用于生成圖像的圖像區(qū)域與元素類之間的分配的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置。該裝置（1）包括分配單元（13），所述分配單元（13）用于根據(jù)區(qū)域和/或邊界特征向對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布，所述區(qū)域和/或邊界特征是根據(jù)所提供的對象圖像的圖像值和所提供的第一初步分配確定的。于是，所得的具有到元素類的分配的元素圖像未必僅基于所提供的對象圖像，而是還可以基于所提供的初步分配。如果由元素圖像定義的分配質量由于所提供的對象圖像的限制而受到限制，那么因此能夠由初步分配來補償所提供的圖像的這些限制，從而可以提高所得元素圖像的質量。
【專利說明】用于生成圖像的圖像區(qū)域與元素類之間的分配的裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于生成受檢者圖像的圖像區(qū)域與元素類之間的分配的裝置、方法和計算機程序。本發(fā)明還涉及用于生成受檢者的核圖像的核成像裝置、核成像方法和核成像計算機程序。
【背景技術】
[0002]由 Matthias Hofmann 等人發(fā)表在 European Journal of Nuclear Medicine andMolecular Imaging, 36Suppll:第 S93 到 S104 頁(2009)上的文章“Towards quantitativePET/MR1: a review of MR-based attenuation correction techniques” 公開了一種組合式正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和磁共振(MR)成像系統(tǒng)，其基于通過MR數(shù)據(jù)采集單元獲得的所生成的MR圖像產生衰減圖。該衰減圖用于重建衰減校正的PET圖像。
[0003]MR圖像的視場(FOV)可能是受限的，其可能會在邊緣處截斷MR圖像，特別是對于體型較大的人。此外，由于例如金屬植入物或者端口的原因，會導致MR圖像失真。這些對MR圖像質量的限制也可能降低使用MR圖像生成的衰減圖的質量。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配裝置、方法和計算機程序，其造成這些分配的改進，尤其是改進的相應的衰減圖。本發(fā)明的另一目的是提供用于基于所生成的分配來生成對象的核圖像的核成像系統(tǒng)、核成像方法和核成像計算機程序。
[0005]在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置，其中，所述裝置包括:
[0006]-對象圖像提供單元，其用于提供所述對象的對象圖像，
[0007]-分割單元，其用于將所述對象圖像分割為圖像區(qū)域，
[0008]-特征確定單元，其用于根據(jù)所述對象圖像的圖像值，確定以下中的至少一個的特征:a)所述圖像區(qū)域和b)所述圖像區(qū)域之間的邊界，
[0009]-初步元素圖像提供單元，其用于提供包括初步圖像區(qū)域和元素類之間第一初步分配的初步元素圖像，以及
[0010]-分配單元，其用于根據(jù)所確定的特征和第一初步分配，向對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布。
[0011]由于分配單元根據(jù)所確定的特征和初步分配，向對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布，所得的具有到元素類分配的元素圖像未必僅基于所提供的圖像，而是可以還基于初步分配。于是，如果由元素圖像定義的分配質量由于所提供的對象圖像的限制而受到限制，那么能夠由初步分配補償所提供圖像的這些限制，從而可以提高所得元素圖像的質量。
[0012]對象優(yōu)選地是人或動物，元素優(yōu)選地是骨骼(尤其是骨密質和骨髓)、空氣、組織、肺、腸道氣體或其他解剖結構中的至少一個。
[0013]對象圖像提供單元可以是用于提供對象圖像的成像系統(tǒng)，如用于提供MR圖像的MR成像系統(tǒng)。對象圖像提供單元還可以是存儲單元，所述存儲單元中已經存儲了對象圖像，從中可以檢索對象圖像以提供對象圖像；或是接收單元，用于經由有線或無線數(shù)據(jù)連接接收對象圖像并提供接收到的對象圖像。對象圖像提供單元可以適于提供MR圖像作為對象的對象圖像。MR圖像以較高的空間分辨率提供解剖信息，由此允許以進一步改進的質量生成衰減校正圖。
[0014]在實施例中，替代MR圖像或除了 MR圖像以外，也可以使用另一種對象圖像來生成衰減校正圖。例如，可以使用未衰減校正(NAC)的PET圖像，尤其是飛行時間(TOF)NAC PET圖像，來產生衰減校正圖。
[0015]所述分配可以適于向元素圖像的圖像區(qū)域分配(例如)定義元素類和/或性質(如元素類的衰減值)的標記。例如，分配單元可以適于首先向元素圖像的圖像區(qū)域分配定義元素類的標記，其中，分配單元然后能夠向標記分配衰減值，以向元素圖像的圖像區(qū)域分配衰減值。不過，分配單元也可以適于向元素圖像的圖像區(qū)域直接分配表示相應元素類的衰減值。如果衰減值被分配到元素圖像的圖像區(qū)域，那么元素圖像形成衰減圖，例如，可以將其用于校正諸如PET圖像的核圖像。
[0016]優(yōu)選地，分割單元適于向所述對象圖像應用分水嶺分割。分水嶺分割將圖像分割成圖像區(qū)域，圖像區(qū)域可以對應于不同的元素類，如對象的不同組織類型，并且可以用于生成衰減圖，盡管圖像的物理來源與(例如)PET輻射的衰減不相關。于是，即使衰減圖所基于的圖像的物理來源與(例如)PET圖像的衰減不相關，也可以生成質量改進的衰減圖。
[0017]更優(yōu)選地，所述裝置還包括差分單元，用于在應用分水嶺分割之前對對象圖像進行差分。差分單元因此能夠適于生成分水嶺分割應用于其上的梯度圖像。向梯度圖像應用分水嶺分割進一步改進了對象元素圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配質量，特別是，進一步改進了由這些分配形成的衰減圖質量。在諸如軟組織、骨骼、肺或腸道氣體的不同元素類之間區(qū)分時，組合用于生成梯度圖像的差分以及分水嶺分割尤其有用。在另一實施例中，也可以將分水嶺分割應用于所提供的對象圖像，即不應用于梯度圖像。
[0018]在實施例中，所述裝置還包括用于在應用分水嶺分割之前對圖像進行平滑的平滑單元。平滑單元可以適于對一開始提供的對象圖像和/或任選地生成的梯度圖像進行平滑。替代地或備選地，可以向所提供的圖像應用其他預處理步驟，例如把圖像值截斷到特定值域或增強圖像中的邊緣結構。
