專(zhuān)利名稱(chēng)：用于計(jì)算機(jī)斷層攝影灌注(ctp)成像的動(dòng)態(tài)采集采樣率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下大致涉及灌注成像并且用對(duì)計(jì)算機(jī)斷層攝影灌注(CTP)的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行描述，并且具體而言采用結(jié)合了 CTP掃描的動(dòng)態(tài)采集采樣率。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)斷層攝影灌注(CTP)是一種醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，其用于診斷、表征病變并且潛在地影響患者護(hù)理以及確定治療的結(jié)果。通常，CTP掃描示出了被給予造影劑經(jīng)過(guò)脈管組織例如脈管和器官的運(yùn)送。將靜脈內(nèi)造影劑團(tuán)劑給予患者并且掃描該患者。該造影劑隨著其流經(jīng)脈管組織而使得X射線(xiàn)的密度暫時(shí)增大。掃描包括在多個(gè)間隔上采集數(shù)據(jù)，該多個(gè)間隔覆蓋造影劑經(jīng)由感興趣脈管結(jié)構(gòu)的到達(dá)、攝入和洗出。對(duì)所采集數(shù)據(jù)的分析可以用于基于對(duì)掃描視場(chǎng)中造影劑動(dòng)力學(xué)的觀察來(lái)確定感興趣脈管組織的灌注狀態(tài)。這種分析可包括確定各種灌注相關(guān)信息，例如時(shí)間-衰減曲線(xiàn)、血液流量、血液體積、平均運(yùn)送時(shí)間、以及峰值的時(shí)間。這一信息可以用于識(shí)別缺血組織和/或在不可逆損傷組織(壞死組織，或者缺血中心區(qū))和潛在可逆損傷組織(風(fēng)險(xiǎn)組織，或者缺血半影區(qū))。遺憾的是，患者不僅在造影劑的攝入和洗出期間，并且也在攝入之前被暴露在輻射下，以便建立基線(xiàn)值并且檢測(cè)相對(duì)于基線(xiàn)值的到達(dá)和洗出。此外，典型的檢查涉及在一段時(shí)間上以預(yù)定義的間隔重復(fù)掃描同一位置以觀察造影劑攝入和洗出，因而這種掃描被認(rèn)為是高劑量的并且不適合用于篩選和/或常規(guī)臨床實(shí)踐。另外，典型地需要這種檢查的患者也需要幾個(gè)后續(xù)的CT檢查，這增大了累積輻射劑量。此外，簡(jiǎn)單地減小總采樣率可能潛在地對(duì)前述的定量灌注測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的方面解決了以上提及的問(wèn)題以及其他。根據(jù)一個(gè)方面，一種方法包括在造影增強(qiáng)灌注掃描期間基于在所述掃描期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而在至少兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)采集采樣率之間動(dòng)態(tài)地改變數(shù)據(jù)采集采樣率。根據(jù)另一方面，一種系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器以及基于掃描協(xié)議控制所述掃描器的控制臺(tái)，其中所述控制臺(tái)在造影增強(qiáng)灌注掃描期間基于在所述掃描器期間產(chǎn)生的所述圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而動(dòng)態(tài)地改變掃描的數(shù)據(jù)采集采樣率。根據(jù)另一方面，一種用于優(yōu)化掃描劑量的方法包括在所述掃描的其中感興趣狀態(tài)未被掃描的至少子部分期間降低數(shù)據(jù)采集采樣率。根據(jù)另一方面，一種灌注成像方法包括以第一采樣率采集數(shù)據(jù)直到已經(jīng)確定造影劑的攝入，以及在造影劑攝入期間以大于所述第一采樣率的第二采樣率采集數(shù)據(jù)。


本發(fā)明可采取各種部件和部件布置的形式，以及采取各種步驟和步驟安排的形式。圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且不被解釋為限制本發(fā)明。圖1圖示了成像系統(tǒng)。圖2示出了造影劑的攝入和洗出的示例性曲線(xiàn)圖。圖3圖示了方法。
