專利名稱：可能的灌注缺陷的確定的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在檢查對象的定義的被供血的組織區(qū)域內根據至少一個包括該組織區(qū)域的高能量圖像數據組和至少一個包括該組織區(qū)域的低能量圖像數據組確定可能的灌注缺陷的方法。所謂“灌注缺陷”這里應該理解為檢查對象的被供血的組織區(qū)域的一個分組織區(qū)域，其由于病理的原因也就是說具有病變而不被供血或者不足夠被供血。此外本發(fā)明涉及一種用于確定可能的灌注缺陷的圖像分析裝置以及具有這樣的圖像分析裝置的計算機斷層造影系統(tǒng)。
背景技術：
在許多心臟病的課題中，通過醫(yī)療技術的成像方法得到的心肌供血的位置分辨的顯示是用于診斷檢查的重要的工具。一個典型的應用例是在冠狀動脈中狹窄部位的持續(xù)的作用檢查，該狹窄部位例如事先在心臟病的計算機斷層造影檢查中已經確定。為能夠正確地估計病人的預后，對于這樣的狹窄部位檢查其血液動力學的相關性是有意義的。這里必須搞清這樣的問題，在靜止或者負重的狀態(tài)下通過某個狹窄部位是否減少了心肌的供血并且心肌由此供血不足，或者是否尚有足夠的供血。通常當前用于檢查心肌供血的這樣的灌注測量借助磁共振斷層造影方法(所謂的“MR灌注檢查”)或者借助核醫(yī)療技術例如SPECT執(zhí)行。然而MR灌注檢查僅在專門的中心內可用，此外非常復雜和昂貴。核醫(yī)療技術例如SPECT其顯示的空間分辨率很小。此外它們經常產生中性的或者錯誤的陽性檢查結果。另外可以選擇的方法是通過分析所謂的“Fractional Flow Reserve (微量流儲備)”產生關于狹窄部位的血液動力學的相關性的陳述。對此在導管-血管造影的檢查的范圍內確定狹窄部位之后和狹窄部位之前的壓力，由此計算壓力比(微量流儲備)。這種檢查具有涉及介入方法的缺點?；旧弦部梢允褂糜嬎銠C斷層造影方法得出關于心肌供血的陳述。為此例如在注射一種例如含碘的造影劑后用通常的心臟-計算機斷層造影協(xié)議檢查心臟。所謂的計算機斷層造影協(xié)議在本發(fā)明的意義上應該理解為控制指令的匯集，根據該匯集的控制指令，計算機斷層造影系統(tǒng)(以下簡稱“CT系統(tǒng)”)在測量期間在起動后被自動地控制。專業(yè)人員熟悉相應的協(xié)議或者測量協(xié)議。為檢查心肌的局部供血，可以在CT圖像中分析心肌的圖像像素的CT值，例如通過視覺觀察或者適宜的軟件方法。在健康的心肌中假定造影劑在心肌內均勻分布從而心肌的所有圖像像素的CT值均勻地都被提高。心肌內的、其圖像像素具有比周圍的心肌低的CT值的區(qū)域那時可以作為具有造影劑吸收減少的區(qū)域從而作為供血減少的區(qū)域解釋，也就是說作為灌注缺陷解釋。然而不利的是可能在心肌中具有不是由造影劑吸收減少而由其他原因引起的CT值的局部的相對降低，例如心肌的局部升高的脂肪成分。也就是說用這種檢查技術不能從其他原因中區(qū)分出實際的灌注缺陷引起的CT值的相對降低。一種解決這一問題的可能性在于，借助一種所謂的雙能量方法執(zhí)行心臟CT-造影劑攝影。這里感興趣的組織區(qū)域的照片， 也就是說在檢查心臟的心肌時，用兩種不同的X射線譜來檢查，并且在至少一個第一 X射線輻射能量下或者說用第一 X射線譜記錄CT原始數據組，和在第二能量下記錄第二 CT原始數據組。同樣可以使用多能量方法，其中又用其他的能量記錄另外的圖像數據組。從不同的CT原始數據組重建多個不同的圖像數據組，其再現在不同的X射線譜下的已成像的組織區(qū)域的和造影劑的CT值。盡管脂肪及軟組織在不同的X射線譜下具有非常相似的CT值，但是大多數造影劑特別是碘的CT值隨X射線能量減少明顯升高。由于CT值取決于不同的X射線譜而強烈改變，能夠在數量上確定每一圖像像素的造影劑含量，并且在所謂的虛擬的造影劑圖像中表示。因此在虛擬的造影劑圖像數據組中能夠把心肌中每一單個的圖像像素的造影劑含量作為對于局部供血的尺度定量地說明。以這種方式能夠容易地并且以高的靈敏度確定心肌中由于灌注缺陷而很少吸收造影劑的區(qū)域。但是根據這種方法的圖像分析較強地受偽影的影響。通過經常不可避免的高的造影劑濃度，例如在心臟的右心室中，在這樣的造影劑圖像數據組中產生偽影，其可能假裝是心肌中局部微小的碘濃度從而假裝灌注缺陷。通過在用不同的X射線譜拍攝的CT圖像之間的其他不一致，例如射束硬化(Strahlaufhartung )，也會在計算造影劑含量/像素時產生偽影，其作為造影劑圖像中的變暗而偽裝是心肌中的灌注缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供一種改進的方法以及一種改進的圖像分析裝置，用于確定可能的灌注缺陷。該任務通過根據權利要求1所述的方法以及根據權利要求11所述的圖像分析裝
置解決。本發(fā)明的用于在檢查對象的一個定義的被供血的組織區(qū)域內根據包括該組織區(qū)域(也就是說在其內復述圖像數據的組織區(qū)域)的高能量圖像數據組和包括該組織區(qū)域的低能量圖像數據組確定可能的灌注缺陷的方法至少具有下述步驟

