劑量和時間優(yōu)化地監(jiān)視推注值的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于監(jiān)視推注值的一種方法以及一種系統(tǒng)。本發(fā)明基于由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝（TA），其中分別確定（B1，B2）在所述測試圖像中的推注值以及在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化。本發(fā)明的基本思路在于，依據(jù)推注值的變化來調(diào)整（R）在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，由此可以這樣選擇用于確定推注值的時間分辨率，使得其相應(yīng)于推注值的變化。由此在監(jiān)視推注值的情況下，如下地改善時間分辨率，使得避免測試圖像的過高以及過低的拍攝頻率。
【專利說明】劑量和時間優(yōu)化地監(jiān)視推注值
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于監(jiān)視推注值(Bolus-Wert)的一種方法以及一種系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通過成像方法，諸如磁共振斷層造影(MRT)以及計算機斷層造影(CT)，主要為診斷來拍攝由造影劑支持的圖像。在拍攝診斷圖像之前給予患者造影劑，并且允許以特定對比度、特別是關(guān)于血流過程來觀察成像。對于由造影劑支持地拍攝診斷圖像來說重要的是，在正確的時間點進行拍攝。如果過早或過晚地拍攝診斷圖像，就不能由拍攝導出期望的信息。為了確定對于拍攝診斷圖像來說正確的時間點，通過拍攝測試圖像來監(jiān)視造影劑流入。典型地按照幾秒的間隔拍攝測試圖像，并且由這些測試圖像導出所謂的表征造影劑流入的推注值。如果推注值超過閾值，則開始實際拍攝診斷圖像。問題在于，在測試圖像的低的拍攝頻率的情況下，用于確定推注值超過閾值的時間點的時間分辨率是低的。反之，提高的開銷阻礙測試圖像的高的拍攝頻率，并且在X射線檢查的情況下也反對為患者注入提高的劑量。
[0003]由US2010/0249582A1公知一種用于推注跟蹤的方法。該方法包括拍攝一個或多個基本圖像以及在基本圖像內(nèi)或在多個基本圖像中的每一個內(nèi)自動建立一個或多個觸發(fā)區(qū)域。該方法還包括對自動建立的觸發(fā)區(qū)域檢查推注是否到達該觸發(fā)區(qū)域。該方法還包括預測推注到達所選擇的體積(基于推注到達觸發(fā)區(qū)域)，以及在所選擇的體積中相對預測的時間拍攝診斷掃描。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，改善在監(jiān)視推注值的情況下的時間分辨率。
[0005]上述技術(shù)問題的按照本發(fā)明的解決方案通過要求保護的系統(tǒng)以及要求保護的方法來描述。在此提到的特征、優(yōu)選或替換的實施方式同樣可以轉(zhuǎn)用到其它要求保護的內(nèi)容，反之亦然。換言之，例如針對系統(tǒng)的產(chǎn)品權(quán)利要求也可以通過結(jié)合方法描述或要求保護的特征來擴展。方法的相應(yīng)的功能特征在此通過相應(yīng)的產(chǎn)品模塊來構(gòu)造。
[0006]本發(fā)明基于由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝，其中分別確定在測試圖像中的推注值以及在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化。本發(fā)明的基本思路在于，依據(jù)推注值的變化來調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，由此可以將用于確定推注值的時間分辨率與推注值的變化速度匹配。由此在監(jiān)視推注值的情況下，如下地改善時間分辨率，使得避免測試圖像的過高以及過低的拍攝頻率。
[0007]本發(fā)明還包括，根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化來估計在檢查區(qū)域中的將來的推注值。
[0008]本發(fā)明還包括，估計將來的推注值超過至少一個閾值的時間點。由此能夠在正確的時間點開始與超過閾值相關(guān)聯(lián)的特定處理。
[0009]本發(fā)明還包括，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得時間間隔隨著推注值的增加而減小。通過在推注值增加的情況下測試圖像的更高的拍攝頻率可以更好地估計推注值的特征變化，并因此更好地估計將來的推注值。