具體實(shí)施例方式圖1圖示了成像系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器100。該掃描器100包括固定機(jī)架102和由該固定機(jī)架102可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)機(jī)架104。該旋轉(zhuǎn)機(jī)架104圍繞檢查區(qū)域106關(guān)于縱軸或者Z-軸108旋轉(zhuǎn)。例如榻的患者支撐件116支撐檢查區(qū)域106中的患者，并且與旋轉(zhuǎn)機(jī)架1 04的旋轉(zhuǎn)協(xié)同地沿著Z-軸108可移動(dòng)，以便于螺旋的、軸向的、或者其他期望的掃描軌跡。輻射源110，例如X射線(xiàn)管，由旋轉(zhuǎn)機(jī)架104支撐并且隨著該旋轉(zhuǎn)機(jī)架104繞著檢查區(qū)域106旋轉(zhuǎn)。輻射源110發(fā)射通常扇形的、楔形的、或者錐形的橫穿檢查區(qū)域106的輻射。輻射敏感檢測(cè)器陣列112檢測(cè)橫穿檢查區(qū)域106的由輻射源110發(fā)射的光子，并且產(chǎn)生指示所檢測(cè)到輻射的投影數(shù)據(jù)。注射器118被配置為注射或者施予材料例如一種或多種造影劑給將被掃描的對(duì)象(例如，體模)或者受試者，例如人或者動(dòng)物患者?？梢粤硗獾鼗蛘呖蛇x地通過(guò)臨床醫(yī)師等等來(lái)手動(dòng)施予造影劑。當(dāng)手動(dòng)施予造影劑時(shí)，可以省略注射器118。重建器114重建投影數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生指示檢查區(qū)域106的體積圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)評(píng)估器126評(píng)估投影數(shù)據(jù)和/或所重建的圖像數(shù)據(jù)。在圖示的實(shí)施例中，并且如以下更加詳細(xì)描述的，數(shù)據(jù)評(píng)估器126評(píng)估投影和/或圖像數(shù)據(jù)，并且確定在該投影和/或圖像數(shù)據(jù)中表示的感興趣組織中造影劑的存在和/或程度，并且產(chǎn)生指示其的信號(hào)。通用目的計(jì)算系統(tǒng)用作操作者控制臺(tái)120。在控制臺(tái)120中的常駐軟件允許操作者控制系統(tǒng)100的操作，例如通過(guò)允許操作者選擇掃描協(xié)議，如來(lái)自存儲(chǔ)設(shè)備122的動(dòng)態(tài)灌注掃描協(xié)議124，等等。數(shù)據(jù)評(píng)估器126可以是控制臺(tái)120和/或包括計(jì)算機(jī)的其他計(jì)算系統(tǒng)的一部分。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)執(zhí)行動(dòng)態(tài)灌注掃描協(xié)議124時(shí)，控制臺(tái)120基于來(lái)自數(shù)據(jù)評(píng)估器126的信號(hào)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整掃描的數(shù)據(jù)采集采樣率。例如，在造影增強(qiáng)掃描的背景下，控制臺(tái)120在掃描時(shí)可降低數(shù)據(jù)采集采樣率直到造影劑到達(dá)感興趣的組織，然后隨著造影劑正在通過(guò)感興趣的組織在掃描感興趣組織時(shí)增大數(shù)據(jù)采集采樣率。這種控制允許降低總劑量同時(shí)維持?jǐn)z入和/或洗出期間的給定的數(shù)據(jù)采集采樣率。此外，這種控制允許維持給定的劑量同時(shí)增大攝入和/或洗出期間的數(shù)據(jù)采集采樣率。此外，這種控制允許針對(duì)給定劑量?jī)?yōu)化掃描長(zhǎng)度。圖2圖示了造影劑攝入和洗出的示例性曲線(xiàn)200。在圖2中，y-軸202代表在感興趣組織的給定位置處的造影劑量，并且X-軸204代表時(shí)間。在這一例子中，可以基于體素的亨氏單位(HU)值來(lái)確定在給定位置處的造影劑量，該體素代表與感興趣組織的給定位置對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)中的給定位置。在這一例子中，在區(qū)域206期間，在已經(jīng)施予造影劑之后但是在造影劑到達(dá)感興趣組織的給定位置之前，體素值低于預(yù)定的閾值(TH) 208，該閾值208代表在感興趣組織的給定位置處的足夠的造影劑存在。在這一區(qū)域期間的亨氏單位(HU)值代表基線(xiàn)值。雖然曲線(xiàn)200在區(qū)域206中的部分示出為直線(xiàn)，但是該部分歸因于血液流動(dòng)、運(yùn)動(dòng)等等而可能是上下波動(dòng)的。在這一例子中，在時(shí)間(TSA)210處，體素值滿(mǎn)足閾值208，指示在感興趣組織的給定位置處足夠的造影劑存在。