根據該高能量圖像數據組和該低能量圖像數據組確定一個虛擬的造影劑圖像數據組。虛擬的造影劑圖像數據組的建立可以用常規(guī)的方法進行，例如一種在DE 10 2006009 222 B4中說明的方法。在該虛擬的造影劑圖像數據組中檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域。此外在另一個基于高能量圖像數據組和低能量圖像數據組的圖像數據組內檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域。該另一個圖像數據組例如可以涉及高能量圖像數據組或者低能量圖像數據組自身。但是優(yōu)選涉及一個混合圖像，其例如通過圖像點方式加權相加或者相減而從高能量圖像數據組和低能量圖像數據組建立。所謂圖像數據組在本發(fā)明的框架內例如應該理解為多個圖像的層疊，它們覆蓋一個確定的體積例如一個完整的心肌或者該心肌的一個感興趣的部分。不言而喻，代替層疊還可以涉及體積數據組，例如涉及一個唯一的3D圖像文件，其中在某個確定的時間點為每一個體元(Voxel)存儲一個CT值。但是基本上圖像數據組還可以涉及依賴于時間的圖像數據組，例如同一層的圖像的兩維系列，它們表示該層的時間上的變化，或者四維的圖像數據組，其例如采集一個完整的體積(例如再次以多個層疊的形式)的時間上的變化。此外在本發(fā)明的框架內進行第一候選灌注缺陷區(qū)域與第二候選灌注缺陷區(qū)域的比較并且根據該比較確定亦即識別可能的灌注缺陷。換句話說，將兩個不同的圖像即一個造影劑圖像數據組和另一個圖像數據組中的候選灌注缺陷彼此相關，并且為確定可能的灌注缺陷而考慮該相關結果。以這種方式能夠協(xié)同地結合在造影劑圖像數據組中檢測可能的灌注缺陷的優(yōu)點和在“正常的”單一能量CT圖像數據組(如僅用單一能量拍攝的)中檢測灌注缺陷的優(yōu)點，從而避免兩種方法的缺點。由此該結果能夠被極大地改善，因為能夠以極大的可靠性避免錯誤的陽性檢查結果。盡管如此這樣的方法相對于雙能量方法的簡單的分析僅增加微小的花費。這里不需要對病人另外拍攝從而引起更大的負荷。這里要指出，這些步驟不必以上面說明的順序一個接一個或者單獨進行。所以完全能夠在建立造影劑圖像數據組后以另外的順序或者同時進行第一候選灌注缺陷區(qū)域和/或第二候選灌注缺陷區(qū)域的檢測。同樣可以與在虛擬的造影劑圖像數據組和/或另外的圖像數據組內的候選灌注缺陷區(qū)域的檢測同時執(zhí)行候選灌注缺陷區(qū)域的比較和根據該比較對于可能的灌注缺陷的確定。如還將在下面要說明的那樣，根據本方法的更詳盡的結構，優(yōu)選能夠完全自動地進行圖像數據組中的可能的灌注缺陷的確定，使得例如在該方法結束時為操作者例如醫(yī)生顯示圖像數據組中的可能的灌注缺陷，然后他僅確認或者以更精確的方式診斷或者拒絕它們。但是同樣也可以想到半自動的方法，其中操作者在檢測候選灌注缺陷區(qū)域和進行比較時能夠由相應構造的圖像分析裝置支持。本發(fā)明的用于執(zhí)行這樣的方法的圖像分析裝置至少需要下面的部件圖像數據組接口，用于讀入至少一個包括檢查對象的組織區(qū)域的高能量圖像數據組和至少一個包括該檢查對象的組織區(qū)域的低能量圖像數據組。該高能量圖像數據組和該低能量圖像數據組可以在任意的時間點事先借助X射線測量，優(yōu)選計算機斷層攝影測量，使用不同的X射線輻射能量 在施用造影劑后產生。即使X射線輻射能量不相應于任何離散的值，而以自然的方式始終包括一個具有圍繞給定的值的一定的帶寬的能量譜時，“X射線輻射能量”在這樣的測量中通常通過一個規(guī)定的值給出，例如通過X射線管電壓(也就是說用于電子的放出電壓)。用于計算機斷層雙能量測量的典型的X射線輻射能量對于低能量圖像數據組約為80keV，對于高能量圖像數據組約為140keV。此外圖像分析裝置需要一個造影劑圖像確定單元，其構造用于根據高能量圖像數據組和低能量圖像數據組確定一個虛擬的造影劑圖像數據組。此外圖像分析裝置必須具有一個灌注缺陷確定單元，其構造用于在虛擬的造影劑圖像數據組內檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域，在另一個基于高能量圖像數據組和/或低能量圖像數據組的圖像數據組內檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域，并且用于根據第一候選灌注缺陷區(qū)域與第二候選灌注缺陷區(qū)域的比較確定可能的灌注缺陷。如果該另一個圖像數據組是高能量圖像數據組和低能量圖像數據組的混合圖像，則圖像分析裝置包括一個相應的混合圖像確定單元是有利的，其構造用于根據高能量圖像數據組和低能量圖像數據組確定混合圖像。這樣的混合圖像例如可以這樣計算，使得其相應于一個通常的單一能量CT圖像數據組，其例如在120keV的典型的X射線能量下拍攝。這具有這樣的優(yōu)點，為分析該圖像數據組，例如為以后的分段，能夠至少部分地使用已經存在的分析軟件部件，它們通常與這樣的X射線能量一致。
