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TWI611795B - 多針孔單光子ｓｐｅｃｔ心肌血流絕對定量方法與用途 - Google Patents

多針孔單光子ｓｐｅｃｔ心肌血流絕對定量方法與用途 Download PDF

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TWI611795B
TWI611795B TW105122605A TW105122605A TWI611795B TW I611795 B TWI611795 B TW I611795B TW 105122605 A TW105122605 A TW 105122605A TW 105122605 A TW105122605 A TW 105122605A TW I611795 B TWI611795 B TW I611795B
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許百靈
Bailing Hsu
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許百靈
Bailing Hsu
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Abstract

本發明是關於一種核醫學心臟圖像的定量技術，特別是關於一種多針孔SPECT或SPECT/CT的動態圖像定量重建與心肌血流絕對定量測量的技術方法，以及該技術方法在心肌血流狀態評估方面的用途。具體實施步驟包括：核素物理衰變校正步驟、掃描中患者移動校正步驟、散射校正步驟、幾何扭曲校正步驟、數據截斷補償步驟、組織衰減校正步驟、雜訊去除步驟、像素值轉換步驟、心肌血流定量計算步驟、血流狀態評估步驟。經本發明中的技術手段，可產生定量的多針孔動態SPECT心臟圖像，並可通過定量的多針孔動態圖像進行心肌血流絕對定量的計算，從而對心肌血流進行定量測量，同時以靜息血流、負荷血流與血流儲備等三項指標建立血流狀態圖，並實際應用於評估心肌血流的狀態，解決了利用多針孔SPECT和SPECT/CT動態顯像進行心肌血流定量測量的難題，並能夠使該技術方法用於心肌血流狀態的評估。

Description

多針孔單光子SPECT心肌血流絕對定量方法與用途
本發明是關於一種核醫學心臟圖像的定量重建與心肌血流絕對定量的技術方法，特別是關於一種多針孔(multi-pinhole)單光子發射型電腦斷層顯像(single photon emission computed tomography，SPECT)或多針孔單光子發射型電腦斷層顯像/X線電腦斷層成像(SPECT/CT)的動態心臟圖像處理技術，可對於核醫學多針孔單光子心臟動態顯像的動態圖像進行定量重建，並對心肌血流量進行絕對定量測量，以及此技術方法在心肌血流評估方面的用途。
在我國，心臟病是國人第二號殺手，根據衛生福利部統計，心臟病在民國103年奪走19,400條寶貴的性命，平均每27分鐘就有1人死於心臟病。臨床上，核醫學SPECT心肌灌注顯像已被接受為一項能夠有效檢查心血管病的無創檢查工具，但由於心肌灌注圖像所採用方法學本身的限制，傳統的心肌灌注顯像只夠提供定性的圖像判讀，並無法進行與正電子(positron emission tomography，PET)等同的心肌血流定量測量，因此嚴重局限核醫學SPECT對心血管病檢查準確性的提升。