsmodul 468 generiert ein aktualisiertes Datenmodell durch Vorwärtsprojizieren der aktualisierten Bildschätzung in den Projektionsraum. Das Vorwärtsprojektionsmodul 468 kann ein beliebiges geeignetes Vorwärtsprojektionsverfahren wie etwa das in 3 dargestellte Vorwärtsprojektionsverfahren 300 nutzen.
Bei einigen Ausführungsformen wird das durch das Vorwärtsprojektionsmodul 468 generierte aktualisierte Datenmodell 470 als eine Eingabe in das Vergleichsmodul 456 geliefert. Das Vergleichsmodul vergleicht iterativ das aktualisierte Datenmodell 470 mit der Mehrheit von Gates 452a, 452n, um das Datenmodell/die Bildschätzung weiter zu korrigieren. Nach einer vorbestimmten Anzahl von Iterationen gibt das Vorwärtsprojektionsmodul 468 ein Ein-Gate-rekonstruiertes Bild 472 aus. Das Ein-Gate-rekonstruierte Bild 266 kann durch ein beliebiges Display angezeigt, in einem an das System 250 gekoppelten Speichermodul gespeichert und/oder einem beliebigen Benutzer für diagnostische und/oder andere medizinische Zwecke geliefert werden.
7 ist ein Architekturdiagramm eines Computersystems 500, das bei einigen Ausführungsformen verwendet werden kann, z.B. zum Implementieren des in 1 gezeigten Computers 130. Das Computersystem 500 kann einen oder mehrere Prozessoren 502 enthalten. Jeder Prozessor 502 ist mit einer Kommunikationsinfrastruktur 506 verbunden (z.B. einem Kommunikationsbus, einer Kreuzungsschiene oder einem Netzwerk). Das Computersystem 500 kann eine Displayschnittstelle 522 enthalten, die Grafik, Text und andere Daten von der Kommunikationsinfrastruktur 506 (oder von einem nichtgezeigten Einzelbildpuffer) weiterleitet zur Anzeige auf der Displayeinheit 524 an einen Benutzer.
Das Computersystem 500 kann auch einen Hauptspeicher 504 wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen sekundären Speicher 508 enthalten. Der Hauptspeicher 504 und/oder der sekundäre Speicher 508 umfassen einen nicht-vorübergehenden Speicher. Der sekundäre Speicher 508 kann beispielsweise ein Festplattenlaufwerk (HDD) 510 und/oder ein entfernbares Ablagelaufwerk 512 enthalten, das ein Diskettenlaufwerk, ein Magnetbandlaufwerk, ein Optikplattenlaufwerk, einen Speicherstick oder dergleichen darstellen kann, wie in der Technik bekannt ist. Das entfernbare Ablagelaufwerk 512 liest von und/oder schreibt zu einer entfernbaren Ablageeinheit 516. Die entfernbare Ablageeinheit 516 kann eine Diskette, ein Magnetband, eine optische Platte oder dergleichen sein. Wie sich versteht, kann die entfernbare Ablageeinheit 516 ein computerlesbares Ablagemedium mit dinglich darin gespeicherten (darauf verkörperten) Daten und/oder Computersoftwareanweisungen enthalten, um zum Beispiel zu bewirken, dass der oder die Prozessoren verschiedene Operationen durchführen.
Bei alternativen Ausführungsformen kann der sekundäre Speicher 508 andere ähnliche Einrichtungen enthalten, um zu gestatten, dass Computerprogramme oder andere Anweisungen in das Computersystem 500 geladen werden. Der zweite Speicher 508 kann eine entfernbare Ablageeinheit 518 und eine entsprechende entfernbare Ablageschnittstelle 514 enthalten, die ähnlich dem entfernbaren Ablagelaufwerk 512 sein kann, mit seiner eigenen entfernbaren Ablageeinheit 516. Zu Beispielen für solche entfernbare Ablageeinheiten zählen unter anderem USB- oder Flash-Laufwerke, die gestatten, dass Software und Daten von der entfernbaren Ablageeinheit 516, 518 zum Computersystem 500 übertragen werden.