這樣的圖像分析裝置可以是計算機斷層造影系統(tǒng)的一部分，也就是說它例如可以在計算機斷層造影系統(tǒng)的控制或者分析計算機上安裝。相應地，具有這種圖像分析裝置的計算機斷層造影系統(tǒng)，優(yōu)選雙源計算機斷層造影系統(tǒng)或者多源計算機斷層造影系統(tǒng)，也屬于本發(fā)明。但是基本上這樣的圖像分析裝置也可以在獨立的計算機單元上例如放射網絡等的純粹的分析單元上實現，其例如為接收數據而與計算機斷層造影系統(tǒng)連接，或者能夠以其他方式供給相應的數據。特別是造影劑圖像確定單元和灌注缺陷確定單元可以各作為軟件模塊在一個具有相應的存儲可能性的適合的計算機上實現。圖像數據組接口也可以以軟件形式實現，如果僅需從其他程序單元接收高能量圖像數據組和低能量圖像數據組。但是基本上圖像數據組接口也作為組合的硬件/軟件接口實現，以便實現從其他設備的外部接收。因此本發(fā)明還包括具有程序代碼段的計算機程序產品，其可以直接在這種圖像分析裝置的存儲器中加載，用以執(zhí)行本發(fā)明的方法的所有步驟。這樣的軟件方式的實現具有優(yōu)點已經存在的用于分析相應的圖像數據使用的圖像分析裝置(例如計算機斷層造影系統(tǒng)的適合的控制裝置)也能夠通過執(zhí)行程序以適宜的方式修改，以便根據本發(fā)明的方法工作。從屬權利要求和另外的說明包含本發(fā)明的特別有利的結構和擴展。特別是其中一類權利要求也能夠類似另一類權利要求來擴展。在方法的框架內優(yōu)選要檢查的規(guī)定的組織區(qū)域的一個分區(qū)域僅當該分區(qū)域既在虛擬的造影劑圖像數據組內也在另外的圖像數據組內被作為候選灌注缺陷區(qū)域被檢測時才作為可能的灌注缺陷確定。以這種方式能夠相對可靠地避免在本文開頭提到的方法中以高風險出現的錯誤的陽性檢查結果。在其內例如造影劑圖像數據組提示造影劑吸收減小、但是相應于用單一能量技術拍攝的圖像數據組的另一個圖像數據組的相對的CT值不降低的區(qū)域內，以很高的可能 性認為，這涉及一種通過雙能量分析引起的偽影。反之，在其內另外的圖像的與周圍環(huán)境相比降低的CT值提示灌注缺陷、但是造影劑圖像不顯示造影劑吸收減少的區(qū)域內，以很高的可能性認為，它在這里涉及心肌中的其他組織改變，例如局部的脂肪沉積。亦即因為在虛擬的造影劑圖像數據組中顯示每一圖像點(像素或者體元)的實際的造影劑成分，所以也就是說造影劑圖像數據組對于心肌的組織成分的變化、例如脂肪成分的升高不敏感。這就是說，通過脂肪成分的升高在造影劑圖像數據組不能偽造灌注缺陷。這里，當在虛擬的造影劑圖像數據組內第一候選灌注缺陷區(qū)域的檢測和在另外的圖像數據組內第二候選灌注缺陷區(qū)域的檢測彼此完全獨立即不影響地進行時特別具有優(yōu)點。但是另一方面，為加速本方法也可以首先僅在虛擬的造影劑圖像數據組內確定第一候選灌注缺陷區(qū)域然后使用它用以在另外的圖像數據組中針對相應的位置查找第二候選灌注缺陷區(qū)域，或者反過來首先僅在另外的圖像數據組中確定第二候選灌注缺陷區(qū)域然后據此在虛擬的造影劑圖像數據組內查找第一候選灌注缺陷區(qū)域。通過在輸出設備上向操作者顯示圖像數據組，基本上也能夠用視覺在各圖像數據組中進行候選灌注缺陷區(qū)域的檢測。但是優(yōu)選自動執(zhí)行在虛擬的造影劑圖像數據組內的第一候選灌注缺陷區(qū)域的檢測和/或在另外的圖像數據組內的第二候選灌注缺陷區(qū)域的檢測。為此優(yōu)選借助閾值分析識別可能與可能的灌注缺陷或者候選灌注缺陷區(qū)域對應的圖像點。例如可以為造影劑圖像數據組設定一個確定的造影劑值作為閾值，并且在某個確定的像素或者體元處低于該造影劑值的情況下確定該像素或體元為供血不夠從而屬于可能的灌注缺陷。這里優(yōu)選可以考慮另外的視點，例如多個這樣的具有低于閾值的圖像點必須并排存在，由此注意可能的灌注缺陷。以相似的方式可以為另外的圖像數據組設定閾值或者邊界值。如果CT值小于該閾值，則相應的像素在這里也視為可能的灌注缺陷的或者候選灌注缺陷區(qū)域的可能的像素。為后來對于候選灌注缺陷區(qū)域進行比較，也可以將其事先在各圖像中分段。專業(yè)人員熟知為從圖像數據組中“剪切出”或者以其他的方式孤立確定的區(qū)域的適宜的分段方法，例如區(qū)域增長方法等。為此圖像分析裝置優(yōu)選應該具有例如形式為軟件模塊的合適的分段單元。為進行比較，可以把虛擬的造影劑圖像數據組的圖像數據和另外的圖像數據組的相應的圖像數據同時，優(yōu)選彼此重疊地，在顯示裝置上輸出亦即表示。圖像數據的這樣的同時表示-正像自動地比較或者自動地修正-在本發(fā)明的方法中不用另外花費大地互相配準圖像數據組就可能，因為無論是虛擬的造影劑圖像數據組還是另外的圖像數據組都基于相同的高能量圖像數據組和低能量圖像數據組。僅在建立虛擬的造影劑圖像數據組或者在產生另外的圖像數據組時才必須根據數據組的建立的種類也許以合適的方式互相配準高能量圖像數據組和低能量圖像數據組。但是為此專業(yè)人員熟知適合的方法。