近年來新 型多針孔准直器與新型CZT(Cadmium zinc telluride)半導體SPECT相機的發明，包括：NaI(Tl)晶體的傳統SPECT相機配置新型多針孔准直器或新型CZT SPECT半導體相機採用多針孔准直器，其心臟顯像方法學比傳統平行孔准直器的SPECT相機具備多項優勢，包括：1)心臟顯像時探頭位置為固定，SPECT探頭不需以患者為中心轉動即可進行顯像，因此可增加光子偵測的效能與穩定性；2)多針孔SPECT易於進行動態SPECT數據的採集，對於心臟顯像藥物在心臟的動態分佈，可提供動態數據，以進行心肌血流絕對定量測量。然而由於多針孔SPECT相機的顯像物理環境較複雜，使得動態SPECT數據受到物理干擾(包括：光子衰減、光子散射、准直器模糊、圖像雜訊、幾何扭曲與數據截斷)，因此無法進一步產生動態的定量圖像以進行與正電子等同的心肌血流絕對定量測量。雖然多針孔SPECT相機雖然具備動態SPECT數據獲取的優勢，但實際上，其臨床應用與傳統平行孔准直器SPECT並無太大差異。多項物理干擾限制了多針孔SPECT相機的實際應用價值，並對於推廣應用發展產生嚴重的阻礙。
鑒於此，有需要發展一種多針孔SPECT動態圖像的定量重建與心肌血流絕對定量的技術方法，以實現與PET等同的心肌血流量的絕對測定，並能將心肌血流絕對定量實際用於心肌血流狀態的評估。
本發明的目的是提供一種多針孔SPECT或SPECT/CT的圖像定量重建與心肌血流絕對定量的技術方法，以克服現有多針孔SPECT和SPECT/CT的心臟顯像技術只能定性而無法絕 對定量的缺陷，並將這一新技術應用心肌血流狀態的評估。
本發明所採用的技術手段為一種多針孔SPECT或SPECT/CT圖像定量重建技術，能夠去除動態SPECT圖像中的各項物理干擾，以獲得與PET等同的定量圖像(像素值單位：Bq/ml)，通過與PET等同方法學進行心肌血流的絕對定量計算，並進一步將心肌血流定量應用於心肌血流狀態的評估。新技術方法共包含：(1)99mTc核素物理衰變校正步驟：針對配備多針孔准直器的SPECT或SPECT/CT設備，根據動態SPECT採集的時間點進行物理衰減(isotope decay)校正；(2)掃描中(intra-scan)患者移動校正步驟：包括重建後的用動態SPECT圖像，對圖像中的心臟位置進行分析，進而取得各時間點因患者移動所導致心臟位移的向量，從而校正掃描中患者移動；(3)散射校正步驟：利用散射能窗，對圖像中的散射(scatter)分量進行計算，並減去散射分量圖像而得到散射校正圖像；(4)組織衰減校正步驟，利用轉換CT圖像產生組織衰減圖像，通過組織衰減圖像建立組織衰減矩陣，以迭代法重建去除SPECT圖像因身體組織衰減所造成心臟對於藥物攝取活度的低估；(5)圖像空間解析度恢復步驟：利用針孔准直器的幾何位置與孔徑幾何尺寸，通過投射估算因針孔成像所導致的圖像模糊程度而建立點擴散函數矩陣，並將點擴散函數矩陣用於迭代圖像重建而重新恢復空間解析度；(6)雜訊去除步驟：通過分析(analytic)或小波(wavelet)濾波器用於迭代圖像重建中，以去除圖像中的雜訊；(7)幾何扭曲(geometry distortion)校正步驟：在迭代圖像重建過程中，利用探頭的幾何位置，通過由平移與座標轉換運算，以正確投射與反投射斜向光子通過針孔的位置，從而去除 因斜向射入所導致的圖像幾何扭曲；(8)數據截斷(truncation)補償步驟：在迭代圖像重建過程中，於前投射(forward-projection)步驟估算被截斷區域的投射圖像，並以截斷區域的圖像對接原始數據以擴大原始圖像與重建圖像的視野範圍，從而校正數據截斷所導致的數據截斷偽影(artifact)；(9)像素值轉換步驟：通過對稱幾何假體實驗，獲得像素值與絕對99mTc活度濃度的線性關係，進而轉換像素值為據物理意義的單位(Bq/ml)，從而獲得定量SPECT圖像與PET圖像格式等同；(10)心肌血流定量計算步驟：通過定量SPECT圖像獲得血池活度曲線與心肌活度曲線，經過生理數學模型對曲線進行線性吻合，從而獲得血流相關的動力學參數，並經由心臟顯像藥物的攝取分率(extraction fraction)進行轉換，從而獲得絕對血流值；(11)血流狀態評估步驟：通過負荷血流(stress flow)、靜息血流(rest flow)與血流儲備(reserve)等三項指標建立血流狀態圖，並實際應用於血流狀態的評估。