在區(qū)域212期間，體素值繼續(xù)上升，指示造影劑的攝入。在時(shí)間(T^t) 214處，體素值到達(dá)峰值HU值。在區(qū)域216期間，體素值下降，指示造影劑洗出。將意識(shí)到的是，對(duì)于給定的采樣率，在掃描期間可以基于用戶(hù)的偏好、默認(rèn)設(shè)置等等來(lái)選擇性地減小或者增大輻射源的輸出。圖3圖示了在CTP掃描期間結(jié)合圖2的造影劑攝入曲線(xiàn)200來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)采集采樣率的頻率的方法。在302，將造影劑施予受試者。在304，以第一數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)掃描受試者?？梢曰趻呙鑵f(xié)議(例如，動(dòng)態(tài)灌注掃描協(xié)議124)或者，通過(guò)系統(tǒng)的操作者手動(dòng)地來(lái)設(shè)置該第一數(shù)據(jù)采集采樣率。在一個(gè)實(shí)例中，第一數(shù)據(jù)采集采樣率是可變的并且隨時(shí)間增大，或者由于其接近于預(yù)定的典型攝入點(diǎn)，因而便于識(shí)別攝入點(diǎn)。以舉例的方式，該掃描開(kāi)始可以第一采樣率在第一持續(xù)時(shí)間進(jìn)行采樣，然后在下一個(gè)持續(xù)時(shí)間以更高的采樣率，并且然后以甚至更高的采樣率直到檢測(cè)到攝入。在本文中也預(yù)期其他的采樣率變化模式。在306，評(píng)估投影和/或圖像數(shù)據(jù)以確定造影劑的閾值水平是否已經(jīng)到達(dá)感興趣組織的給定位置。如在本文中論述的，這可以通過(guò)追蹤亨氏單位值來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以基于掃描協(xié)議，或者通過(guò)系統(tǒng)操作者手動(dòng)地來(lái)設(shè)置該閾值水平。在308，響應(yīng)于造影劑水平到達(dá)閾值水平，將數(shù)據(jù)采集采樣率增大至第二數(shù)據(jù)采集采樣率，該第二數(shù)據(jù)采集采樣率通常大于第一數(shù)據(jù)采集采樣率。可以基于掃描協(xié)議，或者通過(guò)系統(tǒng)操作者手動(dòng)地來(lái)設(shè)置該第二數(shù)據(jù)采集采樣率。也可以和增大的采樣率一起來(lái)增大采樣持續(xù)時(shí)間，這可便于維持或者仍然降低掃描的總劑量，但是提供在重要時(shí)期期間的另外的圖像數(shù)據(jù)。在310，評(píng)估投影和/或圖像數(shù)據(jù)以確定造影劑的峰值水平或者洗出水平是否已經(jīng)到達(dá)感興趣組織的給定位置。同樣，這可以通過(guò)追蹤亨氏單位值來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢曰趻呙鑵f(xié)議，或者通過(guò)系統(tǒng)操作者手動(dòng)地來(lái)設(shè)置洗出水平。在312，響應(yīng)于造影劑水平到達(dá)峰值水平，可以在其后的某個(gè)預(yù)定時(shí)間，可以維持該數(shù)據(jù)采集采樣率，降低至第一數(shù)據(jù)采集采樣率，或者降低至第一和第二數(shù)據(jù)采集采樣率之間的第三數(shù)據(jù)采集采樣率。可以基于掃描協(xié)議，或者通過(guò)系統(tǒng)操作者手動(dòng)地來(lái)設(shè)置該第三數(shù)據(jù)采集采樣率。在另一實(shí)例中，響應(yīng)于造影劑水平到達(dá)峰值水平或者在其后的某個(gè)預(yù)定時(shí)間，掃描終止。在314，利用所采集的數(shù)據(jù)來(lái)確定灌注相關(guān)信息。這種信息可包括，但不限于，血液流量、血液體積、平均運(yùn)送時(shí)間和峰值時(shí)間、灌注圖、和/或圖形示出了灌注狀態(tài)的概要圖。以上可通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀指令的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，該指令當(dāng)被(各)計(jì)算機(jī)處理器運(yùn)行時(shí)，使得(各)處理器執(zhí)行所描述的動(dòng)作。在這 種情況下，該指令被存儲(chǔ)在與相關(guān)計(jì)算機(jī)連接或者另外地可由相關(guān)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。該動(dòng)作不需要與數(shù)據(jù)采集同時(shí)執(zhí)行。