[0010]本發(fā)明還包括，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得只要推注值或在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化超過第一閾值，時間間隔就取定義的值。由此可以以特別簡單的方式依據(jù)推注值或其變化來調(diào)整拍攝頻率。
[0011]本發(fā)明還包括，只要推注值超過第二閾值，就由造影劑支持地拍攝診斷圖像。由此確保了在造影劑流入的正確的時間點拍攝診斷圖像。
[0012]本發(fā)明的擴展涉及一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括拍攝單元，該拍攝單元被設(shè)計為由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝；以及包括確定單元，該確定單元被設(shè)計為分別對在測試圖像中的推注值進行第一確定，以及被設(shè)計為對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定；以及包括調(diào)整單元，該調(diào)整單元被設(shè)計為依據(jù)推注值的變化來調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔。
[0013]本發(fā)明還包括估計單元，該估計單元被設(shè)計為根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化來估計在檢查區(qū)域中的將來的推注值。
[0014]如果拍攝單元被設(shè)計為借助X射線輻射來拍攝，則本發(fā)明還導致在監(jiān)視推注值的情況下用于患者的劑量負荷與時間分辨率的改善的關(guān)系。因為僅當有利于改善的時間分辨率時，才提高取決于推注值及其變化的可變拍攝頻率(和劑量)。
[0015]此外，系統(tǒng)及其擴展被設(shè)計為以優(yōu)選的方式實施提到的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面對照附圖所示的實施例對本發(fā)明作進一步的說明和解釋。
[0017]附圖中:
[0018]圖1示出了用于監(jiān)視推注值的方法的流程圖，
[0019]圖2示出了用于監(jiān)視推注值的成像系統(tǒng)，和
[0020]圖3示出了用于監(jiān)視推注值的擴展的成像系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了用于監(jiān)視推注值的方法的流程圖。該方法包括由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA以及分別對在測試圖像中的推注值進行第一確定BI和對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定B2。此外，該方法包括根據(jù)至少兩個測試圖像之間的推注值的變化對在檢查區(qū)域中的將來的推注值進行估計Ab以及依據(jù)推注值的變化對拍攝各個測試圖像之間的時間間隔進行調(diào)整R。最后，只要推注值超過第二閾值，就對診斷圖像進行由造影劑支持的診斷拍攝dA。
[0022]一般地， 在成像方法中改善了對身體的結(jié)構(gòu)和功能進行顯示的這種措施被定義為造影劑。由此，在沒有造影劑支持地拍攝的X射線圖像上通?？床坏窖?。例如如果注射含碘溶液作為造影劑，則溶液到達其中的血管投射(werfen) X射線暗影并且使該血管變得可見。通常地，造影劑區(qū)別于所謂的示蹤物。在此是人造的通常是放射性標記的身體本身或身體外部的物質(zhì)，其在引入生命體之后參與新陳代謝并且由此實現(xiàn)或有助于最不同的檢查。在此本申請的范圍內(nèi)，造影劑既可被理解為常規(guī)造影劑，也可被理解為示蹤物。[0023]通常，檢查區(qū)域是患者3的通過造影劑在各個成像模態(tài)中獲得特定對比度的各個身體區(qū)域，即例如是血管、心臟、腎臟、肝臟和其它器官。
[0024]通過成像方法，諸如MRT、旋轉(zhuǎn)血管造影或CT出于醫(yī)學目的拍攝測試圖像以及診斷圖像。但對診斷圖像的要求更高，因為要滿足醫(yī)學目的。通常，相對于測試圖像提高診斷圖像的成像體積和/或空間分辨率和/或特定對比度。此外，應(yīng)當在造影劑流入的時間點拍攝診斷圖像，該時間點允許導出用于診斷的參數(shù)，特別是灌注參數(shù)。而在本申請的意義上，測試圖像用于確定參數(shù)，特別是推注值，其用于確定對于拍攝診斷圖像來說正確的時間點。
[0025]由造影劑支持地對時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA是指，按照一定的時間間隔拍攝多個測試圖像。該時間間隔典型地為幾秒。不是在之后進行隨后的步驟，諸如推注值的第一確定BI以及推注值的變化的第二確定B2或?qū)υ谂臄z各個測試圖像之間的時間間隔的調(diào)整R，而是在由造影劑支持地對時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA期間進行。因為在拍攝第二測試圖像期間已經(jīng)可以按照第一測試圖像確定推注值。