圖1顯示依據本發明實施以自動校正掃描中患者移動的流程圖包括：動態SPECT重建圖像2；以心臟為中心，將圖像從直角坐標(x,y,z)轉換至球座標(r,θ,φ)4；找出心臟中線後，找出心臟內外的邊界6；將心臟邊界轉回直角坐標，並以橢球近似8；比對各時間點血池或心臟圖像與基準時間點心臟圖像的最大關聯性，從而獲得各時間點的移動校正向量，並應用於移動校正而獲得移動校正後的SPECT圖像10。
圖2顯示依據本發明實施以在迭代圖像重建中校正幾何扭曲的流程圖與校正前後的圖像，包括：多針孔SPECT成像包括正向針孔與斜向針孔12；於前投射步驟，從重建圖像向針孔投射正向射線，並經由平移與座標轉換，將正向射線轉換為斜向射線14；於反投射更新步驟，從探頭向針孔投射正向射線，並經由針孔平移與座標轉換，將正向射線轉換為斜向射線16；幾何扭曲校正前圖像18；經由幾何扭曲校正後圖像20。
圖3顯示依據本發明實施以在迭代圖像重建中補償數據截斷的流程圖與與校正前後的圖像，包括：使用原始投射圖像22；擴大重建圖像視野24；於反覆運算重建中，以擴大視野投射圖像的截斷區域對接原始投影圖像，從而產生擴大視野的原始圖像26；以擴大視野的原始圖像作為輸入進行圖像重建，並再次產生擴大視野投射圖像；以收斂的擴大視野原始圖像進行重建以，校正資料截斷所導致的偽影；數據截斷校正前的圖像28；數據截斷校正後的圖像30。
圖4顯示依據本發明實施以顯示產生組織衰減矩陣的流程圖。
圖5A顯示本發明實施中，無校正時的圖像。
圖5B顯示本發明實施中，經雜訊去除的圖像。
圖5C顯示本發明實施中，經雜訊去除、幾何扭曲校正的圖像。
圖5D顯示本發明實施中，經雜訊去除、幾何扭曲校正、數據截斷補償的圖像。
圖5E顯示本發明實施中，經雜訊去除、掃描中患者移動校正、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正的圖像。
圖5F顯示本發明實施中，經雜訊去除、掃描中患者移動校正、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正、散射校正的圖 像。
圖5G顯示本發明實施中，經雜訊去除、掃描中患者移動校正、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正、散射校正、空間解析度校正、核素物理衰變校正的圖像。
圖5H顯示本發明實施中，圖5A至圖5H所對應的血池與心肌的像素值，其中圖5H的圖元單位為Bq/ml。
圖6顯示依據本發明實施以定量多針孔動態SPECT圖像所獲得的血池活度曲線與心肌活度曲線。
圖7顯示依據本發明實施得到經由負荷血流、靜息血流與血流儲備所建立的血流狀態圖。
圖8顯示依據本發明實施得到一例證的血流狀態圖顯示前降支區域的血流狀態包括橙色與紅色，左迴旋支區域的血流狀態呈現橙色，右冠支區域的血流狀態呈現橙色與紅色；整體心肌血流狀態的比例為紅色(13.64%)與橙色(86.36%)所組成。
圖9顯示依據本發明實施得到另一例證的血流狀態圖顯示前降支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色、橙色與紅色，左迴旋支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色、橙色與紅色；右冠區域的血流狀態包括左迴旋支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色與橙色；整體心肌血流狀態的比例為紅色(6.84%)、橙色(46.78%)、黃色(20.77%)、綠色(8.41%)與藍色(17.20%)。
本發明的目的是提供一種多針孔SPECT或SPECT/CT圖像定量重建與心肌血流絕對定量的技術方法，並將這一新技 術方法應用心肌血流狀態的評估。完整校正步驟為獲得定量SPECT圖像與進行心肌血流絕對定量必要條件，同時完整校正步驟也能夠對圖像品質進行提升。
首先，核素物理衰減校正步驟：針對配備多針孔准直器的SPECT或SPECT/CT設備，根據動態SPECT採集的開始時間點、採集時間長度與99mTc核素的半衰期，以指數衰變模組(exponential decay model)計算各個動態時間點的核素衰減校正係數，從而重新校正原始投影圖像中應具備的放射性計數。
掃描中患者移動校正步驟：校正掃描中的患者移動(Intra-scan patient motion)為動態SPECT數據獲取時，患者因呼吸幅度過大或身體移動所導致心臟位置改變，因而影響圖像定量與心肌血流定量的準確性，掃描中患者移動校正將患者的動態數據進行重建後產生動態SPECT圖像，將各個動態時間點的動態SPECT圖像，以心臟中心為原點，將圖像從直角坐標轉換至球座標，前期血池圖像以射線追蹤方式(ray tracing)找到血池的邊界，後期心臟圖像同樣以射線追蹤方式找到心臟的中線位置，並且計算中線至心臟邊界的距離，從而獲得心肌邊界，並將血池與心肌邊界從球座標轉回直角坐標，並以橢球或其他類似心臟幾何形狀近似，以最後一個動態時間點的心肌位置為基準，移動並計算前期血池位置與基準心肌位置的最大關聯性，從而獲得校正前期患者移動的向量，移動並計算後期心臟位置與基準心臟位置的最大關聯性，從而獲得自動校正後期患者移動的向量，圖1表示自動校正掃描中患者移動的流程圖。
散射校正步驟：散射為主峰光子到達探頭前，因經過身體組織所導致的散射，散射可導致重建圖像中對於心臟攝取與 心臟以外其他部位活度的高估，散射利用主峰能窗(140±10% keV或126-154keV)的原始圖像與散射能窗(118±12% keV或110-125keV)的散射圖像，通過散射分量與主峰能窗的三角形近似關係估算原始圖像中的散射分量，並從原始圖像減去散射分量從而進行散射校正。
幾何扭曲校正步驟：根據各個針孔與探頭對應重建圖像中心的幾何位置，在迭代圖像重建過程中，於前投射步驟時以射線投射從重建圖像穿透針孔至各個探頭，先將所有射線投射至正向面重建圖像，再針對斜向探頭應具備的實際角度與位置，以平移與座標轉換運算將正向射線轉換至斜向射線，以定位斜向射線在探頭上的正確位置；同樣地，於反投射步驟時，先將射線正向投射面對所有探頭，再依據斜探頭與針孔斜向面對重建圖像應具備的實際角度與位置，將正向反投射射線以平移與座標轉換運算將正向反投射射線轉換至斜向反投射射線，以定位斜向反投射射線在重建圖像上正確位置，經由前投射與反投射圖像更新步驟的射線平移與座標轉換運算獲得射線應有的正確投射位置，從而校正因斜向射線不正確位置所導致重建圖像的幾何扭曲。圖2顯示迭代運算圖像重建中校正幾何扭曲的流程圖。