在上文中，數(shù)據(jù)采集采樣率是根據(jù)時(shí)間和造影劑攝入曲線(xiàn)。另一方面，期望的數(shù)據(jù)采集階段是根據(jù)其心臟周期和/或(各)呼吸階段。以舉例的方式，結(jié)合心臟應(yīng)用，通過(guò)處于同一生理階段的ECG信號(hào)來(lái)觸發(fā)掃描。在這一實(shí)例中，系統(tǒng)100還包括ECG監(jiān)視器或者可以感測(cè)心臟電活動(dòng)的其他設(shè)備。對(duì)于腹部和肺部應(yīng)用，可基于呼吸信號(hào)來(lái)觸發(fā)掃描。在這一實(shí)例中，系統(tǒng)100還包括呼吸風(fēng)箱，或者諸如此類(lèi)。在本文中已經(jīng)參照各種實(shí)施例來(lái)描述了本發(fā)明。他人當(dāng)閱讀了本文中的描述時(shí)可想到修改和變型。本發(fā)明旨在 被解釋為包括所有的這種修改和變型，只要它們落在所附權(quán)利要求或者其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 在造影增強(qiáng)灌注掃描期間基于在所述掃描期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而在至少兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)采集采樣率之間動(dòng)態(tài)地改變數(shù)據(jù)采集采樣率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 當(dāng)在所述圖像數(shù)據(jù)中不存在預(yù)定的造影劑水平時(shí)以較低的數(shù)據(jù)采集采樣率采集數(shù)據(jù)；以及 在造影劑攝入期間以較高的預(yù)定數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 在造影劑洗出期間以第三預(yù)定數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)。
4.如任意權(quán)利要求2-3所述的方法，還包括: 將來(lái)自所述圖像數(shù)據(jù)的體素值與對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定的造影劑水平的閾值相比較；以及 產(chǎn)生指示所述比較的信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括: 響應(yīng)于所述信號(hào)不滿(mǎn)足所述閾值而確定不存在所述預(yù)定的造影劑水平。
6.如任意權(quán)利要求4-5所述的方法,還包括: 響應(yīng)于所述信號(hào)滿(mǎn)足所述閾值而確定造影劑攝入。
7.如任意權(quán)利要求3-6所述的方法，其中，相對(duì)于僅以所述較高采樣率采集所述數(shù)據(jù)，所述掃描的輻射劑量降低。
8.如任意權(quán)利要求3-6所述的方法，其中，對(duì)于給定的采樣率，在所述掃描期間基于用戶(hù)偏好而選擇性地降低或者提高X射線(xiàn)源的輸出。
9.如任意權(quán)利要求2-8所述的方法，其中，所述第一數(shù)據(jù)采集采樣率或者第二數(shù)據(jù)采集采樣率中的至少一個(gè)是基于掃描協(xié)議的。
10.如任意權(quán)利要求2-8所述的方法，其中，基于指示用戶(hù)輸入的信號(hào)來(lái)確定所述第一數(shù)據(jù)采集采樣率或者第二數(shù)據(jù)采集采樣率中的至少一個(gè)。
11.如任意權(quán)利要求1-10所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)采集采樣率是基于時(shí)間動(dòng)態(tài)改變的。
12.如任意權(quán)利要求1-10所述的方法，其中，期望的采集階段是根據(jù)感興趣的心臟階段，并且還包括響應(yīng)于檢測(cè)到所述感興趣的心臟階段而以所述較高的預(yù)定數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)。
13.如任意權(quán)利要求1-10所述的方法，其中，期望的采集階段是根據(jù)感興趣的呼吸階段，并且還包括響應(yīng)于檢測(cè)到所述感興趣的呼吸階段而以所述較高的預(yù)定數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)。