Das Computersystem 500 kann auch eine Kommunikationsschnittstelle (z.B. Netzwerkschnittstelle) 520 enthalten. Die Kommunikationsschnittstelle 520 gestattet das Übertragen von Software und Daten zwischen dem Computersystem 500 und externen Einrichtungen. Zu Beispielen für die Kommunikationsschnittstelle 520 können ein Modem, eine Ethernet-Karte, eine Funknetzwerkkarte, ein PCMCIA-Slot und eine PCMCIA-Karte (Personal Computer Memory Card International Association) oder dergleichen zählen. Über die Kommunikationsschnittstelle 520 übertragene Software und Daten können in Form von Signalen vorliegen, die elektronisch, elektromagnetisch, optisch oder dergleichen sein können, die durch die Kommunikationsschnittstelle 520 empfangen werden können. Diese Signale können an die Kommunikationsschnittstelle 520 über einen Kommunikationspfad (z.B. Kanal) geliefert werden, der unter Verwendung von Draht, Kabel, Faseroptik, einer Telefonleitung, einer Mobilfunkverbindung, eine Hochfrequenzverbindung (HF-Verbindung) und anderen Kommunikationskanälen implementiert werden kann.
Die 8A–8C zeigen eine Ein-Gate-Rekonstruktion eines SPECT-Datensatzes und eines CT-Datensatzes. 8A zeigt eine Ausführungsform einer ungegateten Rekonstruktion 600a. Die ungegatete Rekonstruktion 600a besitzt ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SRV). Die Position mehrerer Merkmale, wie etwa beispielsweise der Membran, stimmen in den SPECT-Daten und den CT-Daten nicht überein. 8A liefert eine unpräzise Quantifizierung der SPECT- und CT-Datensätze. 8B zeigt eine Ausführungsform einer gegateten nuklearen Rekonstruktion 600b mit drei Gates 602a–602c. Jedes der Gates 602a–602c veranschaulicht eine verschiedene Einatmungsphase. Das dritte Gate 602c besitzt die beste Übereinstimmung von Membranorten zwischen den SPECT- und CT-Daten. Die gegatete nukleare Rekonstruktion 600b besitzt ein hohes SRV, da das Gating zusätzliche Fehler in die SPECT-Rohdaten einführt. Die ungegatete Rekonstruktion 600a kann unter Verwendung der Gates 602a–602c gemäß einem oder mehreren der hierin offenbarten Verfahren aktualisiert werden. Beispielsweise kann die ungegatete Rekonstruktion 600a gemäß dem Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren 200 aktualisiert werden.
8C zeigt eine Ausführungsform einer Ein-Gate-Rekonstruktion 600c der SPECT- und CT-Daten gemäß den hierin beschriebenen Verfahren. Die ungegatete Rekonstruktion 600a wird mit jedem der Gates 602a–602c gemäß beispielsweise dem in 2 gezeigten Verfahren 200 kombiniert. Die Ein-Gate-Rekonstruktion 600c zeigt eine ordnungsgemäße Ausrichtung zwischen den SPECT- und CT-Daten, was für eine präzisere Quantifizierung der SPECT- und CT-Datensätze sorgt. Die Membran befindet sich an einem angemessenen Ort. Die Ein-Gate-Rekonstruktion 600c besitzt im Vergleich mit der ungegateten Rekonstruktion 600a ein verbessertes SRV. Wie in 8C gezeigt, liefern die hierin beschriebenen Ein-Gate-Rekonstruktionsverfahren ein klareres Bild, wobei sie eine leichtere und größere Identifikation von Anomalien in einem abgebildeten Patienten sorgen.
Die Vorrichtungen und Prozesse sind nicht auf die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Außerdem können Komponenten jeder Vorrichtung und jeder Prozess unabhängig und separat von anderen hierin beschriebenen Komponenten und Prozessen praktiziert werden.