[0019]分割單元可以適于沿對象圖像的高圖像值或低圖像值生成分水線，用于生成經分割的對象圖像。例如，如果分水嶺分割不是被應用到梯度圖像，而是被應用到未差分的所提供的對象圖像，可以優(yōu)選通過沿低圖像值生成分水線來進行分割。這種基于沿低圖像值(優(yōu)選為灰度值)的線的分水嶺分割能夠改進區(qū)分特定元素類的質量。例如，如果對象是人或動物，那么可以改進骨密質和骨髓之間的區(qū)分，尤其是在MR圖像中。
[0020]分水嶺算法將圖像視為地形起伏，其中將圖像值解釋為起伏的海撥高度。通常，分水嶺算法沿起伏中的“山脊”，即沿高圖像值定義分水線。如果分水嶺分割單元適于生成沿低圖像值的分水線，那么對應的分水嶺算法沿起伏中的山谷定義分水線?？梢酝ㄟ^相應地修改標準分水嶺算法或通過向具有反像值的反像應用標準分水嶺算法，來計算沿低圖像值的這些分水線。
[0021]優(yōu)選地，所述特征確定單元適于確定以下中的至少一個:i)作為特征的所述圖像區(qū)域的區(qū)域特征，其取決于相應圖像區(qū)域的所有圖像值，以及ii)與所述圖像區(qū)域之間的邊界相關的邊界特征，其中，所述邊界特征取決于以下中的至少一個a)由相應的邊界分開的相鄰圖像區(qū)域的區(qū)域特征，和b)相應邊界上的圖像值。
[0022]特征確定單元可以適于確定以下區(qū)域特征中的至少一個:圖像區(qū)域的圖像值的平均值、圖像區(qū)域的最小圖像值、圖像區(qū)域的最大圖像值、圖像區(qū)域之內圖像值的標準偏差。此外，特征確定單元可以適于確定以下邊界特征中的至少一個:邊界上的圖像值平均值、邊界上的圖像值的最小圖像值、邊界上的圖像值的最大圖像值、邊界上圖像值的標準偏差。
[0023]在優(yōu)選的實施例中，初步元素圖像提供單元適于提供基于如下圖像中的至少一個生成的初步元素圖像:計算機斷層攝影(CT)圖像、MR圖像、TOF-NAC PET圖像、NAC PET圖像。
[0024]進一步優(yōu)選地，分配單元適于根據(jù)所確定的圖像區(qū)域特征，確定圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配，并組合第一初步分配以及第二初步分配，用于生成指示元素類分布的組合分配。還優(yōu)選所述分配單元適于進行以下中的至少一項:a)向所確定的特征應用預先定義的分配規(guī)則以確定第二初步分配，所述分配規(guī)則根據(jù)特征定義元素類的分配，以及b)向所述第一和第二初步分配應用預先定義的組合規(guī)則，用于產生組合分配，所述組合規(guī)則根據(jù)第一和第二初步分配定義元素類的分配。
[0025]在實施例中，組合規(guī)則適于使得:如果對于圖像區(qū)域，存在至少第二初步分配，則向圖像區(qū)域分配由第二初步分配分配的元素類；如果對于圖像區(qū)域僅存在第一初步分配，則向該圖像區(qū)域分配由第一初步分配分配的元素類。于是，例如，如果所提供的對象圖像具有有限的橫向FOV (在所提供的對象圖像是CT或MR圖像的情況下可能是這樣的)，通過利用第一初步分配，元素圖像相對于所提供的對象圖像可以具有擴展的橫向F0V，這可能涉及覆蓋初始提供的對象圖像所不覆蓋的初步圖像區(qū)域的更大橫向F0V。
[0026]在優(yōu)選的實施例中，所述組合規(guī)則適于應用于所述第一和第二初步分配和所提供的對象的解剖信息，以便根據(jù)第一和第二初步分配和所提供的解剖信息來產生組合分配。可以使用解剖信息進一步改進元素類和元素圖像的圖像區(qū)域之間的分配。例如，如果已經將特定元素類分配到元素圖像的圖像區(qū)域，并且如果解剖信息提供了特定元素類附近元素類的信息，則可以將這種解剖信息用于確定已經分配了特定元素類的圖像區(qū)域附近的分配。
[0027]可以利用校準措施來預先定義分配規(guī)則和/或組合規(guī)則，即可以基于所提供的對象圖像和所提供的初步元素圖像確定元素類和元素圖像圖像區(qū)域之間的分配，而元素類和元素圖像的圖像區(qū)域之間的實際分配是已知的，其中，規(guī)則可以被預先定義為使得所確定的分配盡可能好地符合已知的真實分配。
[0028]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于生成對象核圖像的核成像系統(tǒng)，其中，所述核成像系統(tǒng)包括:
[0029]-核數(shù)據(jù)采集單元，其用于采集核數(shù)據(jù)；
[0030]-根據(jù)權利要求9所述的用于生成對象的對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置，[0031]-核重建單元，其用于基于所述核數(shù)據(jù)和衰減圖重建核圖像。
[0032]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于生成對象的對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的方法，該方法包括:
[0033]-提供對象的對象圖像，
[0034]-將所述對象圖像分割為圖像區(qū)域，
[0035]-根據(jù)所述對象圖像的圖像值，確定以下中的至少一個的特征:a)所述圖像區(qū)域和b)所述圖像區(qū)域之間的邊界，
[0036]-提供初步元素圖像，所述初步元素圖像包括初步圖像區(qū)域和元素類之間第一初步分配，
[0037]-根據(jù)所確定的特征和第一初步分配，向對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布。
[0038]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于生成對象核圖像的核成像方法，該核成像方法包括:
[0039]-由核數(shù)據(jù)采集單元采集核數(shù)據(jù)，
[0040]-根據(jù)如權利要求12所述的所確定的對象的對象圖像的圖像區(qū)域的特征和初步分配，向對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布，
[0041]-向所分配的元素類分配衰減值，以向所述圖像的圖像區(qū)域分配衰減值，用于生成衰減圖，
[0042]-由核圖像重建單元基于所述核數(shù)據(jù)和所述衰減圖重建核圖像。
[0043]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的計算機程序，其中，所述計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序在控制根據(jù)權利要求1所述的裝置的計算機上運行時，所述程序代碼模塊令所述裝置執(zhí)行根據(jù)權利要求12所述的方法的步驟。