[0026]測試圖像和診斷圖像可以表示平面以及體積。即，其可以被二維地構(gòu)造并且由所謂的像素構(gòu)成，或者其可以被三維地構(gòu)造并且由所謂的體素構(gòu)成。特別地，診斷圖像可以基于采樣或掃描過程，在該采樣或掃描過程中線性地并且相對于拍攝單元移動檢查區(qū)域，例如通過在其上放置患者3的患者臥榻6。此外，在許多斷層造影拍攝法中，特別是在CT以及旋轉(zhuǎn)血管造影中，拍攝單元AE圍繞檢查區(qū)域旋轉(zhuǎn)，以便以不同角度拍攝投影。測試圖像通常是基本上二維的圖像，但不是必需的。例如可以在單獨旋轉(zhuǎn)CT設(shè)備I的拍攝單元AE期間拍攝測試圖像，無需移動檢查區(qū)域。于是，測試圖像是患者3的截面圖像。拍攝這種截面圖像作為測試圖像在CT設(shè)備I中是有意義的，因為通過在唯一的旋轉(zhuǎn)的情況下產(chǎn)生的相對小的數(shù)據(jù)量能夠快速重建測試圖像。如果要最大化測試圖像的拍攝頻率，則在CT設(shè)備I的情況下，拍攝單元AE也可以連續(xù)地旋轉(zhuǎn)并且在旋轉(zhuǎn)期間連續(xù)地拍攝投影。由該投影可以(以截面圖像的形式)連續(xù)地重建測試圖像，其時間間隔尤其可以小于拍攝單元AE的旋轉(zhuǎn)時間的一半。在該情況下測試圖像相互重疊。此外，測試圖像也可以是定位片，即是通過拍攝單元AE的線性采樣或掃描過程獲得的二維投影，并且其給出關(guān)于患者3的相對大的區(qū)域的概覽。
[0027]因為在按照本發(fā)明的方法中應(yīng)當對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定B2，所以在由造影劑支持地對一系列測試圖像進行測試拍攝TA期間對患者3的相同區(qū)域成像是有意義的。但診斷圖像可以包括與由造影劑支持地對一系列測試圖像進行測試拍攝TA而選擇的檢查區(qū)域不同的區(qū)域。用于由造影劑支持地對一系列測試圖像進行測試拍攝TA的檢查區(qū)域例如可以是在心臟附近的靜脈，而要拍攝診斷圖像的區(qū)域是心臟本身。
[0028]推注被理解為給予造影劑，例如作為注射。推注值在本申請的意義上被理解為表征給予造影劑以及其在患者3的體內(nèi)、至少在檢查區(qū)域中的分布的參數(shù)。推注值例如是在檢查區(qū)域中按照強度形式的圖像信號，其中信號源于推注。通過將在檢查區(qū)域內(nèi)部的強度值相加，可以計算按照強度形式的推注值。如果借助CT設(shè)備執(zhí)行所描述的方法，則推注值可以作為HU值給出，于是該HU值相應(yīng)于豪恩斯弗爾德(Hounsf ield)標尺確定。
[0029]對各個在測試圖像中的推注值進行的一個第一確定BI在于，自動地識別檢查區(qū)域，例如通過分割，并且在所識別的檢查區(qū)域中同樣確定強度(或類似的圖像信號)。對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化的第二確定B2例如可以通過兩個推注值的相減、相除或比較運算來執(zhí)行。
[0030]根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化估計Ab在檢查區(qū)域中的將來的推注值可以以不同的方式進行。例如可以將推注值的時間發(fā)展與預定函數(shù)(例如分段線性函數(shù)或多項式)內(nèi)插。也可以將函數(shù)與推注值的時間變化匹配，例如指數(shù)函數(shù)。還可以采用關(guān)于應(yīng)用的造影劑及其特性的基礎(chǔ)知識或者關(guān)于患者3的基礎(chǔ)知識，諸如其年齡、身聞和性另U，以便確定待匹配的函數(shù)的某些自由的參數(shù)。
[0031]此外，還可以估計將來的推注值超過至少一個閾值的時間點。在此，對兩類閾值感興趣。在超過第一閾值的情況下，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得時間間隔取所定義的值。該第一閾值與為時間間隔所定義的值一樣可以通過具有拍攝單元AE的醫(yī)學設(shè)備、即例如CT設(shè)備的操作人員在執(zhí)行按照本發(fā)明的方法之前，借助通過計算機12與CT設(shè)備相連的輸入單元7輸入。然而，第一閾值可以與為時間間隔所定義的值一樣已經(jīng)預定，或依據(jù)另外的輸入的值來計算。另外的輸入的值尤其可以是關(guān)于患者3的特征或基礎(chǔ)知識，諸如年齡、身高和性別。無論如何，只要實際上測量出在測試圖像中推注值(或在至少兩個測量圖像之間推注值的變化)超過第一閾值，時間間隔根據(jù)方法的構(gòu)成就可以取定義的值。但是，只要基于估計預計出推注值(或推注值的變化)超過第一閾值，時間間隔就可以取定義的值。
[0032]只要推注值超過第二閾值，就對診斷圖像進行由造影劑支持的診斷拍攝dA。因此特別重要的是，估計將來的推注值超過第二閾值的時間點。因為在恰好推注值超過第二閾值時，則通常應(yīng)當剛好開始對診斷圖像進行由造影劑支持的診斷拍攝dA。