數據截斷補償步驟：由於針孔成像的特性為圖像視野較小，針孔除了能夠將心臟部位涵括於視野中，其他臟器的攝取如肺臟、肝臟與腸道攝取，往往只有部份進入針孔或排除於針孔之外而導致數據截斷，使得非心臟臟器在各角度的針孔成像的計數不一致(inconsistency)，從而在圖像周邊造成偽影，當偽影靠近心臟時可影響心臟圖像的準確性。在迭代圖像重建過程 中，先將重建圖像的視野範圍擴大，再從擴大重建圖像投射至探頭估算原始投射圖像視野被截斷的區域，於各次前投步驟時，先投射擴大視野的重建圖像投射，以獲得擴大視野的投射圖像，並以投射圖像中截斷區域的計數對接原始圖像以擴充原始圖像的視野範圍，經過迭代過程，以擴充視野的原始圖像擴大重建圖像的範圍達到收斂而補償數據截斷所導致的偽影。圖3顯示迭代圖像重建中補償數據截斷的流程圖。
組織衰減校正步驟：通過CT圖像所產生組織衰減圖像對應針孔的探頭位置，以指數模型(exponential model)與線積分(linear integration)計算每個重建圖像像素單元對應針孔射向探頭的衰減值從而創建一個組織衰減矩陣，並在迭代重建中使用組織衰減矩陣校正組織衰減所造成心臟對於藥物攝取活度與心臟以外其他部位的活度低估，其中組織衰減矩陣以4個參數(x、y、z、θ)記錄每條對應線的光子衰減的幅度，圖4顯示產生組織衰減矩陣的流程圖。如上述，組織衰減校正前需完成CT與SPECT的準確對位，以提高組織衰減校正的準確性。
圖像空間解析度恢復步驟：針對各個針孔孔徑的幾何尺寸與對應圖像中心的幾何位置，將針孔視為一個圓盤或幾何對秤的形狀，根據從探頭穿透針孔至重建圖像的每條射線中心，依據射線軌跡計算重建圖像的像素與針孔的距離，並依據針孔立體角計算隨距離擴散的所涵蓋的範圍與面積，從而計算每條單一射線與針孔圓盤距離相關的擴散函數矩陣，並將擴散函數矩陣用於迭代圖像重建中而重新恢復針孔成像的空間解析度。
雜訊去除步驟：將分析(analytic)或小波(wavelet)濾波器予植入迭代集成重建，以去除圖像中的雜訊。圖像的雜訊利用 等效分析濾波器(equivalent analytic filter)在迭代重建中比對濾波後的原始圖像和前投射圖像的步驟中而予以過濾雜訊。作為替代性方案，原始圖像與前投射圖像的雜訊亦可在迭代重建過程中使用小波濾波器，同樣在迭代重建中在比對濾波後的原始圖像和前投射圖像的步驟中而予以過濾雜訊，其中小波濾波器以固定模式(stationary mode)對圖像進行基底展開，在不同階層(order)的展開係數直方圖(histogram)中再以固定窗寬排除高頻的展開係數，並使用分析函數對展開係數進行過濾，之後再進行圖像重組。
像素值轉換步驟：通過上述的各項圖像物理校正與對稱幾何假體實驗，將假體填入已知99mTc活度濃度，在99mTc衰變過程經過多次數據採集與圖像重建，經過數據分析，獲得像素值與絕對99mTc活度濃度的線性關係，進而轉換像素值為據物理意義的單位(Bq/ml)，從而獲得定量的SPECT圖像。圖5A至圖5G分別表示物理校正對於重建圖像與像素值的影響；患者未經物理校正的圖像(圖5A)，顯示圖像雜訊高與心臟圖像的扭曲；經雜訊去除的圖像(圖5B)，顯示有效去除圖像雜訊，對應像素值測量圖(圖5H)顯示未明顯改變血池與心肌的像素值；經雜訊去除、幾何扭曲校正的圖像(圖5C)，顯示有效去除心臟圖像的幾何扭曲，且心肌像素值上升與血池像素值下降；經雜訊去除、幾何扭曲校正、數據截斷補償的圖像(圖5D)，顯示進一步有效去除數據截斷所導致的圖像偽影，因而降低血池的像素值；經雜訊去除、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正的圖像(圖5E)，顯示心臟圖像較均勻，且提升心肌與血池的像素值為數倍，從而校正組織衰減所導致對於心肌攝取 值與血池活度的低估；經雜訊去除、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正、散射校正的圖像(圖5F)，顯示圖像對比度進一步提高，且降低因散射所導致心肌與血池活度的高估；經雜訊去除、幾何扭曲校正、數據截斷補償、組織衰減校正、散射校正、空間解析度校正、核素物理衰變校正的圖像(圖5G)，顯示圖像對比度與解析度獲得進一步提高，且整體圖像品質獲得明顯改善，更重要的是圖像從非定量格式轉換為定量格式(像素值單位：Bq/ml)，獲得血池活度為2274Bq/ml，心肌攝取活度為10475Bq/ml。
