可变深度立体定向表面投影制造技术

本发明专利技术提供对垂直于大脑的表面体素而延伸的向量使用可变深度以便避免白质摄取提取的SSP的实现。该实现还提供将对于个体淀粉样蛋白显像剂图像的SSP与SSP正常数据库比较的可能性并且允许SSP信息的3D可视化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供对垂直于大脑的表面体素而延伸的向量使用可变深度以便避免白质摄取提取的SSP的实现。该实现还提供将对于个体淀粉样蛋白显像剂图像的SSP与SSP正常数据库比较的可能性并且允许SSP信息的3D可视化。【专利说明】可变深度立体定向表面投影
本专利技术涉及正电子发射断层摄影(PET)或单光子发射断层摄影(SPECT)图像分析的领域。更特定地，本专利技术涉及实现具有可变深度的立体定向表面投影(stereotacticsurface projection)来使白质摄取提取最小化。
技术介绍
三维立体定向表面投影(3D SSP)是经证实的提取皮质活动并且将它映射到大脑表面之上的方法。氟代脱氧葡萄糖(FDG)是PET显像化合物，标记有放射性同位素。对于大脑成像，FDG用于对葡萄糖消耗的大脑代谢率成像。3D SSP已经示出是成功方法，例如用于检测与在PET大脑成像中使用FDG (PET FDG)的阿尔茨海默氏病关联的图像模式。3D SSP还用于其他PET和SPECT示踪剂，例如用使用Ceretec采用SPECT的大脑灌注研究。3D SPP方法在标准空间中定义大脑模型上的大量表面点。各表面点与法向向量关联。参考图1，在分析患者PET或SPECT扫描时，扫描首先空间归一化到标准空间。然后，对于各皮质表面点，沿法向向量的相反方向到大脑一定深度内采样数据，如在图2A和2B中示出的。沿到大脑内的射线的最大体素的值然后映射回到表面点。原始3D SSP方法从各表面体素延伸到大脑的固定深度。(Minoshima等人，在阿尔茨海默氏病中使用氟-18-FDG PET的三维立体定向表面投影的诊断方法,J Nuel Med.1995年7月；36 (7) =1238-48) Flutemetamol是另一个PET显像化合物,其结合到大脑中的淀粉样蛋斑并且因此示出灰质中淀粉样蛋白的沉积。FDG和Flutemetamol两者都示出与阿尔茨海默氏病有关的皮质区中的改变。然而，尽管PET FDG在灰质中展现最高摄取,但Flutemetamol可以在灰质和白质两者中展现高摄取。在淀粉样蛋白的Flutemetamol成像中，如果存在淀粉样蛋白则在灰质中将存在明显的摄取，而如果不存在淀粉样蛋白则它将是非常少或没有。然而，Flutemetamol对于淀粉样蛋白阳性和淀粉样蛋白阴性扫描两者在白质中还经历明显的非特定摄取。这意指在没有或有很少的淀粉样蛋白的图像(即，阴性扫描)中使用SSP时，存在标准方法将拾取高密度白质区的风险。现有技术的3D SSP方法已经从每个表面体素延伸到大脑内的相同深度。使用这样的单深度用于分析，方法从而可以无意地延伸到白质内，其将展现如Flutemetamol的显像剂的高摄取。因为SSP是用于使两个化合物显像的有吸引力的方法，因此在本领域内需要这样的方法和系统，其可以使用3D SSP用于淀粉样蛋白显像剂来观察灰质中的摄取但同时使在来自白质的信号中混合的风险最小化(因为两个组织都可展现高摄取)。
技术实现思路
鉴于现有技术的需要，本专利技术提供使用以下步骤的PET/SPECT图像的立体定向表面投影的方法:(a)对PET/SPECT图像进行空间归一化，其中大脑表面上的各体素与标准空间配准，和(b)对于空间归一化的PET/SPECT图像的各表面体素计算3D SSP，其中所述计算步骤进一步包括计算沿从各表面体素延伸并且垂直于表面进入皮质使得各线延伸到预定义最大深度的线的强度分布，该预定义最大深度对于各表面体素单独计算。从该强度分布可以计算例如最大强度等特征，但也可以计算例如最大梯度、到某一阈值的距离等其他特性。空间归一化的PET/SPECT图像然后可与正常数据库比较并且然后可以不同的方式呈现该比较和/或使其可视化。本专利技术还提供非暂时性计算机可读存储介质，其具有用于执行本专利技术的方法的可执行程序。