[0033]依據(jù)推注值的變化，結(jié)合對拍攝各個測試圖像之間的時間間隔的調(diào)整R，允許盡可能精確地估計將來的推注值超過第一或第二閾值的時間點。因為特別有意義的是，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得時間間隔隨著推注值的上升而減小。由此隨著推注值的上升，時間分辨率增加。也就是，推注值越接近第二閾值，時間分辨率越大，并且可以更好地確定應(yīng)當開始診斷圖像的由造影劑支持的診斷拍攝dA的時間點。
[0034]圖2示出了用于監(jiān)視推注值的成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括拍攝單元AE，該拍攝單元被設(shè)計為由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA。在一種實施方式中，成像系統(tǒng)的拍攝單元AE被設(shè)計為借助X射線輻射來拍攝。此外，該系統(tǒng)包括確定單元BE，該確定單元被設(shè)計為分別對在測試圖像中的推注值進行第一確定BI，以及被設(shè)計為對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定B2。該系統(tǒng)還包括估計單元AbE,該估計單元被設(shè)計為根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化來估計Ab在檢查區(qū)域中的將來的推注值。該系統(tǒng)還包括調(diào)整單元RE，該調(diào)整單元被設(shè)計為依據(jù)推注值的變化來調(diào)整R在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔。確定單元BE與估計單元AbE —起形成評估單元AuE。調(diào)整單元RE、確定單元BE和估計單元AbE可以硬件以及軟件形式構(gòu)造。例如可以將這些單兀中的一個構(gòu)造為所謂的FPGA (英文“Field Programmable Gate Array”的縮略語，現(xiàn)場可編程門陣列)或者包括算術(shù)邏輯單元。
[0035]在此示出的單元尤其被構(gòu)造為用于執(zhí)行在圖1中描述的方法。如果在此示出的單元實施在圖1中描述的方法，`則其互相交換數(shù)據(jù)。由此，拍攝單元AE將測試圖像傳輸?shù)酱_定單元BE。確定單元BE再將一個或多個推注值以及推注值的變化傳輸?shù)焦烙媶卧狝bE。估計單元AbE又將來自于確定單元BE的數(shù)據(jù)用于估計Ab將來的推注值以及將來的推注值超過閾值的時間點。將估計的推注值和/或超過閾值的時間點傳輸?shù)秸{(diào)整單元RE。調(diào)整單元又將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脚臄z單元AE，以用于調(diào)整R在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔。相應(yīng)地，在此提到的單元BE、RE、AbE和AuE也配備有存儲器，該存儲器允許這些單元存儲和進一步處理向其它單元傳輸或由其接收的各個數(shù)據(jù)。
[0036]圖3示出了用于監(jiān)視推注值的擴展的成像系統(tǒng)。在此以CT設(shè)備的形式的醫(yī)學設(shè)備I具有拍攝單元AE，拍攝單元包括輻射發(fā)射器8以及輻射探測器9。CT設(shè)備的輻射發(fā)射器8典型地是X射線管。CT設(shè)備的輻射探測器9典型地是行探測器或平面探測器，但其也可以被構(gòu)造為閃爍計數(shù)器或CCD照相機。在拍攝圖像、特別是診斷圖像或測試圖像的情況下，患者3位于患者臥榻6上，該患者臥榻這樣與臥榻基座4相連，使得該臥榻基座承載具有患者3的患者臥榻6?；颊吲P榻6被設(shè)計為將患者3沿著拍攝方向移動穿過拍攝單元AE的開口 10。如果患者3位于正確的位置處，由此可以拍攝檢查區(qū)域，則開始執(zhí)行由造影劑支持地對時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA的方法。在由造影劑支持地對時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝TA期間，通常不移動患者臥榻6。相反，為了由造影劑支持地診斷拍攝dA診斷圖像，通常借助患者臥榻6將患者3繼續(xù)移動穿過開口 10，以便能夠以三維圖像的形式由造影劑支持地診斷拍攝dA診斷圖像。
[0037]醫(yī)學設(shè)備I例如也可以是MRT設(shè)備。在MRT設(shè)備中，拍攝單元AE以至少一個HF線圈的形式構(gòu)造。在此，單個的HF線圈可以被構(gòu)造為輻射發(fā)射器8以及輻射探測器9。HF線圈尤其也可以是局部線圈，例如頭部線圈或胸部線圈。