[0044]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種用于生成對象的核圖像的核成像計算機程序，其中，所述計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序在控制根據(jù)權利要求13所述的核成像系統(tǒng)的計算機上運行時，所述程序代碼模塊令所述核成像系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權利要求11所述的核成像方法的步驟。
[0045]應當理解，權利要求1所述的裝置、權利要求11所述的核成像系統(tǒng)、權利要求12所述的方法、權利要求13所述的核成像系統(tǒng)，權利要求14所述的計算機程序和權利要求15所述的核成像計算機程序具有類似和/或等同的優(yōu)選實施例，特別是從屬權利要求中所定義的優(yōu)選實施例。
[0046]應當理解，本發(fā)明的優(yōu)選實施例也可以是從屬權利要求與相應獨立權利要求的任
意組合。
[0047]參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯而易見并將得以闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]在附圖中:
[0049]圖1示意性地和示范性地示出了用于生成受檢者的核圖像的核成像系統(tǒng)的實施例，
[0050]圖2示范性地示出了 TOF-NAC PET圖像，
[0051]圖3示范性地示出了圖2中所示的TOF-NAC PET圖像的梯度圖像，
[0052]圖4示范性地示出了應用于圖3中所示的梯度圖像的分水嶺分割的結果，
[0053]圖5示范性地示出了平均圖像值特征圖像，
[0054]圖6示范性地示出了邊界特征圖像，
[0055]圖7示范性地示出了第二初步標記圖像，該第二初步標記圖像定義了圖像區(qū)域與元素類之間的第二初步分配，
[0056]圖8示范性地示出了顯示肺部的TOF-NAC PET圖像，
[0057]圖9示范性地示出了分水線和分割出的肺，
[0058]圖10示出的流程圖示范性地圖示了用于生成受檢者圖像的圖像區(qū)域與元素類之間的分配的方法的實施例，
[0059]圖11示出的流程圖示范性地圖示了用于生成受檢者的核圖像的核成像方法的實施例，
[0060]圖12示范性地示出了 NAC PET圖像，
[0061]圖13示范性地示出了應用于圖12所示的NAC PET圖像的基于閾值的圖像分割流程的結果，
[0062]圖14示出了將邊緣檢測濾波器應用于圖12所示的NAC PET圖像的結果，
[0063]圖15示范性地示出了應用于圖12所示圖像的分水嶺分割獲得的分水線，
[0064]圖16示范性地示出了平均圖像值特征圖像，
[0065]圖17示范性地示出了邊界特征圖像，并且
[0066]圖18示范性地示出了第二初步標記圖像，該第二初步標記圖像根據(jù)圖像區(qū)域所確定特征定義圖像區(qū)域與元素類之間的第二初步分配。
【具體實施方式】
[0067]圖1示意性和示范性示出了用于生成具有不同元素類的對象7的核圖像的核成像系統(tǒng)。在該實施例中，對象7是躺在工作臺8上的人，并且不同的元素類例如是空氣和不同的組織類型，例如，骨骼、肺、軟組織等。元素類還可以包括不同的骨骼類，具體而言，骨密質類和骨髓類。核成像系統(tǒng)I包括用于采集核數(shù)據(jù)的核數(shù)據(jù)采集單元2。在該實施例中，核數(shù)據(jù)采集單元2適于采集PET數(shù)據(jù)。不過，在另一實施例中，核數(shù)據(jù)采集單元還可以適于采集其他核數(shù)據(jù)，例如單光子發(fā)射計算斷層攝影(SPECT)數(shù)據(jù)。
[0068]核成像系統(tǒng)I還包括核重建單元30，核重建單元30基于由核數(shù)據(jù)采集單元2采集的核數(shù)據(jù)來重建TOF-NAC核圖像。核數(shù)據(jù)采集單元2和核圖像重建單元30形成對象圖像提供單元，用于提供人7的對象圖像，該對象圖像在該實施例中是圖2中示意性和示范性示出的TOF-NAC PET圖像。
[0069]核成像系統(tǒng)I還包括用于處理TOF-NAC PET圖像的處理設備3。處理設備3包括用于對TOF-NAC PET圖像進行平滑的平滑單元9。在另一實施例中，備選地或者額外地，可以執(zhí)行其他預處理步驟以對TOF-NAC PET圖像進行預處理。例如，可以將TOF-NAC PET圖像的圖像值截取到特定的值范圍或者可以在TOF-NAC PET圖像中增強邊緣結構。處理設備3還包括差分單元10，差分單元10用于對TOF-NAC PET圖像進行差分，以生成圖3中示意性和示范性地示出的梯度圖像。任選地，對于梯度圖像，可以計算絕對值，并且可以利用平滑單元9對所得圖像進行平滑。處理設備3還包括分割單元11，分割單元11用于向梯度圖像，具體而言向梯度圖像的絕對值(可能是經平滑的)，應用分水嶺分割以生成分割圖像，分割圖像包括圖像區(qū)域，應當將圖像區(qū)域分配到像不同組織類型或空氣的元素類。圖4示意性和示范性示出了具有分水線的所得已分割圖像。
[0070]處理設備3還包括特征確定單元12，用于根據(jù)對象圖像的圖像值來確定圖像區(qū)域的特征。特征確定單元12適于確定以下中的至少一個:i)作為特征的所述圖像區(qū)域的區(qū)域特征，其取決于相應的圖像區(qū)域的所有圖像值，以及ii)與所述圖像區(qū)域之間的邊界相關的邊界特征，其中，所述邊界特征取決于以下中的至少一個:a)由相應邊界分開的標記圖像區(qū)域的區(qū)域特征，和b)相應邊界上的圖像值。優(yōu)選地，特征確定單元12適于確定以下區(qū)域特征中的至少一個:相應圖像區(qū)域圖像值的平均、相應圖像區(qū)域的最小圖像值、相應圖像區(qū)域的最大圖像值、相應圖像區(qū)域之內圖像值的標準偏差。特征確定單元12優(yōu)選還適于確定以下邊界特征中的至少一個:相應邊界圖像值的平均值、相應邊界上的最小圖像值、相應邊界上的最大圖像值、相應邊界上圖像值的標準偏差。
[0071]圖5示范性地示出了平均圖像值特征圖像，其中，以不同灰度值示出了具有不同平均圖像值(具體而言是不同平均灰度值)的圖像區(qū)域。圖6示范性地示出了邊界特征圖像，其中，在本范例中，邊界特征是相應邊界上圖像值的相應最小圖像值。在圖6中，利用不同灰度值示出了具有不同邊界特征的邊界。