Die vorausgegangene Beschreibung von Ausführungsformen wird vorgelegt, um einem Fachmann die Praktizierung der Offenbarung zu ermöglichen. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsformen sind dem Fachmann ohne Weiteres offensichtlich, und die hierin definierten generischen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen ohne den Einsatz von Erfindungsreichtum angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung soll nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern soll den weitesten Schutzbereich verliehen bekommen, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuartigen Merkmalen übereinstimmt.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten von Daten für medizinische Bildgebung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht umfassend eine Mehrheit von Gates; Bereitstellen eines Satzes zweiter Modalitätsdaten; Generieren einer Bildschätzung für die mindestens eine Ansicht aus dem Satz erster Modalitätsdaten; Generieren eines bewegungskorrigierten Datenmodells der mindestens einen Ansicht durch Vorwärtsprojizieren der mindestens einen Ansicht unter Verwendung einer Bewegungsschätzung; Generieren eines Bildaktualisierungsfaktors für die mindestens eine Ansicht durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell; und Aktualisieren der Bildschätzung mit dem Bildaktualisierungsfaktor.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Generieren des Bildaktualisierungsfaktors Folgendes umfasst: Vergleichen eines Satzes erster Gatedaten mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell zum Generieren eines ersten Bildaktualisierungsfaktors; Aktualisieren der Bildschätzung mit dem ersten Bildaktualisierungsfaktor; Vergleichen eines Satzes zweiter Gatedaten mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell zum Generieren eines zweiten Bildaktualisierungsfaktors; und Aktualisieren der Bildschätzung mit dem zweiten Bildaktualisierungsfaktor.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Vergleichen eines Satzes erster Gatedaten mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell Folgendes umfasst: Anwenden einer Gütefunktion zwischen dem bewegungskorrigierten Datenmodell und dem Satz erster Gatedaten zum Generieren eines ersten Projektionsaktualisierungsfaktors; und Rückprojizieren des ersten Projektionsaktualisierungsfaktors auf einen Bildraum zum Generieren des ersten Bildaktualisierungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Generieren des Bildaktualisierungsfaktors Folgendes umfasst: Vergleichen jedes der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell zum Generieren einer Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Vergleichen jedes der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell das Anwenden einer Gütefunktion zwischen dem bewegungskorrigierten Datenmodell und jedem der Mehrheit von Gates umfasst zum Generieren der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Generieren des Bildaktualisierungsfaktors weiterhin Folgendes umfasst: Kombinieren der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren zum Generieren eines optimalen Projektionsaktualisierungsfaktors; und Rückprojizieren des optimalen Projektionsaktualisierungsfaktors auf einen Bildraum zum Generieren eines optimalen Bildaktualisierungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren durch Mittelung der Mehrheit von Aktualisierungsfaktoren kombiniert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Generieren des Bildaktualisierungsfaktors weiterhin Folgendes umfasst: Rückprojektion jedes der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren in einen Bildraum zum Generieren einer Mehrheit von Bildaktualisierungsfaktoren; und Kombinieren der Mehrheit von Bildaktualisierungsfaktoren zum Generieren eines Summen-Bildaktualisierungsfaktors.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die bewegungskorrigierte Rückprojektion ein bewegungskorrigiertes Umkehrungs-Intra-Rekonstruktions-Verfahren ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte des Generierens eines bewegungskorrigierten Datenmodells, des Generierens eines Bildaktualisierungsfaktors und des Aktualisierens der Bildschätzung für jedes der Mehrheit von Gates in der mindestens einen Ansicht iterativ wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das bewegungskorrigierte Datenmodell durch ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren generiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Modalität eine SPECT-Modalität ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die zweite Modalität ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer CT-Modalität und einer MR-Modalität.