[0038]將醫(yī)學設(shè) 備I的拍攝發(fā)送到計算機12以用于處理和/或顯示。在此示出的實施方式中，計算機12具有用于評估的評估單元AuE以及用于調(diào)整R在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔的調(diào)整單元RE，其分別在圖2中詳細描述。評估單元AuE以及調(diào)整單元RE可以以硬件以及軟件的形式構(gòu)造。
[0039]可以在不同的設(shè)備上實現(xiàn)評估單元AuE以及調(diào)整單元RE或評估單元AuE的各個單元。例如可以將評估單元AuE構(gòu)造為服務(wù)器的一部分，而將調(diào)整單元RE構(gòu)造為醫(yī)學設(shè)備I的一部分。
[0040]計算機12與輸出單元11以及輸入單元7相連。輸出單元11例如是一個(或多個)IXD、等離子或OLED顯示屏。在輸出單元11上的輸出2例如可以包括圖形用戶界面，以用于手動輸入閾值，并且還用于顯示測試圖像和/或診斷圖像。輸入單元7例如是鍵盤、鼠標、所謂的觸摸屏或者也是用于語音輸入的麥克風。
[0041]盡管通過優(yōu)選的實施例詳細說明和描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不受所公開的示例限制，并且可以由專業(yè)人員由此導出其它方案，而不脫離本發(fā)明的保護范圍。特別地，可以與給出的順序不同地實施方法步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)視推注值的方法，包括如下步驟: -由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝(TA)， -分別對在所述測試圖像中的推注值進行第一確定(BI)， -對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定(B2)， -依據(jù)推注值的變化來調(diào)整(R)在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟: -根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化來估計(Ab)在檢查區(qū)域中的將來的推注值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，估計將來的推注值超過至少一個閾值的時間點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得所述時間間隔隨著推注值的上升而減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，這樣調(diào)整在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔，使得只要推注值或在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化超過第一閾值，所述時間間隔就取定義的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，還包括如下步驟: -只要推注值超過第二閾值，就由造影劑支持地對診斷圖像進行診斷拍攝(dA)。
7.一種用于監(jiān)視推注值的成像系統(tǒng)，包括如下單元: -拍攝單元(AE)，該拍攝單元被`設(shè)計為由造影劑支持地對檢查區(qū)域的時間上一系列的測試圖像進行測試拍攝(TA)， -確定單元(BE)，該確定單元被設(shè)計為分別對在所述測試圖像中的推注值進行第一確定(BI)，以及被設(shè)計為對在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化進行第二確定(B2)， -調(diào)整單元(RE)，該調(diào)整單元被設(shè)計為依據(jù)推注值的變化來調(diào)整(R)在拍攝各個測試圖像之間的時間間隔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，還包括如下單元: -估計單元(AbE)，該估計單元被設(shè)計為根據(jù)在至少兩個測試圖像之間的推注值的變化來估計(Ab)在檢查區(qū)域中的將來的推注值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的成像系統(tǒng)，其中，所述拍攝單元(AE)被設(shè)計為借助X射線福射來拍攝。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)被設(shè)計為實施根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的方法。
【文檔編號】A61B5/055GK103654830SQ201310424685
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】U.福伊爾萊因, R.拉普 申請人:西門子公司