心肌血流定量計算步驟：以多針孔動態SPECT數據，通過上述的各項物理校正進行影像處理獲得定量的多針孔動態SPECT圖像，並在定量動態SPECT圖像進一步在血池與心肌部位進行動態的活度測量以Bq/ml單位表示，從而獲得血池活度曲線與心肌活度曲線，再經過單腔室的生理數學模型對曲線進行線性吻合，從而獲得K1(單位：ml/min/g)、k2(單位：ml/min)與k3(單位：ml/min)等三項動力學參數，由K1得知藥物進入心肌細胞的速率，並經由99mTc標記顯像藥物的攝取分率對K1進行轉換，從而獲得絕對血流值，由k2獲得顯像藥物出心肌細胞的速率，由k3得知顯像藥物與心肌細胞作用的速率，圖6顯示由定量多針孔動態SPECT圖像所獲得的血池活度曲線與心肌活度曲線。
血流狀態評估步驟：通過定量的多針孔動態SPECT圖像進行心肌血流絕對定量，經由實際對人體進行血流定量測量，獲得負荷血流(stress flow)(單位：ml/min/g)、靜息血流(rest flow)(單位：ml/min/g)與血流儲備(myocardial flow reserve)等三 項指標，並由一組人群建立由不同顏色所表示的血流狀態圖，同時應用於標示血流狀態，從而對血流狀態進行評估。圖7顯示經由負荷血流、靜息血流與血流儲備所建立的血流狀態圖，血流狀態依血流高低以紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、灰色與黑色進行標示。
例證一
圖8顯示一63歲女性無任何心血管病危險因數，通過本技術方法進行多針孔動態SPECT圖像定量重建、心肌血流絕對定量與與血流狀態評估，所獲得在整體心肌(LV)和前降支(LAD)、左迴旋支(LCX)與右冠(RCA)區域的靜息血流分別為1.24ml/min/g、1.06ml/min/g、0.97ml/min/g與1.76ml/min/g；負荷血流分別為2.21ml/min/g、2.20ml/min/g、1.96ml/min/g與2.47ml/min/g；血流儲備值分別為2.03、2.37、2.17與1.42；對應血流狀態圖顯示前降支區域的血流狀態包括橙色與紅色，左迴旋支區域的血流狀態呈現橙色，右冠支區域的血流狀態呈現橙色與紅色；整體心肌血流狀態的比例為紅色(13.64%)與橙色(86.36%)所組成。
例證二
圖9顯示一58歲男性患有心血管病的臨床患者，同樣通過本技術方法進行多針孔動態SPECT圖像定量重建、心肌血流絕對定量與血流狀態評估，所獲得在整體心肌和前降支(LAD)、左迴旋支(LCX)與右冠(RCA)區域的靜息血流分別為0.98ml/min/g、0.78ml/min/g、0.80ml/min/g與1.15ml/min/g；負荷血流分別為1.70ml/min/g、1.67ml/min/g、1.50ml/min/g與1.94ml/min/g；血流儲備值分別為2.01、2.28、1.97與1.69；對應血 流狀態圖顯示前降支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色、橙色與紅色，左迴旋支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色、橙色與紅色；右冠區域的血流狀態包括左迴旋支區域的血流狀態包括藍色、綠色、黃色與橙色；整體心肌血流狀態的比例為紅色(6.84%)、橙色(46.78%)、黃色(20.77%)、綠色(8.41%)與藍色(17.20%)。由以上兩例證顯示本發明所採用的技術方法可進行多針孔動態SPECT圖像的定量重建，並可進行心肌血流絕對定量與應用於評估心肌血流的高低狀態。