[0072]核成像系統(tǒng)I還包括用于采集MR數(shù)據(jù)的MR數(shù)據(jù)采集單元5以及從采集的MR數(shù)據(jù)重建MR圖像的MR重建單元6。核成像系統(tǒng)I還包括初步元素圖像產生單元31，其用于產生初步元素圖像，所述初步元素圖像包括初步圖像區(qū)域和元素類之間的第一初步分配。在該實施例中，初步元素圖像產生單元31適于產生第一初步標記圖像作為初步元素圖像，其中，分配到不同元素類的第一初步標記圖像帶有不同標記。初步元素圖像生成單元31可以適于執(zhí)行，例如基于閾值處理(thresholding)的分割和/或基于分水嶺的分割，以產生初步元素圖像。具體而言，初步元素圖像生成單元31可以適于從MR圖像確定梯度圖像，向梯度圖像應用分水嶺分割，并確定所得圖像區(qū)域的特征和/或所得圖像區(qū)域之間的邊界，然后可以將所述特征或所述邊界用于向初步元素圖像的不同初步區(qū)域分配標記。MR數(shù)據(jù)采集單元5、MR重建單元6和初步元素圖像生成單元31可以被視為初步元素圖像提供單元，用于提供包括初步圖像區(qū)域和元素類之間第一初步分配的初步元素圖像。
[0073]在另一實施例中，初步元素圖像提供單元還可以適于基于諸如計算斷層攝影設備或超聲成像設備的另一種成像裝置來提供初步元素圖像。用于提供人7的對象圖像(在本實施例中為TOF-NAC PET圖像)的初步元素圖像提供單元和/或對象圖像提供單元也可以是存儲單元，所述存儲單元中分別已經存儲了初步元素圖像和/或對象圖像，可以從所述存儲單元檢索存儲的初步元素圖像和/或對象圖像，以分別提供初步元素圖像和/或對象圖像。對象圖像提供單元和/或初步元素圖像提供單元也可以是接收單元，用于從另一系統(tǒng)接收相應的圖像并分別提供接收的初步元素圖像和/或對象圖像。
[0074]處理設備3還包括分配單元13，用于根據(jù)所確定的特征和第一初步分配，向人7的元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布。在該實施例中，分配單元13適于根據(jù)所確定的特征確定圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配，其中，預先定義的分配規(guī)則被應用于所確定的特征，以確定所述第二初步分配。所得的第二初步分配導致圖7中示意性和示范性示出的第二初步標記圖像。
[0075]在圖7中，附圖標記32表示空氣，附圖標記33表示身體。于是，在圖7中示出的范例中，第二初步標記圖像提供了身體和空氣之間的區(qū)分。
[0076]分配單元13還適于組合由初步元素圖像提供單元提供的第一初步分配以及第二初步分配，用于生成指示元素類分布的組合分配。在該實施例中，組合基于MR圖像確定的第一初步分配以及基于TOF-NAC PET圖像確定的第二初步分配，以生成指示元素類分布的組合分配?；趹糜诘谝缓偷诙醪椒峙涞念A先定義的組合規(guī)則生成組合分配。分配單元13還能夠適于使用組合規(guī)則，所述組合規(guī)則被配置為應用于第一和第二初步分配并提供人7的解剖信息，以便根據(jù)第一和第二初步來分配和提供的解剖信息確定組合分配。
[0077]通過校準措施來確定分配規(guī)則和組合規(guī)則，其中，組合分配是被確定的，而實際分配是已知的，其中，分配規(guī)則和組合規(guī)則被預先定義為使得所確定的分配盡可能滿足已知的分配。
[0078]在實施例中，兩個或更多元素類可以指代相同的元素，但是指代不同的概率。例如，如果較為確定相應圖像區(qū)域涉及到空氣，則可以將第一元素類“空氣”分配到圖像區(qū)域，如果圖像區(qū)域可能是空氣，但是如果不肯定圖像區(qū)域是否真正涉及空氣，可以將第二元素類“可能空氣”分配到圖像區(qū)域。例如，可以研究不同人的幾種情況，并且對于特定特征的集合，可以確定該特定特征的集合正確表示空氣的情況的百分比。如果所確定的百分比大于特定閾值，例如，大于90%，則相應特征的集合可以被視為定義元素類“空氣”，如果所確定的百分比小于特定閾值但大于另一第二閾值，則相應特征的集合可以被視為定義元素類“可能空氣”。
[0079]相應地，分配規(guī)則可以被預先定義為使得如果平均圖像值特征低于特定第一閾值，則將圖像區(qū)域分配到元素類“空氣”；如果平均圖像值特征低于大于第一閾值的特定第二閾值且低于大于第二閾值的第三閾值，則可以將圖像區(qū)域分配到元素類“可能空氣”；如果平均圖像值高于第三閾值但低于第四閾值，則可以將圖像區(qū)域分配到元素類“可能組織”。此外，如果平均圖像值特征高于第四閾值，則可以將圖像區(qū)域分配到元素類“組織”。
[0080]在一個范例中，第一初步分配，即第一初步標記圖像，基于MR圖像，第二初步分配，即第二初步標記圖像，基于TOF-NAC PET圖像，其中，如果元素類為“組織”、“可能組織”、“空氣”和“可能空氣”，那么組合規(guī)則可以被定義為使得如果已經在第一和第二初步標記圖像中的至少一個中向該圖像區(qū)域分配了元素類“組織”，則將元素圖像的圖像區(qū)域分配到元素類“組織”;如果根據(jù)第一和第二初步標記圖像，已經向相應圖像區(qū)域分配了元素類“可能組織”，則可以將元素類“組織”分配到元素圖像的圖像區(qū)域；并在所有其他情況下將元素類“空氣”分配到元素圖像的圖像區(qū)域。
[0081]組合規(guī)則還可以適于進一步考慮解剖信息。例如，如果元素類是“空氣”、“可能空氣”、“組織”和“可能組織”，并且如果第一初步分配(即第一初步標記圖像)是基于MR圖像的，并且第二初步分配(即第二初步標記圖像)是基于TOF-NAC PET圖像的，那么組合規(guī)則可以被定義為使得:如果在第一初步標記圖像中，已經將這個圖像區(qū)域分配到元素類“可能空氣”，在第二初步標記圖像中，已經將這個圖像區(qū)域分配到元素類“可能組織”，并且圖像區(qū)域位于人手臂處，則將元素圖像的圖像區(qū)域分配到元素類“組織”。為了判斷圖像區(qū)域是否位于人的手臂，在一個實施例中，可以將圓擬合到身體輪廓以近似身體的輪廓，其中，如果已經利用第二初步標記圖像分配了元素類“可能組織”的圖像區(qū)域位于近似身體輪廓的圓外部，則這個圖像區(qū)域被視為位于手臂。根據(jù)組合規(guī)則的另一范例，如果根據(jù)基于TOF-NACPET圖像的初步標記圖像，圖像區(qū)域被分配到元素類“可能組織”，如果這個圖像區(qū)域位于MR視場外部，這表示這個圖像區(qū)域涉及人的截斷手臂，則將元素圖像中的對應圖像區(qū)域分配到元素類“組織”，其中，在該范例中，假設第二初步標記圖像是基于MR圖像的。
[0082]分配單元13還適于使用分配的元素類向元素圖像的圖像區(qū)域分配衰減值，以生成衰減圖。在該實施例中，提供數(shù)據(jù)庫，其包括不同元素類(例如一種或不同組織類型和空氣)之間的分配，以及不同元素類的衰減值，其中，分配單元適于利用數(shù)據(jù)庫分配衰減值。優(yōu)選地，衰減值描述空氣的衰減以及PET成像中存在的輻射的不同組織類型。例如，衰減值對應于能量為51 IkeV的輻射的衰減。