14.一種系統(tǒng)(100),包括: 計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器；以及 基于掃描協(xié)議控制所述掃描器的控制臺(tái)(120)，其中，所述控制臺(tái)在造影增強(qiáng)灌注掃描期間基于在所述掃描期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而動(dòng)態(tài)地改變掃描器的數(shù)據(jù)采集采樣率。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括: 數(shù)據(jù)評(píng)估器(126)，其確定所述圖像數(shù)據(jù)中的所述造影劑水平是否指示基本上無(wú)造影齊U、造影劑攝入或者造影劑洗出。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述控制臺(tái)控制所述掃描器以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)評(píng)估器確定在所述圖像數(shù)據(jù)中的所述造影劑水平指示無(wú)造影劑而以第一數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)。
17.如任意權(quán)利要求15-16所述的系統(tǒng)，其中，所述控制臺(tái)控制所述掃描器以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)評(píng)估器確定在所述圖像數(shù)據(jù)中的所述造影劑水平指示造影劑攝入而以第二數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)，并且所述第二數(shù)據(jù)采集采樣率大于所述第一數(shù)據(jù)采集采樣率。
18.如任意權(quán)利要求15-17所述的系統(tǒng)，其中，所述控制臺(tái)控制所述掃描器以響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)評(píng)估器確定在所述圖像數(shù)據(jù)中的所述造影劑水平指示造影劑洗出而以第三數(shù)據(jù)采集采樣率來(lái)采集數(shù)據(jù)，其中，第三數(shù)據(jù)采集采樣率是以下之一:等于或者小于所述第二數(shù)據(jù)米集米樣率。
19.如任意權(quán)利要求15-17所述的系統(tǒng)，其中，所述掃描器的采集階段對(duì)應(yīng)于以下之一:感興趣的心臟階段或者感興趣的呼吸階段。
20.—種用于優(yōu)化掃描劑量的方法,包括: 在掃描的其中感興趣狀態(tài)未被掃描的至少子部分期間降低數(shù)據(jù)采集采樣率。
21.一種灌注成像方法，包括: 以第一采樣率采集數(shù)據(jù)直到已經(jīng)確定造影劑攝入；以及 在造影劑攝入期間以大于所述第一采樣率的第二采樣率采集數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括: 在造影劑洗出期間以第三采樣率采集數(shù)據(jù)，其中，所述第三采樣率小于所述第二采樣率。
23.如任意權(quán)利要求21-22所述的方法，還包括: 結(jié)合所述采樣率來(lái)改變掃描劑量。
24.如任意權(quán)利要求21-23所述的方法，其中，所述第一采樣率是可變的，并且隨著時(shí)間增大直到已經(jīng)確定所述造影劑攝入。
25.如任意權(quán)利要求21-24所述的方法，還包括: 與增大所述采樣率一起來(lái)增大采樣持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
一種方法包括在造影增強(qiáng)灌注掃描期間，基于在所述掃描期間產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而在至少兩個(gè)數(shù)據(jù)采集采樣率之間動(dòng)態(tài)地改變數(shù)據(jù)采集采樣率。一種系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器以及基于掃描協(xié)議控制所述掃描器的控制臺(tái)，其中所述控制臺(tái)在造影增強(qiáng)灌注掃描期間基于在所述掃描期間產(chǎn)生的所述圖像數(shù)據(jù)中的造影劑水平而動(dòng)態(tài)地改變掃描器的數(shù)據(jù)采集采樣率。一種用于優(yōu)化掃描劑量的方法包括在所述掃描的其中感興趣狀態(tài)未被掃描的至少子部分期間降低數(shù)據(jù)采集采樣率。
文檔編號(hào)A61B6/00GK103179904SQ201180050573
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
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