在重疊或者平行表示時可以每次涉及完全的圖像數據組或者涉及部分的圖像數據組，只要它包括候選灌注缺陷區(qū)域，或者還僅涉及已經檢測到的候選灌注缺陷區(qū)域。通過這種同時的視覺表示，特別是重疊表示，能夠容易地進行視覺的比較從而確定可能的灌注缺陷而且還能夠確認或者拒絕已經自動地確定的灌注缺陷。通過在圖像數據組中標記已確定的候選灌注缺陷區(qū)域并且然后自動地(虛擬地)重疊所述圖像數據組和檢查標記的區(qū)域的一致的標記，例如能夠根據先前自動地確定的第一和第二候選灌注缺陷區(qū)域自動地確定灌注缺陷。所述一致例如可以取決于下面的一點評定，即在兩個圖像數據組 中的一個確定的關聯(lián)的區(qū)域內標記了多少像素。同樣該標記例如也可以與適宜的數字值結合并且在確定灌注缺陷的框架內加上(aufaddieren)單個像素的數字值并且又與閾值比較。超過該閾值的像素對于可能的灌注缺陷關于鄰近的其他的準則被分析。如果例如存在足夠數目的超過閾值的關聯(lián)的像素，則把它們分配給某個可能的灌注缺陷。在另外一種可選的方法中，例如僅在一個圖像數據組中事先檢測候選灌注缺陷區(qū)域并且自動地分段然后把分段后的區(qū)域與另外的圖像數據組重疊，以便盡可能在一個過程中進行另外的候選灌注缺陷區(qū)域的確定和候選灌注缺陷區(qū)域的比較以及可能的灌注缺陷的確定。在重疊輸出時優(yōu)選再次以適宜的方式標記已經檢測到的第一候選灌注缺陷區(qū)域和/或已經檢測到的第二候選灌注缺陷區(qū)域，也就是說與周圍的組織的表示不同，優(yōu)選通過配合的顏色編碼。這樣的標記可以與圖像數據組是否全部重疊或者是否例如僅已經分段的區(qū)域與另一個圖像數據組重疊無關。本方法特別好地適合確定心肌中的灌注缺陷，也就是說規(guī)定的組織區(qū)域優(yōu)選是心肌組織區(qū)域。正如在本文開頭提到的，正是在該區(qū)域內出現特別的問題，以致在那里能夠特別有利地使用本方法。但是本發(fā)明基本上不限于在心肌檢查中應用，而其基本上能夠檢查所有身體部位內的組織，在所述身體部位內在造影劑圖像中造影劑濃度的減小可以被識別為局部血液體積減小。測量既可以在靜止狀態(tài)下也可以在例如通過服用腺甙或者類似藥物引起的負荷狀態(tài)下進行。以這種方式既能夠檢測不可逆轉的灌注缺陷，其在靜止和負重情況下都存在，也能夠檢測可逆轉的灌注缺陷，其僅在負荷情況下存在。在一個優(yōu)選的變體方案中，通過特別把冠狀動脈良好地進行X光造影從而心肌也通過造影劑將其CT值容易地升高，在施用造影劑后的某個時間點進行測量。這樣的檢查稱為“第一次通過增強”檢查。通過例如在自動注射造影劑后用通常的心臟CT雙能量協(xié)議檢查心臟，這是可能的，其中例如優(yōu)選使用EKG觸發(fā)的順序的協(xié)議或者EKG選通的螺旋協(xié)議。這里通過分析測試藥丸或者通過通常的藥丸觸發(fā)方法如此控制檢查，使得盡可能準確地在“第一次通過增強”時間點時執(zhí)行啟動。另選或者作為補充還可以分析后增強，其中通過拍攝CT圖像在注射造影劑后等待數分鐘。原理上為執(zhí)行本發(fā)明的方法要采用一個低能量圖像數據組和一個高能量數據組，它們在一個任意的時間點事先通過計算機斷層攝影測量。也可以采用已經測量的低能量投影數據組和高能量投影數據組并且在本發(fā)明的方法的框架內從它們重建圖像數據組。數據的接收在這里例如通過網絡進行。然而在一種變體方案中本發(fā)明的方法自身包括在對檢查對象施用造影劑后借助使用X射線輻射能量的X射線輻射測量取得包括檢查對象的組織區(qū)域的高能量圖像數據組和包括檢查對象的組織區(qū)域的低能量圖像數據組。也就是說完整的方法以測量開始，接著直接根據測量數據或者從其重構的圖像數據，例如在計算機斷層造影系統(tǒng)的控制裝置上，進行在規(guī)定檢查的組織區(qū)域內的灌注缺陷的確定。使用不同能量的測量 以合適的方式在很短的時間間隔內進行，使得在高能量圖像數據組和低能量圖像數據組之間不出現檢查對象或者至少檢查對象要拍攝的部位的明顯的運動。這里所謂很短的時間間隔要理解為這樣的時間區(qū)間，其內檢查對象內的造影劑濃度最大變化5%。這里為拍攝高能量圖像數據組和低能量圖像數據組原理上可以使用任意的計算機斷層造影系統(tǒng)。當計算機斷層造影系統(tǒng)在移動方向上具有這樣的檢測器寬度，其覆蓋規(guī)定的全部組織區(qū)域例如全部心臟時，例如能夠在高能量圖像數據組和低能量圖像數據組的測量之間保證短的持續(xù)時間。然而特別優(yōu)選為重建高能量圖像數據組和低能量圖像數據組所需要的原始數據組(投影數據組)的拍攝在具有至少兩個X射線源的雙源計算機斷層造影系統(tǒng)內進行，這里這些X射線源同時輻射不同X射線輻射能量的X射線。X射線發(fā)生器多錯開90°在門架上以可共同圍繞斷層攝影系統(tǒng)的縱軸旋轉的方式設置，其中第一 X射線源發(fā)射第一 X射線能量的X射線，第二 X射線源發(fā)射與第一 X射線能量不同的第二 X射線能量的X射線。作為結果在重建后存在高能量圖像數據組和低能量圖像數據組，其中由于檢查對象的運動引起的差幾乎被完全排除，因為圖像數據組彼此的配準已經重疊地通過測量過程自身給出并且十分完美。如上所述，原理上也可以使用多于兩個的X射線源。


下面參照附圖根據實施例再次詳細說明本發(fā)明。附圖中圖1表示本發(fā)明的計算機斷層造影系統(tǒng)的一個實施例的示意圖，圖2表不本發(fā)明的方法的一個可能的第一實施例的流程圖，圖3表示本發(fā)明的方法的一個可能的第二實施例的流程圖。
具體實施例方式在下面的例子中假定，要確定病人的心肌內的可能的灌注缺陷。然而它不排除還確定其他組織內的灌注缺陷。圖1示意表示一個計算機斷層造影系統(tǒng)(CT系統(tǒng))1，具有本發(fā)明的圖像分析裝置30。CT系統(tǒng)I在這里基本上包括一個通常的雙源掃描器11，其內在門架10上設置兩個數據獲取系統(tǒng)5、6，它們各具有一個X射線源15、16和各一個對著X射線源15、16設置的檢測器17、18，環(huán)繞測量空間3運行。在掃描器11前有一個病人支撐裝置或者病人臺4，它的上部2連同一個位于其上的檢查對象P，這里是病人，能夠相對于掃描器11沿與縱向通過測量空間3的系統(tǒng)軸線z相應的z方向移動，以便病人8通過測量空間3相對于數據獲取系統(tǒng)5、6運動。掃描器11和病人臺4通過控制裝置4控制，從控制裝置4出發(fā)通過一個通常的控制接口 23，輸入用于病人臺定位的控制數據PS和用于數據獲取系統(tǒng)5、6的控制數據AS，以便根據預先規(guī)定的協(xié)議以常規(guī)方式控制CT系統(tǒng)I。這里基本上能夠同時使病人沿z軸線運動和使X射線源15、16環(huán)繞運行，使得為X射線源15、16各相對于病人P在測量期間產生一個螺旋軌道。由此記錄病人身體的體積數據。在另一種順序測量方法中病人P每次逐步在z方向繼續(xù)運動，在病人臺靜止的狀態(tài)下X射線源15、16每次環(huán)繞至少一個規(guī)定的圓周角度(通常至少180° )，以便在一個規(guī)定的剪切平面內產生足夠的投影 。也就是說在這種變體方案中體積數據以具有各個層圖像的層疊的形式垂直于系統(tǒng)軸線z產生。在本發(fā)明的框架內所有這些方法都可以使用。在所述雙源掃描器11的情況下兩個X射線源15、16分別如此設定，使得它們以不同的X射線管電壓工作，從而輸出不同能量的X射線輻射。以這種方式在測量期間同時產生兩個投影數據組(下面稱“原始數據組”)，亦即一個低能量原始數據組NER和一個高能量原始數據組HER。應該指出，代替在圖1中表示的系統(tǒng)，也可以使用任意其他的計算機斷層造影系統(tǒng)，用以產生用于本發(fā)明的方法的原始數據組NER、HER。一方面可以使用僅具有一個數據獲取系統(tǒng)的掃描器并且在兩次短的彼此相繼的測量中分別不同地設定X射線管電壓。同樣可以以另外的方式構造掃描器并且例如代替分別與在位于對面一側的X射線管一起運行的檢測器還具有一個圓形的檢測器環(huán)，它的檢測器元件配合環(huán)繞運行的X射線源被讀出。同樣可以設想其他的結構變體。如此借助數據獲取系統(tǒng)5、6獲得的原始數據組NER、HER然后通過原始數據接口24傳輸給控制裝置20。在重建單元25內從低能量原始數據組NER重建低能量圖像數據組NEB,從高能量原始數據組HER重建高能量圖像數據組HEB。從原始數據組向圖像數據組的重建可以用任意的方法進行。專業(yè)人員了解許多重建方法，例如濾波的反投影方法、迭代重建方法等。為能夠實現病人P的感興趣的組織區(qū)域M這里是心肌M自動受控的造影劑的吸收，可以通過造影劑泵接口 26由控制裝置20控制造影劑泵7。那時可以借助該造影劑泵7通過事先設置的通路任何時間給病人施用精確分配劑量的造影劑量。此外控制裝置20在這里裝備本發(fā)明的圖像分析裝置30，其在圖1中將其部件再次放大表示。圖像分析裝置30首先為接收由重建單元25產生的圖像數據組HEB、NEB而具有圖像數據組接口 31。由重建單元25產生的圖像數據組HEB、NEB也可以首先直接在存儲器27中存儲而從那里被接收。重建單元25可以通過適宜的輸出接口把重建的圖像數據組例如在屏幕21上直接輸出。此外圖像分析裝置30具有造影劑圖像確定單元32，其根據由圖像數據組接口 31接收的高能量圖像數據組HEB和低能量圖像數據組NEB以常規(guī)方式產生虛擬的造影劑圖像數據組KB。此外圖像分析裝置30具有混合圖像確定單元33，它從高能量圖像數據組HEB和低能量圖像數據組NEB通過加權相加產生混合圖像數據組MB。無論虛擬的造影劑圖像數據組KB還是混合圖像數據組MB都由灌注缺陷確定單元34接收，其以本發(fā)明的方式，如在后面還要再次根據圖2和3說明的那樣，確定可能的灌注缺陷。該灌注缺陷確定單元34的一個組成部分也可以是一個分段單元35，用以把在圖像數據組中找到的候選灌注缺陷區(qū)域分段。此外該灌注缺陷確定單元34通過驅動器接口 36與用戶接口連接，例如與顯示裝置21和/或控制裝置20的鍵盤22或者與其他的用戶接口例如鼠標等連接。通過該驅動器接口 36，能夠把用戶接口指令ΠΒ在用戶接口也就是說鍵盤、顯示裝置21上的圖形用戶表面之間用鼠標或者其他的指示設備等向灌注缺陷確定單元34傳輸，并且反過來能夠把這樣的用戶接口指令UIB從灌注缺陷確定單元34輸出，以便例如在顯示裝置21上以確定的方式輸出圖像，但是特別還為在菜單等內詢問用戶輸入。通過網絡和存儲器接口 37，圖像分析裝置30與控制裝置20的存儲器27連接，用于在那里中間存儲數據或者還存儲完成的具有例如在其內標記的可能的灌注缺陷的圖像數據，或者用于給已經在存儲器27中存儲的圖像分配僅關于可能的灌注缺陷的相應的數據。 通?？刂蒲b置20通過適宜的接口與網絡例如無線電的信息系統(tǒng)和/或PACS (Picture Archiving and Communication System(圖像檔案和通信系統(tǒng)))連接，用于例如把原始數據組和/或圖像數據組通過打印機或者其他的輸出裝置通知其他的計算機單元例如診斷站以及用于長期保存數據。同樣也可以通過這樣的接口接收數據。至少重建單元25和圖像分析裝置30連同其不同的部件在這里以軟件的形式在控制裝置20的一個處理器或者在多個共同工作的處理器上構建。但是應該指出，存在用于構建控制裝置20的不同的變化可能性。例如可能經常是這種情況，原始數據接口 25和重建單元23在這里獨立地也就是說不作為本發(fā)明的圖像分析裝置30的部分在控制裝置20內實現，并且圖像分析裝置21從獨立的重建單元25接收需要的圖像數據組HEB、NEB0但是基本上也可能，重建單元25作為圖像分析裝置30的一部分實現，并且圖像分析裝置30相應地代替圖像數據組接口 31而具有原始數據組接口。下面根據圖2和3詳細說明圖像分析裝置30的可能的工作方式。圖2表示本發(fā)明的方法的第一變體方案，其全自動運行，最后向操作者輸出具有在其內標記的可能的灌注缺陷的圖像數據組，使得操作者根據建議確認可能的灌注缺陷ro并且繼續(xù)評價或者也可以拒絕或者根據建議的可能的灌注缺陷作出具有完全的診斷的檢
查結果。在開始原來的輸出圖像的方法或者本發(fā)明的分析方法前，首先在步驟I負責以適宜的方式給病人施用造影劑。然后在步驟1.1I執(zhí)行雙能量掃描，其中優(yōu)選使用雙能量CT系統(tǒng)，以便同時確定高能量原始數據HER和低能量原始數據NER。不同的X射線能量例如一方面對于高能量原始數據組HER可以是140keV,對于低能量原始數據組NER可以是80或者IOOkeV0為在正確的時間點執(zhí)行第一次通過增強測量，借助測試藥丸或者通過通常的藥丸觸發(fā)方法控制拍攝方法。該雙能量測量的結果那時一方面是高能量原始數據組HER，另一方面是低能量原始數據組NER。在步驟1.1IIa根據高能量原始數據組HER重建高能量圖像數據組HEB。之前、同時或之后可以在步驟1.1IIb從低能量原始數據組NER產生低能量圖像數據組NEB。在步驟1.1Va然后從高能量圖像數據組HEB和低能量圖像數據組NEB產生虛擬的造影劑圖像。因為作為造影劑在大多數情況下使用含碘的制劑，所以該圖像也經常稱為“碘圖像”。事先、并行地或者以后在步驟1.1Vb從高能量圖像數據組和低能量圖像數據組通過一種圖像點方式(亦即像素或者體元方式)加權相加產生混合圖像數據組MB，優(yōu)選是這樣的混合圖像數據組，其相應于管電壓約為120keV情況下的單一能量測量。在步驟1. Va在建立造影劑圖像數據組KB后在一個任意的時間點在該造影劑圖像數據組KB內檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域KKP。為此例如可以使用閾值方法，其中為每一個像素檢查造影劑值是否足夠，也就是說是否大于閾值。如果在一種規(guī)定的環(huán)境中多個像素具有低的造影劑值，則該區(qū)域作為第一候選灌注缺陷區(qū)域KKP被檢測。以類似的方式自動在步驟1. Vb在建立混合圖像數據組MB后在一個任意的時間點在該混合圖像數據組MB中檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域MKP。這也可以借助閾值方法進行，其中檢查像素的CT值是否超過閾值。然后在步驟1. VI 進行第一候選灌注缺陷區(qū)域KKP和第二候選灌注缺陷區(qū)域MKP的相關或者比較。為此例如可以在一種特別簡單的變體方案中把其內屬于候選灌注缺陷區(qū)域KKP、MKP的各像素以適宜的方式例如通過特別高的數字值突出的造影劑圖像數據組KB和混合圖像數據組MB簡單地重疊或者相加。然后通過另一個閾值可以確定，在哪一些像素處既在造影劑圖像數據組KB中確定了候選灌注缺陷區(qū)域KKP也在混合圖像數據組MB中確定了候選灌注缺陷區(qū)域MKP。然后如此確定的可能的灌注缺陷H)可以在步驟1. VII以適宜的方式輸出，例如通過在屏幕上顯示混合圖像數據組MB和以適宜的方式，例如通過顏色編碼突出，在混合圖像中標記可能的灌注缺陷H)。圖3表示一種方法變體，其半自動地也就是說在操作者的干預下運行。這里也在步驟2.1在開始實際的成像方法或者本發(fā)明的分析方法前施用造影劑。