[0083]核成像系統(tǒng)I包括另一核圖像重建單元14，另一核圖像重建單元14用于基于由核數(shù)據(jù)采集單元2采集的核數(shù)據(jù)和生成的衰減圖來重建核圖像。在該實施例中，另一核圖像重建單元14適于基于核數(shù)據(jù)采集單元2采集的PET數(shù)據(jù)和衰減圖來重建經衰減校正(AC)的PET圖像。重建的核圖像被示于顯示器15上。處理設備3與對象圖像提供單元和初步元素圖像提供單元一起可以被視為用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配的
>J-U裝直。
[0084]圖8示意性和示范性地示出了圖示肺的TOF-NAC PET圖像的另一對象圖像。同樣，圖8中所示的TOF-NAC PET圖像可以由對象圖像提供單元2、30提供。
[0085]圖8中所示的TOF-NAC PET圖像被平滑單元9平滑，被差分單元10差分，以生成梯度圖像，并被分割單元11使用分水嶺分割算法分割以生成分割圖像，所述分割圖像包括與圖像中所示的人的元素類相對應的圖像區(qū)域。特征確定單元12然后如上所述地根據(jù)TOF-NAC PET圖像的圖像值確定圖像區(qū)域和/或圖像區(qū)域之間邊界的特征。分配單元13根據(jù)圖像區(qū)域的所確定的特征來確定圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配，其中，所確定的第二初步分配與所提供的第一初步分配可以被組合，以生成指示元素類分布的組合分配。圖9示意性和示范性地示出了從分水嶺分割得到的分水線34以及包封人7的肺的線35，即，已經向線35包封的圖像區(qū)域分配了元素類“肺”。
[0086]分水嶺分割單元11優(yōu)選地適于執(zhí)行標準的分水嶺分割，例如，如L.Vincent和P.Soille 在 IEEE Trans.Pattern Anal.Machine IntelL, 13 (6), 583-598 (1991)中的文章 “Watersheds in Digital Spaces:An Efficient Algorithm Based on ImmersionSimulations”中所公開，在此通過引用并入本文。分割單元11可以適于沿相應的所提供的圖像的高圖像值或低圖像值來生成分水線，以生成經分割的圖像，并且它可以適于分割差分的梯度圖像和/或未差分的圖像。
[0087]分水嶺算法將圖像視為地形起伏，其中將圖像值解釋為起伏中的海撥高度。通常，分水嶺算法沿起伏中的“山脊”，即沿高圖像值，定義分水線。如果分水嶺分割單元適于生成沿低圖像值的分水線，則對應的分水嶺算法沿起伏中的山谷定義分水線?？梢酝ㄟ^相應地修改標準分水嶺算法或通過向具有反像值的反像應用標準分水嶺算法，來計算沿低圖像值的這些分水線。[0088]在下文中，將參考圖10中示出的流程圖示范性描述一種生成對象的對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的方法。
[0089]在步驟101中，對象圖像提供單元2、30提供人7的對象圖像。具體而言，核數(shù)據(jù)采集單元2采集PET數(shù)據(jù)，核重建單元30重建TOF-NAC PET圖像。
[0090]在步驟102中，平滑單元9對TOF-NAC PET圖像進行平滑，并且在步驟103中，差分單元10對平滑的TOF-NAC PET圖像進行差分，計算梯度的絕對值并且任選地對計算的絕對值進行平滑，來生成梯度圖像。在步驟104中，分割單元11向梯度圖像應用分水嶺分割，以生成包括與的元素類相對應的圖像區(qū)域的分割圖像，具體而言，對應于例如軟組織、骨骼、右肺、左肺、腸道氣體、空氣等。在步驟105中，特征確定單元12根據(jù)分割圖像的圖像值，確定圖像區(qū)域的特征和/或圖像區(qū)域間的邊界，并且在步驟106中，初步元素圖像提供單元5、
6、31提供包括初步圖像區(qū)域和元素類之間的第一初步分配的初步元素圖像。具體而言，提供對應的初步標記圖像，其中，通過利用初步元素圖像生成單元，用不同的標記指示不同的元素類，初步元素圖像生成單元在本實施例中根據(jù)MR重建單元6從MR數(shù)據(jù)采集單元5采集的MR數(shù)據(jù)重建的MR圖像來生成初步元素圖像。
[0091]在步驟107中，分配單元13根據(jù)所確定的特征，S卩，在本實施例中，根據(jù)通過向TOF-NAC PET圖像應用分水嶺分割生成的所確定的圖像區(qū)域特征，確定圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配。在步驟108中，由分配單元13組合第一初步分配和第二初步分配，用于生成指示元素類分布的組合分配。具體而言，向第一和第二初步分配應用預先定義的組合規(guī)則以生成組合分配。在步驟109中，分配單元13還向分配的元素類分配衰減值，向元素圖像的圖像區(qū)域分配衰減值，以生成衰減圖。在步驟110中，核圖像重建單元14基于采集的PET數(shù)據(jù)和衰減圖來重建AC PET圖像。
[0092]圖11示出的流程圖示范性地圖示了用于生成對象核圖像的核成像方法的實施例。
[0093]在步驟201中，由核數(shù)據(jù)采集單元2采集核數(shù)據(jù)。在該實施例中，由核數(shù)據(jù)采集單元2采集PET數(shù)據(jù)。在步驟202中，如上文參考步驟102到109所述，確定衰減圖，并且在步驟203中，核圖像重建單元14基于核數(shù)據(jù)和衰減圖重建核圖像，在本實施例中，為AC PET圖像。
[0094]在所描述的實施例中，用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法使用用于分割TOF-NAC PET圖像的一般圖像分割流程。該裝置和方法優(yōu)選適于分隔包含具有相關衰減值的解剖結構的圖像區(qū)域，以便改進PET重建中的圖像質量。
[0095]圖2示出了典型的TOF-NAC PET圖像。直接的圖像分割方法，例如應用強度閾值可能會失敗，因為TOF-NAC PET圖像的強度可能在切片之間變化，或者切片可能顯示出不能從低強度組織值區(qū)分出來的更強散射。此外，TOF-NAC PET圖像不像CT圖像那樣顯示出已知的絕對強度值。因此需要針對每個TOF-NAC PET圖像單獨地確定強度閾值。