【专利附图】【附图说明】图1描绘本专利技术的图像处理流水线。图2A描绘现有技术的3D SSP的原理，其中各体素的深度具有相同的固定长度。图2B描绘示出通过表面的法向向量(在左半球上)的整个大脑区的图像。图3描绘根据本专利技术的示范性实施例的可变表面投影深度。图4描绘使3D SSP分析的结果可视化的不同方式。图5描绘具有来自使用a)固定深度和b)可变深度的3D-SSP的结果的淀粉样蛋白阴性受检者。图6描绘具有来自使用a)固定深度和b)可变深度的3D-SSP的结果的淀粉样蛋白阳性受检者。图7描绘本专利技术的PET系统。【具体实施方式】本专利技术针对PET和SPECT图像的分析。为了清楚起见，术语“PET/SPECT”将用于指出论述PET或SPECT并且规定特别参考PET或SPECT的任何示例或解释将分别对于所有另外的解释维持，但可持续使用术语PET/SPECT。本专利技术提供SSP方法，其包括硬件和软件，该硬件和软件可用于实现该方法来使使用例如Flutemetamol等淀粉样蛋白显像剂从灰质计算的特性可视化以更好地区分淀粉样蛋白阳性扫描和淀粉样蛋白阴性扫描。另外，本专利技术提供用于实现本专利技术的方法的计算机程序。另外，本专利技术提供用于实现本专利技术的方法的系统。用户然后可将受检者的SSP值与正常数据库比较。另外，本专利技术不需要MR图像，但可使用它。再另外，期望本专利技术使白质摄取被提取并且映射到表面的可能性最小化或将其排除。本专利技术的一个方法包括下面的步骤:(a)患者PET/SPECT扫描的空间归一化和MR扫描(可选的)，(b) SSP计算，(c)正常数据库比较和(c)采用3D的数据呈现。可取地，大脑表面上的各体素与标准空间配准，并且计算沿通过各表面体素并且垂直于表面的线的最大强度或其他特性。起始于表面处的该线在垂直于表面的向量的逆方向上前进，即到大脑内。从各体素到大脑内的距离局限于预定义最大深度，其对于各表面体素单独计算。通过在表面与最大深度之间沿垂直于表面的向量的逆方向的线的等距点处采样数据来提取强度分布。从该强度分布计算的特性(例如最大强度)然后映射到大脑的表面模型之上或用于另外的计算。本专利技术预想的从强度分布计算的其他特性包括最大梯度或到预定义强度阈值的最大深度。找到表面体素和垂直于表面的向量 位于大脑外侧和内侧表面上的体素使用标准空间中的大脑掩模(brain mask)来预定。大脑掩模分成左和右半球，从而总共给出三个区:整个大脑、左半球和右半球。确定并存储这三个区的所有表面体素的体素坐标并且。对应于整个大脑、左半球和右半球的三个区然后通过应用高斯3D滤波器进行平滑。垂直于区表面的向量(如对于3D SSP所做并且在图2中示出的)然后可以根据方程I使用平滑区的体素强度来对表面体素的所有坐标来计算，其中Sijk是图像矩阵位置x=1、y=j和z=k处的体素强度并且在相同位置垂直于表面的向量定义为nijk=(dxijk，dyiJk, dziJk)。【权利要求】1.一种PET/SPECT图像的立体定向表面投影的方法，其包括以下步骤: (a)对PET/SPECT图像进行空间归一化，其中大脑表面上的各体素与标准空间配准；以及 (b)对于所述空间归一化的PET/SPECT图像的各表面体素计算SSP，其中所述计算步骤进一步包括计算沿从各表面体素延伸并且垂直于所述表面到组织内使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PET/SPECT图像的立体定向表面投影的方法，其包括以下步骤：（a）对PET/SPECT图像进行空间归一化，其中大脑表面上的各体素与标准空间配准；以及（b）对于所述空间归一化的PET/SPECT图像的各表面体素计算SSP，其中所述计算步骤进一步包括计算沿从各表面体素延伸并且垂直于所述表面到组织内使得各线延伸到预定义最大深度的线的最大强度，所述预定义最大深度对于各表面体素单独计算。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA利尔加，NL图尔夫耶尔，R伦德奎斯特，
申请(专利权)人：通用电气健康护理有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB