定量分析核子医学脑部影像的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种定量分析核子医学脑部影像的方法及系统，所述方法包括：取得一目标影像，其中，该目标影像包含一放射性药物的脑部影像；利用一仿射线性形变校正该目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小，使其与一标准脑部模板一致，其中，该标准脑部模板包含一纹状体于大脑中的相对位置；依据该标准脑部模板中的纹状体选取对应目标影像中的纹状体的范围，并且计算一纹状体的平均像素值；分割该目标影像中的纹状体，并且根据目标影像剩余的像素值计算一背景值；以及依据纹状体的平均像素值及背景值产生一特异性摄取比值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种核子医学断层扫描的系统及方法，特别是一种定量分析核子医学脑部影像的系统及方法。
技术介绍
核子医学应用在帕金森氏症的诊断或多巴胺神经元的受损情形时，单从临床上的症状诊断并不容易。然而传统的神经影像学检查，例如计算机断层或核磁共振，往往只能提供结构学上的异常。近年来核子医学的发展，例如，单光子计算机断层扫描仪(SPECT)，利用许多不同的放射同位素结合在突触前的神经元或突触后的接受体，可以反应出多巴胺系统在突触前后的功能异常，对于诊断帕金森氏症或多巴胺神经元的受损情形，提供相当大的帮助。目前在帕金森氏症的诊断中，除了评估病人是否已出现临床病症，主要透过放射性药物至体内，经由单光子计算机断层扫描仪收集其放射药物信息并重建出脑摄取放射活度影像后，由核子医学专科医师进行影像判读与疾病分期。在传统评估中，主要是以医师目视影像判读检查，或是有经验的医事放射师以手动人工圈选纹状体进行半定量等方式观察纹状体影像的缺损程度，但是上述方式则会因个人主观而造成人为误差、耗工费时以及再现性(reproducibility)低等缺点。核子医学脑部扫描造影剂，主要是利用生理功能病变来检测到局部的
脑神经病变，如帕金森症、癫痫等脑神经疾病。然而，缺点是因为核子医学使用放射性药物來了解脑部功能的变化，不同核医学放射性药物其脑部组织吸收分布便不同，会影响影像的对比度，造成影像和影像之间的空间对位误差。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种定量分析核子医学影像的方法，其方法包括取得一目标影像，其中，该目标影像包含一放射性药物的脑部影像。接着，利用一仿射线性形变校正该目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小与一标准脑部模板一致，其中，该标准脑部模板为数个正常脑部影像的迭合统计，并且显示一纹状体于大脑中的相对位置。接下来，依据该标准脑部模板中的纹状体选取对应该目标影像中的纹状体的范围，并且计算一纹状体的平均像素值。接着，分割目标影像中的纹状体，并且根据目标影像剩余的像素值计算一背景值。最后，依据该纹状体的平均像素值及背景值产生一纹状体各部位的特异性摄取比值。本专利技术的目的之二是提供一种定量分析核子医学影像的系统，该系统包括一撷取单元、一处理单元以及一计算单元。所述撷取单元，用以取得一目标影像，其中，所述目标影像包含一放射性药物的脑部影像。所述处理单元电连接所述撷取单元，用以利用一仿射线性形变校正目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小与一标准脑部模板一致，其中，标准脑部模板为数个正常脑部影像的迭合统计，并且显示一纹状体于大脑中的相对位置，进一步依据该标准脑部模板中的纹状体选取对应该目标影像中的纹状体的
范围，并且计算一纹状体的平均像素值以及分割该目标影像中的纹状体，且根据目标影像剩余的像素值计算一背景值。所述计算单元电连接所述处理单元，用以依据纹状体各部位的平均像素值及背景值产生一特异性摄取比值。相对于现有技术，本专利技术的有益技术效果是，能够改善临床传统手工圈选方法的耗时费工、再现性低及人为主观等问题，为临床医师与研究人员提供了易于使用的影像分析工具。下面结合附图对本专利技术进行详细说明，以便本领域技术人员能够进一步了解本专利技术及其技术效果。附图说明图1是本专利技术定量分析核子医学影像系统的方框示意图；图2是本专利技术空间正规化处理后目标影像的示意图；图3是本专利技术标准空间坐标之模板所定义的纹状体范围的示意图；图4是本专利技术自动圈选的纹状体范围的示意图；图5是本专利技术全脑扣除两侧纹状体的区域的示意图；图6是本专利技术依据特异性摄取比值及不对称性索引定量纹状体的萎缩程度的示意图；图7是本专利技术扫描影像分析结果的示意图；以及图8是本专利技术定量分析核子医学影像方法的一实施例的流程图。附图标记说明：100定量分析核子医学影像系统；110撷取单元；120处理单元；130计算单元；140显示单元；200空间正规化后的扫描影像；
510背景区域；600分析图表；610纵轴；620横轴；700定量分析核医脑部影像的接口；710、712、714切面扫描影像；720分析结果表格；730尾核；732壳核；310、410、734纹状体；740右半脑特异性摄取比值；742左半脑特异性摄取比值；744不对称性索引；810～850步骤。具体实施方式本专利技术实施例中所揭露的定量分析核子医学脑部影像的方法可以应用在核子医学影像系统，或是应用在可以连接至核子医学影像系统的计算机系统或微处理器系统中。本专利技术实施例的执行步骤可以写成软件程序，软件程序可以储存于任何微处理单元辨识、解读的记录媒体，或包含有上述纪录媒体的物品及装置。不限定为任何形式，上述物品可以为硬盘、软盘、光盘、ZIP、磁光装置(MO)、IC芯片、随机存取内存(RAM)，或任何熟悉此项技艺者所可使用的包含有上述纪录媒体的物品。计算机系统可以包含显示设备、处理器、内存、输入设备及储存装置。其中，输入设备可以用以输入影像、文字、指令等数据至计算机系统。