[0096]用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法優(yōu)選地適于通過計算TOF-NAC PET圖像(圖3)的梯度圖像并向梯度圖像(圖4)應用分水嶺變換，來克服像素強度變化或強度未知情況下的圖像分割問題?？梢岳妙A先定義的規(guī)則，即通過對區(qū)域和/或邊界特征(尤其是與相鄰區(qū)域的關系)進行試探，來識別與生成衰減圖的特定目的相關的區(qū)域。該裝置和方法可以適于如圖9所示在不同身體結構(例如，肺和其他組織)之間進行區(qū)分。
[0097]盡管在上述實施例中提供的對象圖像優(yōu)選地是TOF-NAC PET圖像，但是在其他實施例中，提供的對象圖像也可以是另一圖像，例如NAC PET圖像或MR圖像。具體而言，對象圖像提供單元可以適于提供NAC PET圖像作為人7的對象圖像。例如，核數(shù)據(jù)采集單元2可以適于采集PET數(shù)據(jù)，核圖像重建單元30可以適于重建NAC PET圖像，即無需考慮TOF信息且無需考慮衰減信息來重建PET圖像。圖12中示意性和示范性地示出了這樣的NAC PET圖像。
[0098]用于分割NAC PET圖像的直接圖像分割方法可以是應用強度閾值。圖13中示意性和示范性示出了可能的所得圖像。不過，應用強度閾值常常會失敗，因為NAC PET圖像通常顯示出類似于人的幾何形狀凸包的輪廓線，因而不允許對諸如身體和手臂的相鄰結構進行差分。此外，NAC PET圖像的圖像值強度具有未知的和變化的高度。通常，也可以將“Canny邊緣”濾波器(更魯棒地檢測邊緣)應用于NAC PET圖像。圖14中示意性和示范性地示出了相應的所得圖像。應用“Canny邊緣”濾波器具有如下缺點:檢測到的邊緣常常不會連接成閉合的輪廓線，于是需要通過額外的后期處理對邊緣進行某種程度的外推，以便界定包封的區(qū)域。
[0099]用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法可以適于通過向NAC PET圖像應用分水嶺分割，即分水嶺變換，來克服輪廓線不完整的問題。于是，在實施例中，分割單元11適于通過應用分水嶺變換將NAC PET圖像分割成圖像區(qū)域。圖15中示意性和示范性地示出了具有分水嶺36的所得圖像?？梢酝ㄟ^對區(qū)域和/或邊界特征(尤其是相對于相鄰區(qū)域)進行試探，來識別與生成衰減圖的特定目的相關的區(qū)域。于是，對象圖像提供單元可以適于提供NAC PET圖像，其中平滑單元可以適于對所提供的NAC PET圖像進行平滑，并任選地對NAC PET圖像執(zhí)行更多預處理步驟。因此分割單元11能夠通過應用分水嶺算法將NAC PET圖像分割成更小的區(qū)域。在該實施例中，在應用分水嶺算法之前不生成梯度圖像。然后，特征確定單元能夠如上所述地確定區(qū)域和/或邊界特征。例如，對于每個圖像區(qū)域，可以確定相應圖像區(qū)域的圖像值的平均值，得到圖16中示意性和示范性示出的平均圖像值特征圖像，其中，以不同灰度值示出了具有不同平均值的圖像區(qū)域。圖17示出了示范性且示意性示地出了邊界特征圖像，其中用不同的灰度值示出了具有不同最小圖像值的邊界。
[0100]分配單元然后根據(jù)所確定的特征確定圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配。具體而言，通過對所確定的特征進行推理，圖像區(qū)域被標記使得它們被分配到空氣或身體。優(yōu)選地，分配規(guī)則被應用于確定的特征，以執(zhí)行分配流程。在該實施例中，針對NAC PET圖像的特征確定分配規(guī)則，其中，可以通過校準措施來確定這些分配規(guī)則，其中，基于NAC PET圖像確定特征，并且其中，元素類(尤其是空氣和組織)在NAC PET圖像中的分布是已知的，并且其中，預先定義分配規(guī)則，使得向所確定的特征應用分配規(guī)則實現(xiàn)的分配盡可能好地符合圖像區(qū)域到元素類的可能已知分配。圖18中示意性和示范性示出了所得圖像。在圖18中，附圖標記37表示組織，附圖標記38表示空氣。
[0101]第二初步分配，在本實施例中即第二初步標記圖像，提供如圖18中所示的組織和空氣，將其與初步圖像區(qū)域和初步元素圖像提供單元提供的元素類之間的第一初步分配組合，以生成指示元素類分布的組合分配。[0102]第一初步分配可以基于如下圖像中的至少一個:CT圖像、MR圖像、NAC PET圖像和TOF-NAC PET圖像。于是，在一實施例中，第一初步分配可以基于NAC PET圖像和TOF-NACPET圖像中的至少一個，第二初步分配可以基于NAC PET圖像和TOF-NAC PET圖像中的另一個。換言之，可以基于相同的所采集的PET數(shù)據(jù)生成上述兩個初步分配。
[0103]還是在本實施例中，分配單元可以適于向所分配的元素類分配衰減值，以向元素圖像的圖像區(qū)域分配衰減值，用于產生衰減圖，核圖像重建單元可以適于基于采集的PET數(shù)據(jù)和衰減圖來重建AC PET圖像。
[0104]為了基于MR圖像提供初步分配，優(yōu)選對提供的MR圖像進行平滑、差分以生成梯度圖像，并通過對梯度圖像應用分水嶺分割而將其分割。然后優(yōu)選確定區(qū)域和/或邊界特征，其中將確定的特征用于通過向所確定的特征應用對應的分配規(guī)則來生成初步分配。在實施例中，也可以將分水嶺分割應用于未差分的MR圖像，以分割MR圖像。
[0105]PET掃描機一般是與CT掃描機組合作為PET/CT系統(tǒng)而提供的。相反，組合式PET/MR系統(tǒng)優(yōu)點是沒有額外的輻射劑量和更好的軟組織對比度。此外，組合式PET/MR系統(tǒng)可以適于同時采集PET數(shù)據(jù)和MR數(shù)據(jù)。
[0106]組合式PET/CT系統(tǒng)和組合式PET/MR系統(tǒng)還提供比單一 PET系統(tǒng)關于解剖結構的更精確的信息，可以針對不同的身體區(qū)域導出輻射衰減性質，具體而言，可以分別從CT圖像或MR圖像導出衰減圖。對于PET/CT系統(tǒng)，衰減系數(shù)是霍斯菲爾德值的函數(shù)。在PET/MR系統(tǒng)的情形下，衰減圖是通過更加復雜的圖像處理獲得的，例如通過將圖像分割成不同組織類別，如肌肉、脂肪、骨骼、肺等，并針對每種組織類別(即針對不同的元素類)插入標準衰減值，以獲得衰減圖。
[0107]使用CT和MR圖像導出衰減圖的限制是受限的橫向F0V，其可能在邊緣處分別截斷CT圖像或MR圖像，尤其對于體型較大的人。這種限制在MR圖像中更嚴重，因為橫向FOV在CT系統(tǒng)中通常更小，主要因為接近重建FOV邊界的信號劣化。而且，在一些情況下，例如由于金屬植入物或端口，CT或MR圖像被扭曲，使得對于一些圖像區(qū)域而言，做出正確的衰減值推導是不可能的。如果將從截斷的或以其他方式失真的CT或MR圖像導出的不正確衰減圖用于重建AC PET圖像，重建的AC PET圖像將變得不精確和/或可能包含偽影。