Claims (9)

  1. 一種核醫學心臟圖像的定量方法，特別是關於一種配備多針孔準直器SPECT或SPECT/CT的動態圖像(多針孔SPECT動態圖像)的定量重建與心肌血流絕對定量測量的方法，以及該方法在心肌血流狀態評估方面的用途，圖像定量重建去除物理因素對於該多針孔動態SPECT圖像的干擾，獲得在血池與心肌的時間活度曲線，其放射活度濃度以單位Bq/ml表示；使用血池與心肌活度曲線進行心肌血流絕對定量計算，並通過靜息血流、負荷血流與血流儲備等三項指標建立血流狀態圖；並實際應用本發明的方法於評估心肌血流狀態為本發明的用途，本發明的方法包含：多針孔SPECT動態圖像的核素物理衰變校正步驟，根據該多針孔SPECT動態圖像採集的開始時間點、採集時間長度與99mTc核素的半衰期，計算各個動態時間點的核素衰減校正係數，從而重新校正原始投影圖像中應具備的放射性計數；多針孔SPECT動態圖像的掃描中患者移動校正步驟，通過各個動態時間點的該多針孔SPECT動態圖像，以心臟中心為原點，經由一座標轉換、一線追蹤和一幾何形狀近似找出一前期血池位置與一心肌的邊界，以該心肌邊界為基準，利用該前期血池位置與該基準心肌位置兩者之間的最大關聯性，獲得校正患者移動的向量而校正掃描中患者移動；多針孔SPECT動態圖像的散射校正步驟，利用散射能窗對該動態SPECT圖像中的散射分量進行計算，並減去該多針孔SPECT動態圖像中的散射分量而得到散射校正圖像；多針孔SPECT動態圖像的幾何扭曲校正步驟，根據各個針孔與探頭對應重建圖像中心的幾何位置，在迭代重建中，經由前投射與反 投射步驟，對兩種正向射線進行平移與座標轉換運算，以確立斜向射線在探頭與重建圖像的正確位置，從而校正因斜向射線所導致重建圖像的的幾何扭曲；多針孔SPECT動態圖像的數據截斷補償步驟，在迭代圖像重建過程中，通過重建圖像的視野範圍擴大與投射步驟估算原始投射圖像被截斷區域，並以重建圖像所投射圖像中的截斷區域計數對接原始圖像以擴充原始圖像的視野範圍，經過迭代過程，以擴充視野範圍的原始圖像為輸入擴大重建圖像的範圍達到收斂從而補償該數據截斷所導致的偽影；多針孔SPECT動態圖像的組織衰減圖像產生步驟，通過CT圖像轉換為組織衰減圖，以針孔射向探頭計算每條射線的衰減值而創建一個組織衰減矩陣，並在迭代重建中使用該組織衰減矩陣校正組織衰減所造成心臟對於藥物攝取活度與心臟以外其他部位的活度的低估，從而校正圖像中的組織衰減；多針孔SPECT動態圖像的圖像空間解析度恢復步驟，根據從各探頭穿透各針孔至重建圖像的射線，依據該射線軌跡計算重建圖像的像素與針孔的距離，並依據該距離建立擴散函數矩陣，並將該擴散函數矩陣用於迭代圖像重建中而重新恢復針孔成像的空間解析度；多針孔SPECT動態圖像的雜訊去除步驟，通過分析或小波濾波器用於迭代圖像重建中，以去除該動態SPECT圖像中的雜訊；多針孔SPECT動態圖像的像素值轉換步驟，通過由上述的物理校正步驟，將假體填入已知99mTc活度濃度，在99mTc衰變過程經過多次數據獲取與圖像重建，經過多個衰變濃度與重建圖像的數據進行數據分析，獲得像素值與絕對99mTc活度濃度的線性關係，進而轉換該像素值為據物理意義的單位(Bq/ml)，從而獲得定量的SPECT圖 像；多針孔SPECT動態圖像的心肌血流定量計算步驟：在定量多針孔動態SPECT圖像進一步在血池與心肌部位進行動態的活度測量，從而獲得血池活度曲線與心肌活度曲線，再經過單腔室的生理數學模型對曲線進行線性吻合，從而獲得K1(單位：ml/min/g)、k2(單位：ml/min)與k3(單位：ml/min)等三項動力學參數，由K1得知藥物進入心肌細胞的速率，並經由99mTc標記顯像藥物的攝取分率對K1進行轉換從而獲得絕對血流值，由k2獲得顯像藥物的心肌細胞速率，由k3得知顯像藥物與心肌細胞作用的速率；多針孔SPECT動態圖像的血流狀態評估步驟：以負荷血流、靜息血流與血流儲備等三項指標建立由不同顏色所表示的血流狀態圖，同時應用於標示血流狀態，從而對血流狀態進行評估。