储存装置例如为硬盘、光驱或藉由因特网连接的远程数据库，用以储存系统程序、应用程序及用户数据等，亦可以储存本专利技术实施例所写成的软件程序。内存系用以暂存数据或执行的程序。处理单元用以运算及处理数据等。显示设备则用以显示输出的数据或影像。当计算机系统执行本专利技术实施例定量分析核子医学脑部影像的方法时，对应的程序便被加载内存，以配合处理单元执行本专利技术实施例定量分析核子医学脑部影像的方法。最后，再将结果显示于显示设备或储存于储存装置。本专利技术提供了一种定量分析核子医学脑部影像的系统及方法，依据三度空间中纹状体放射活性摄取值的变化，自动区分不同退化程度的帕金森氏症影像以及提供量化的特异性摄取比值，改善传统评估病况的缺失。在核子医学领域中，组织对于不同放射性药物的吸收程度差异，间接影响了受损区域的判读，当使用者为取得不同器官生理功能失常概况时，需选用适当的专一性放射性药物，并搭配对应的影像分析方法，而本专利技术系针对放射性药物Tc-99m TRODAT-1于纹状体的诊断，建置一对应性临床影像分析方法，该方法不仅可提供影像中脑部纹状体的功能异常数值外，更得以利用系统自动筛选，避免人工圈选的误判，提供临床医疗正确且定量性评估帕金森氏症或多巴胺神经元的受损情形。图1显示了本专利技术定量分析核子医学影像系统，如图1所示，本专利技术的定量分析核子医学影像系统100包含一撷取单元110、一处理单元120、一计算单元130以及一显示单元140。核子医学影像系统100的成像原理是，利用具放射性的同位素所标志的放射药物当追踪剂(Tracer)或探针(Probe)，随着放射药物进到相关器官的细胞组织，经过辐射衰变，放射药物中的同位素会放射出辐射讯号。讯号的多寡与细胞组织所吸收的药物量有关，也就是说讯号的密度与细胞组织的功能有关。依照检查的目的不同，所使用的追踪剂也不同，其中，选择的方式为依追踪剂可以到达的不同的器官或蛋白而不同，此称为专一性功能吸收影像。本专利技术针对脑部造影利用放射性药物，例如Tc-99m TRODAT-1经静脉注入人体约四小时后，该撷取单元110利用一扫描仪(Scanner)进行180度
或360度旋转扫描脑部，将放射出的辐射讯号收集起来，经过适当的影像重组数学公式转换及软件处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定量分析核子医学影像的方法，包括以下步骤：取得一目标影像，其中，所述目标影像包含一放射性药物的脑部影像；利用一仿射线性形变校正所述目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小，使其与一标准脑部模板一致，其中，所述标准脑部模板包含一纹状体于大脑中的相对位置；依据所述标准脑部模板中的纹状体选取对应所述目标影像中的纹状体的范围，并且计算一纹状体的平均像素值；分割所述目标影像中的纹状体，并且根据所述目标影像剩余的像素值计算一背景值；以及依据所述纹状体各部位的平均像素值及该背景值产生一特异性摄取比值。

【技术特征摘要】
2015.03.06 TW 1041071901.一种定量分析核子医学影像的方法，包括以下步骤：取得一目标影像，其中，所述目标影像包含一放射性药物的脑部影像；利用一仿射线性形变校正所述目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小，使其与一标准脑部模板一致，其中，所述标准脑部模板包含一纹状体于大脑中的相对位置；依据所述标准脑部模板中的纹状体选取对应所述目标影像中的纹状体的范围，并且计算一纹状体的平均像素值；分割所述目标影像中的纹状体，并且根据所述目标影像剩余的像素值计算一背景值；以及依据所述纹状体各部位的平均像素值及该背景值产生一特异性摄取比值。2.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中分割所述目标影像中的该纹状体为：将该目标影像中大脑扣除两侧纹状体后，在剩余区域中选取75％强度值的像素值为所述背景值。3.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中所述标准脑部模板包含纹状体的壳核与尾核的相对范围。4.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中所述特异性摄取比值为：将所述平均像素值与所述背景值相减，再除以所述背景值，取得该特异性摄取比值。5.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中所述特异性摄取比值包含一左半脑特异性摄取比值以及一右半脑特异性摄取比值。6.如权利要求5所述的定量分析核子医学影像的方法，还包括将左半
\t脑特异性摄取比值与该右半脑特异性摄取比值相减，取其绝对值再除以左半脑特异性摄取比值与该右半脑特异性摄取比值的数值平均，取得一不对称性索引。7.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中放射性药物为一Tc-99m TRODAT-1。8.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中利用所述特异性摄取比值与所述不对称性索引判断纹状体的萎缩程度。9.如权利要求1所述的定量分析核子医学影像的方法，其中所述目标影像为一扫描影像。10.一种定量分析核子医学影像的系统，包括：一撷取单元，用于取得一目标影像，其中，所述目标影像包含一放射性药物的脑部影像；一处理单元，电连接所述撷取单元，用于利用一仿射线性形变校正所述目标影像的空间坐标轴以及体素形状大小，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东信，杨邦宏，李致贤，官郁翔，
申请(专利权)人：法玛科技顾问股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71