[0108]用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法可以適于通過將它們與未利用衰減信息重建的一個或多個PET圖像進行組合(具體而言，通過將它們與不包括TOF信息的NAC PET圖像和/或包括TOF信息的TOF-NAC PET圖像進行組合)來克服由于從不完整或失真CT或MR圖像獲得的不正確衰減圖導致的PET圖像不精確問題。NACPET圖像和/或TOF-NAC PET圖像通常示出CT圖像或MR圖像中缺失的解剖結構。NAC PET圖像和TOF-NAC PET圖像可以包含不同的解剖學細節(jié)，因此可以一起使用并與CT或MR圖像組合。用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置或方法優(yōu)選地適于通過分害W目應圖像并融合分割的相應圖像，以將CT或MR圖像與NAC PET圖像和TOF-NAC PET圖像中的至少一個進行組合。例如，該裝置和方法可以適于利用從NAC PET圖像或TOF-NACPET圖像導出的標記替換MR標記圖像中不正確的空氣/組織分配。然后優(yōu)選從融合的所得標記圖像導出衰減圖。
[0109]于是，在實施例中，用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法可以適于首先生成NAC PET圖像和/或TOF-NAC PET圖像，其中，NAC PET圖像和/或TOF-NAC PET圖像然后被分割。針對NAC PET圖像和/或TOF-NAC PET圖像的所得已分割圖像區(qū)域和/或圖像區(qū)域之間的邊界，確定特征，并基于確定的特征，向相應圖像區(qū)域的每個圖像元素，尤其是每個像素或體素，至少分配空氣或組織，如果可能的話，分配經區(qū)分的組織類型，例如肺組織。這些分配形成第二初步分配。此外，可以提供CT圖像或MR圖像，將其分割成圖像區(qū)域，可以將所得的已分割圖像區(qū)域分配到至少空氣或組織，從而將每個圖像要素都分配到至少空氣或組織，其中，如果可能的話，可以提供不同組織類型的進一步區(qū)分，例如肺組織。這些分配形成第一初步分配，其定義第一和第二初步標記圖像，第一和第二初步標記圖像是基于a) CT或MR圖像，和b) NAC PET或TOF-NAC PET圖像來產生的。
[0110]第一初步標記圖像對應于第一初步分配，一般具有與第二初步標記圖像不同的另一尺寸和分辨率，第二初步標記圖像是基于NAC PET圖像或TOF-NAC PET圖像而產生的。因此分配單元能夠適于將第一初步標記圖像，從而將第一初步分配重新格式化到第二初步標記圖像的尺寸和分辨率，從而重新格式化到第二初步分配的尺寸和分辨率。
[0111]可以通過將來自第一初步標記圖像的標記與來自第二初步標記圖像的標記融合為多源標記圖像，即組合為人的元素圖像(其指示如軟組織、肺、肌肉、脂肪、骨骼、空氣等元素類的分布)，來組合第一和第二初步分配以生成指示元素類分布的組合分配。更高級的推理能夠包括關于解剖結構的先驗知識，即如上所述的解剖信息。
[0112]然后分配單元優(yōu)選地還適于根據(jù)標記向圖像區(qū)域分配適當?shù)乃p值以生成多源衰減圖。如果第一初步分配基于CT圖像，那么對于根據(jù)第一初步分配標記的多源衰減圖的圖像區(qū)域，分配到這些圖像區(qū)域的衰減值優(yōu)選是直接從初始CT圖像的強度值獲得的衰減值。優(yōu)選由核圖像重建單元使用多源衰減圖來重建AC PET圖像。
[0113]用于生成對象的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置和方法可以適于進行PET/CT成像，尤其是在被掃描的對象過大而無法在CT中精確重建的情況下。該裝置和方法還可以適于PET/MR成像，尤其是在對象鄰近MR重建FOV的部分不可見的情況下，該裝置和方法可以適于進行圖像的一部分包含偽影的(例如，由于使精確衰減圖產生失真的金屬植入物)PET/CT 或 PET/MR 成像。
[0114]盡管在上述實施例中組合了初步圖像區(qū)域和元素類之間的第一和第二初步分配(即兩個對應的第一和第二初步標記圖像)以生成元素圖像，但是在其他實施例中，也可以組合超過兩個初步分配，即超過兩個初步標記圖像，以生成最終的組合元素圖像。
[0115]本領域的技術人員通過研究附圖、公開和所附權利要求，在實踐請求保護的本發(fā)明時能夠理解和實現(xiàn)所公開實施例的其他變型。
[0116]在權利要求中，“包括” 一詞不排除其他元件或步驟，定語“一”或“一個”不排除多個。
[0117]單個單元或設備可以完成權利要求中記載的幾個項目的功能。盡管在互不相同的從屬權利要求中記載了特定措施，但是這并不表示不能有利地使用這些手段的組合。
[0118]可以由任意其他數(shù)量的單元或設備執(zhí)行由一個或幾個單元或設備執(zhí)行的計算，如平滑操作、差分、分割、特征確定、分配流程、第一和第二初步分配的組合(特別是第一和第二初步標記圖像的組合)等。例如，可以由單個單元或由任何其他數(shù)量的不同單元來執(zhí)行步驟102到109?？梢詫⒏鶕?jù)用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的方法來生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置的計算和分配流程和/或控制，和/或根據(jù)核成像方法的核成像系統(tǒng)的控制實現(xiàn)為計算機程序的程序代碼模塊和/或專用硬件。
[0119]可以在適當?shù)慕橘|上存儲和/或發(fā)布的計算機程序，介質例如是與其他硬件一起供應或作為其他硬件一部分供應的光存儲介質或固態(tài)介質，但也可以以其他形式發(fā)布，例如經由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。
[0120]權利要求中的任何附圖標記不應被解釋為對范圍的限制。
[0121]本發(fā)明涉及用于生成對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的裝置。該裝置包括分配單元，所述分配單元用于根據(jù)區(qū)域和/或邊界特征向指示元素類分布的對象元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述區(qū)域和/或邊界特征是根據(jù)所提供的對象圖像和所提供的第一初步分配的圖像值確定的。于是，所得的具有到元素類的分配的元素圖像未必僅基于所提供的對象圖像，而是還可以基于所提供的初步分配。如果由元素圖像定義的分配質量由于所提供的對象圖像的限制而受到限制，那么因此能夠由初步分配來補償所提供的圖像的這些限制，從而可以提高所得元素圖像的質量。