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium, das computerausführbare Anweisungen speichert, die bewirken, dass ein Computer die folgenden Schritte ausführt: Generieren eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht, wobei der Satz erster Modalitätsdaten durch eine erste Modalität eines Bildgebungssystems generiert wird; Generieren eines Satzes zweiter Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht, wobei der Satz zweiter Modalitätsdaten durch eine zweite Modalität eines Bildgebungssystems generiert wird; Generieren einer Bildschätzung jeder der mindestens einen Ansicht; Generieren eines bewegungskorrigierten Datenmodells der mindestens einen Ansicht durch Vorwärtsprojizieren der Bildschätzung unter Verwendung einer Bewegungsschätzung; Berechnen eines Bildaktualisierungsfaktors durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell; und Aktualisieren der Bildschätzung mit dem Bildaktualisierungsfaktor.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei das Generieren des Bildaktualisierungsfaktors Folgendes umfasst: Vergleichen eines Satzes erster Gatedaten mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell zum Generieren eines ersten Bildaktualisierungsfaktors; Aktualisieren der Bildschätzung mit dem ersten Bildaktualisierungsfaktor; Vergleichen eines Satzes zweiter Gatedaten mit dem bewegungskorrigierten Modell zum Generieren eines zweiten Bildaktualisierungsfaktors; und Aktualisieren der Bildschätzung mit dem zweiten Aktualisierungsfaktor.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei das Berechnen des Bildaktualisierungsfaktors das Vergleichen jedes der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell umfasst zum Generieren einer Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei das Berechnen des Bildaktualisierungsfaktors weiterhin Folgendes umfasst: Kombinieren der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren zum Generieren eines optimalen Aktualisierungsfaktors; und Rückprojizieren des optimalen Aktualisierungsfaktors auf einen Bildraum zum Generieren des Bildaktualisierungsfaktors.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 17, wobei die Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren durch Mittelung der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren kombiniert wird.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 16, wobei das Berechnen des Bildaktualisierungsfaktors weiterhin Folgendes umfasst: Rückprojizieren jedes der Mehrheit von Projektionsaktualisierungsfaktoren in einen Bildraum zum Generieren einer Mehrheit gegateter Bildaktualisierungsfaktoren; und Kombinieren der Mehrheit von gegateten Bildaktualisierungsfaktoren zum Generieren des Bildaktualisierungsfaktors.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei die Schritte des Generierens eines bewegungskorrigierten Datenmodells, des Generierens eines Bildaktualisierungsfaktors und des Aktualisierens der Bildschätzung für jedes der Mehrheit von Gates in der mindestens einen Ansicht iterativ wiederholt werden.
Nicht-vorübergehendes computerlesbares Medium nach Anspruch 14, wobei das bewegungskorrigierte Datenmodell durch ein Intra-Rekonstruktions-Bewegungskorrekturverfahren generiert wird.
System, umfassend: eine erste Bildgebungsmodalität; eine zweite Bildgebungsmodalität; und einen Computer in Datenkommunikation mit der ersten Bildgebungsmodalität und der zweiten Bildgebungsmodalität, wobei der Computer konfiguriert ist zum Verarbeiten von Daten für medizinische Bildgebung durch: Empfangen eines Satzes erster Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht von der ersten Bildgebungsmodalität; Empfangen eines Satzes zweiter Modalitätsdaten einschließlich mindestens einer Ansicht von der zweiten Bildgebungsmodalität; Generieren einer Bildschätzung jeder von mindestens einer Ansicht; Generieren eines bewegungskorrigierten Datenmodells der mindestens einen Ansicht durch Vorwärtsprojizieren der Bildschätzung unter Verwendung einer Bewegungsschätzung; Berechnen eines Bildaktualisierungsfaktors durch Vergleichen mindestens eines der Mehrheit von Gates mit dem bewegungskorrigierten Datenmodell; und Aktualisieren der Bildschätzung mit dem Bildaktualisierungsfaktor.
System nach Anspruch 22, wobei die erste Modalität eine SPECT-Modalität ist und die zweite Modalität eine CT-Modalität ist.