在步驟2.1I以和根據圖1的方法相同的方式進行雙能量掃描，使得接著能夠從高能量原始數據組HER在步驟2.1IIa重建高能量圖像數據組HEB和從低能量原始數據組NER在步驟2.1IIb重建低能量圖像數據組NEB。在根據圖3的方法中也和根據圖2的方法中一樣，在步驟2.1Va從高能量圖像數據組HEB和低能量圖像數據組NEB產生虛擬的造影劑圖像數據組KB和在步驟2.1Vb從高能量圖像數據組HEB和低能量圖像數據組NEB產生混合圖像數據組MB。但是接著僅在步驟2. V在混合圖像數據組MB中進行候選灌注缺陷區(qū)域MKP的自動檢測。這可以以和根據圖2的方法中在方法步驟1. Vb中同樣的方式進行。然后在步驟2. VI進行在混合圖像數據組MB中檢測到的候選灌注缺陷區(qū)域MKP的分段。該分段后的候選灌注缺陷區(qū)域SKP僅包括根據步驟2. V的檢測也許能夠分配給某個灌注缺陷的組織的區(qū)域的圖像數據。然后該分段后的區(qū)域SKP在步驟2. VII與虛擬的造影劑圖像數據組KB重疊在顯示器上顯示，使得在混合圖像數據組MB中檢測到的候選灌注缺陷區(qū)域MKP在造影劑圖像數據組KB中被標記。操作者現在具有視覺分析造影劑圖像數據組KB的可能性，以便在造影劑圖像數據組KB中尋找候選灌注缺陷區(qū)域KKP，這里他同時能夠確定，其是否與自動找到的混合圖像數據組MB的候選灌注缺陷區(qū)域MKP相關。這在步驟
2.VIII進行。同時操作者在這里也能夠直接根據相關或者通過分段的區(qū)域SKP和混合圖像數據組MB的候選灌注缺陷區(qū)域MKP的重疊顯示確定可能的灌注缺陷區(qū)域H)并且立即驗證和根據希望繼續(xù)判斷或者得出最后的診斷。不言而喻圖3中表示的也可以反過來以同樣的方式如此執(zhí)行，使得僅在造影劑圖像數據組內執(zhí)行候選灌注缺陷區(qū)域的自動檢測，然后把以這種方式找到的候選灌注缺陷區(qū)域在造影劑圖像數據組內分段并且把這里分段后的區(qū)域在步驟2. VII與混合圖像數據組
重疊。最后這導出同一結果。也就是說使用本發(fā)明的方法僅增加微小的花費并且不用進行附加的測量就能夠極大地改善灌注缺陷的正確的檢測，特別在心肌中，使得能夠據此建立改善的診斷和特別是正確的治療方案。最后再次指出，上面說明的方法和設備僅涉及本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，并且本發(fā)明能夠由專業(yè)人員改變，而不離開本發(fā)明的范圍，只要該范圍由權利要求預先規(guī)定。例如在上面說明的方法運行中說明為并行運行的方法步驟也許也可以以另外的順序彼此相繼執(zhí)行。同樣再次指出，代替混合圖像數據組基本上也可以簡單地使用高能量圖像數據組或者低能量圖像數據組。出于完整 性的考慮還指出，不定冠詞“一個”或者“某個”的使用不排除所涉及的特征可以存在多個。同樣術語“單元”不排除其由多個部件組成，這些部件也許也可以在空間上分布。
權利要求
1.用于在檢查對象(P)的定義的被供血的組織區(qū)域(M)內根據至少一個包括該組織區(qū)域的高能量圖像數據組OlEB)和至少一個包括該組織區(qū)域的低能量圖像數據組(NEB)確定可能的灌注缺陷(PD)的方法，具有下列步驟 -根據高能量圖像數據組01EB)和低能量圖像數據組(NEB)確定虛擬的造影劑圖像數據組(KB)， -在虛擬的造影劑圖像數據組(KB)內檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)， -在另一個基于高能量圖像數據組(HEB)和/或低能量圖像數據組(NEB)的圖像數據組(MB)內檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)， -比較第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)和第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)，并且根據該比較確定可能的灌注缺陷(PD)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，組織區(qū)域的一個分區(qū)域僅在那時作為可能的灌注缺陷(PD)確定，即當該分區(qū)域在虛擬的造影劑圖像數據組(KB)中作為第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)被檢測到，并且在另外的圖像數據組(MB)中另外作為第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)被檢測到時。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在虛擬的造影劑圖像數據組(KB)中的第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)的檢測和在另外的圖像數據組(MB)中的第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)的檢測彼此獨立地進行。