【權利要求】
1.一種用于生成對象的圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配的裝置，所述裝置包括: -對象圖像提供單元(2，30 )，其用于提供所述對象(7 )的對象圖像， -分割單元(11)，其用于將所述對象圖像分割為圖像區(qū)域， -特征確定單元(12)，其用于根據(jù)所述對象圖像的圖像值，確定以下中的至少一個的特征:a)所述圖像區(qū)域和b)所述圖像區(qū)域之間的邊界； -初步元素圖像提供單元(5，6，31)，其用于提供初步元素圖像，所述初步元素圖像包括初步圖像區(qū)域和元素類之間的第一初步分配， -分配單元(13)，其用于根據(jù)所確定的特征和所述第一初步分配，向所述對象的元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示所述元素類的分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述對象圖像提供單元(2，30)適于提供以下對象圖像之一:未經衰減校正的正電子發(fā)射斷層攝影圖像、飛行時間未經衰減校正的正電子發(fā)射斷層攝影圖像、磁共振圖像。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述分割單元(11)適于向所述對象圖像應用分水嶺分割。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中，所述裝置還包括差分單元(10)，所述差分單元(10)用于在應用所述分水嶺分割之前對所述對象圖像進行差分。
5.根據(jù)權利要求1所述 的裝置，其中，所述初步元素圖像提供單元(5，6，31)適于提供基于如下圖像中的至少一個所產生的初步元素圖像:計算機斷層攝影圖像、磁共振圖像、未經衰減校正的正電子發(fā)射斷層攝影圖像、飛行時間未經衰減校正的正電子發(fā)射斷層攝影圖像。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述分配單元(13)適于: -根據(jù)所確定的所述圖像區(qū)域的特征，確定所述圖像區(qū)域和元素類之間的第二初步分配， -將所述第一初步分配和所述第二初步分配組合，以產生指示所述元素類的分布的組合分配。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中，所述分配單元(13)適于實施以下中的至少一項:a)向所確定的特征應用預先定義的分配規(guī)則以確定所述第二初步分配，所述分配規(guī)則根據(jù)所述特征來定義元素類的分配，以及b)向所述第一初步分配和第二初步分配應用預先定義的組合規(guī)則以產生所述組合分配，所述組合規(guī)則根據(jù)所述第一初步分配和第二初步分配來定義元素類的分配。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中，所述組合規(guī)則適于應用于所述第一初步分配和第二初步分配以及所提供的所述對象的解剖信息，以便根據(jù)所述第一初步分配和第二初步分配以及所提供的解剖信息來產生所述組合分配。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述分配單元(13)還適于向所分配的元素類分配衰減值以將所述衰減值分配到所述元素圖像的所述圖像區(qū)域，從而產生衰減圖。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其中，所述裝置還包括核圖像重建單元(14)，所述核圖像重建單元用于基于由核數(shù)據(jù)采集單元采集的核數(shù)據(jù)和所述衰減圖來重建核圖像。
11.一種用于生成對象的核圖像的核成像系統(tǒng)，所述核成像系統(tǒng)包括: -核數(shù)據(jù)采集單元(2 )，其用于采集核數(shù)據(jù)，-根據(jù)權利要求9所述的用于生成對象的對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配的裝置， -核重建單元(14 )，其用于基于所述核數(shù)據(jù)和所述衰減圖來重建核圖像。
12.一種用于生成對象的對象圖像的圖像區(qū)域和元素類之間分配的方法，所述方法包括: -提供所述對象的對象圖像， -將所述對象圖像分割為圖像區(qū)域， -根據(jù)所述對象圖像的圖像值，確定以下中的至少一個的特征:a)所述圖像區(qū)域和b)所述圖像區(qū)域之間的邊界， -提供初步元素圖像，所述初步元素圖像包括初步圖像區(qū)域和元素類之間的第一初步分配， -根據(jù)所確定的特征和所述第一初步分配，向所述對象的元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示所述元素類的分布。
13.一種用于生成對象的核圖像的核成像方法，所述核成像方法包括: -由核數(shù)據(jù)采集單元采集核數(shù)據(jù)， -根據(jù)如權利要求12所述的所確定的所述對象的對象圖像的圖像區(qū)域的特征和所述初步分配，向所述對象的元素圖像的圖像區(qū)域分配元素類，所述分配指示元素類的分布， -向所分配的元素類分配衰減值以將所述衰減值分配到所述圖像的圖像區(qū)域，從而產生衰減圖， -由核圖像重建單元基于所述核數(shù)據(jù)和所述衰減圖來重建核圖像。
14.一種用于生成對象的圖像的圖像區(qū)域和元素類之間的分配的計算機程序，所述計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序在控制根據(jù)權利要求1所述的裝置的計算機上運行時，所述程序代碼模塊令所述裝置執(zhí)行根據(jù)權利要求12所述的方法的步驟。
15.一種用于生成對象的核圖像的核成像計算機程序，所述計算機程序包括程序代碼模塊，當所述計算機程序在 控制根據(jù)權利要求13所述的核成像系統(tǒng)的計算機上運行時，所述程序代碼模塊令所述核成像系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權利要求11所述的核成像方法的步驟。
【文檔編號】G06T7/00GK103562960SQ201280024909
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月23日 優(yōu)先權日:2011年5月24日
【發(fā)明者】T·布萊費特, S·雷尼施, B·施魏策爾, Z·胡 申請人:皇家飛利浦有限公司