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的掃描中患者移動校正步驟，該座標轉換將心臟圖像從直角坐標轉換至球座標，與將心肌邊界從球座標轉回直角坐標；該幾何形狀近似以橢球或其他類似心臟幾何的進行近似；該最大關聯性為該前期血池位置與該基準心肌位置的最大關聯性。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的幾何扭曲校正步驟，前投射與反投射步驟需將射線經過針孔取得正向面對重建圖像的正向投射射線與正向面對探頭的反投射射線，再經過平移與座標轉換運算，將该正向投射射線與正向反投射射線轉換為斜向投射射線與斜向反投射射線，從 而確立斜向投射射線在探頭與斜向反投射線在重建圖像的正確位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的組織衰減校正步驟，借助CT組織衰減圖像獲得SPECT圖像中每個像素單元的140keV衰減係數，再通過動態SPECT圖像對應針孔探頭的位置，以指數模型與線積分計算每個像素單元對應探頭的衰減值從而創建一個衰減矩陣。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的圖像空間解析度恢復步驟，將針孔視為一個圓盤或幾何對秤的形狀，根據從探頭穿透針孔至重建圖像的每條射線中心，依據射線軌跡計算重建圖像的像素與針孔的距離，並依據該針孔立體角計算隨距離擴散所涵蓋的範圍與面積，從而計算每條單一射線與該針孔圓盤距離相關的擴散函數矩陣。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的雜訊去除步驟，將分析或小波濾波器予植入迭代集成重建，以去除該動態SPECT圖像中的雜訊，利用等效分析濾波器在迭代重建中比對濾波後的原始圖像和前投射圖像的步驟中而予以過濾雜訊，其中小波濾波器以固定模式對該動態SPECT圖像進行基底展開，在不同階層的展開係數長條圖中再以固定窗寬排 除高頻的展開係數，並使用分析函數對展開係數進行過濾，之後再進行圖像重組，以去除圖像雜訊。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的心肌血流定量計算步驟，需要使用經過申請專利範圍第1項中的物理校正步驟獲得的定量多針孔動態SPECT圖像，以對血池與心肌部位進行動態的活度測量。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，其中該多針孔SPECT動態圖像的血流狀態評估步驟，需先通過定量的多針孔動態SPECT圖像進行心肌血流絕對定量，並實際對人體進行心肌血流定量測量，再由一組人群建立由不同顏色所表示的血流狀態圖。
  9. 如申請專利範圍第1-8項所述之核醫學心臟圖像的定量方法，針對多針孔SPECT或SPECT/CT的動態圖像定量重建和心肌血流絕對定量測量的方法與心肌血流狀態評估方面的用途可適用於任何一種99mTc標記心臟顯像藥物的多針孔SPECT或SPECT/CT動態顯像。
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