4.根據權利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，在虛擬的造影劑圖像數據組(KB)中的第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)的檢測和/或在另外的圖像數據組(MB)中的第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)的檢測自動地進行。
5.根據權利要求1到4之一所述的方法，其特征在于，為識別能夠分配給可能的灌注缺陷(PD)的圖像點而執(zhí)行閾值分析。
6.根據權利要求1到5之一所述的方法，其特征在于，把檢測到的第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)和/或檢測到的第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)分段。
7.根據權利要求1到6之一所述的方法，其特征在于，虛擬的造影劑圖像數據組(KB)的圖像數據和另外的圖像數據組(MB)的相應的圖像數據同時優(yōu)選彼此重疊在顯示裝置(21)上輸出。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在重疊輸出時標記已經檢測到的第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)和/或已經檢測到的第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)。
9.根據權利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，規(guī)定的組織區(qū)域(M)包括心肌組織。
10.根據權利要求1到9之一所述的方法，其特征在于，首先借助X射線輻射測量使用不同的X射線輻射能量采集檢查對象(P)的組織區(qū)域(M)的至少一個高能量圖像數據組(HEB)和檢查對象(P)的組織區(qū)域(M)的至少一個低能量圖像數據組(NEB)。
11.用于在檢查對象(P)的一個規(guī)定的被供血的組織區(qū)域(M)內確定可能的灌注缺陷(PD)的圖像分析裝置(30)，具有下列部件 -圖像數據組接口(31)，用于讀入至少一個包括檢查對象(P)的組織區(qū)域(M)的高能量圖像數據組01EB)和至少一個包括檢查對象(P)的組織區(qū)域(M)的低能量圖像數據組(NEB)，-造影剤圖像確定單元(32)，構造用于根據高能量圖像數據組(HEB)和低能量圖像數據組(NEB)確定虛擬的造影劑圖像數據組(KB)， -灌注缺陷確定単元(34)，構造用于 -在虛擬的造影劑圖像數據組(KB)中檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)， -在另ー個基于高能量圖像數據組(HEB)和/或低能量圖像數據組(NEB)的圖像數據組(MB)中檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)， -根據第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)與第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)的比較確定可能的灌注缺陷(PD)。
12.計算機斷層造影系統(tǒng)(I)，其特征在于，具有根據權利要求11的圖像分析裝置(30)。
13.計算機程序產品，其可以直接在圖像分析裝置(30)的存儲器中加載，具有程序代碼段，用以當在圖像分析裝置(30)內執(zhí)行該程序時執(zhí)行根據權利要求1到9之一所述的方法的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在檢查對象(P)的定義的被供血的組織區(qū)域(M)根據至少一個包括該組織區(qū)域的高能量圖像數據組(HEB)和至少一個包括該組織區(qū)域的低能量圖像數據組(NEB)確定可能的灌注缺陷(PD)的方法。根據高能量圖像數據組(HEB)和低能量圖像數據組確定虛擬的造影劑圖像數據組(KB)。在虛擬的造影劑圖像數據組內檢測第一候選灌注缺陷區(qū)域(KKP)以及在另一個基于高能量圖像數據組和/或低能量圖像數據組的圖像數據組(MB)內檢測第二候選灌注缺陷區(qū)域(MKP)，比較第一候選灌注缺陷區(qū)域與第二候選灌注缺陷區(qū)域并確定可能的灌注缺陷。此外說明用于確定可能的灌注缺陷的圖像分析裝置(30)以及具有圖像分析裝置的計算機斷層造影系統(tǒng)(1)。
文檔編號A61B6/03GK103040479SQ201210509668
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者T·弗洛爾, B·施米特 申請人:西門子公司