用于心肌灌注病理学表征的系统和方法

用于心肌灌注病理学表征的系统和方法
【专利摘要】一种通过分析感兴趣对象(20)的心脏的至少部分的多幅医学图像来表征心肌灌注病理学的方法，所述多幅医学图像是由医学成像模态(10)以连续的方式采集的，所述方法包括以下步骤：?对来自所述多幅医学图像的选定心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示采集顺序的索引分配到所述心肌图像位置的各自的采样强度，以获得强度曲线(60)；并且?基于所获得的强度曲线(60)，对指示在多个心肌分段中的心肌分段的至少子集之中的时空灌注非均匀性或灌注失相的索引号(64、66)进行计算；一种用于借助于执行这样的方法通过分析多幅医学图像来进行心肌灌注病理学表征的系统(52)；一种包括这样的系统(52)的医学成像模态(10)；一种用于执行这样的方法的软件模块(48)。
【专利说明】
用于心肌灌注病理学表征的系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及对心脏的医学成像的领域，并且具体涉及对心脏的医学图像进行分析的领域。
【背景技术】
[0002]由心脏磁共振(CMR)成像对心脏进行的首过增强成像以及近来心脏计算机断层摄影(CCT)成像也允许对心肌灌注的量化。该量化包括对时间强度曲线的半量化分析或真实量化分析。半量化分析包括对时间强度曲线的若干特性特征的量化，所述若干特性特征例如为峰值强度、最大上斜、均值传导时间等。在真实量化分析中，根据对在心肌中获得的动脉输入函数(AIF)和时间强度曲线的数学分析来计算实际的心肌血流量。在Jerosch-Herold的“Quantificat1n of myocardial perfus1n by card1vascular magneticresonance，，(Journal of Card1vascular Magnetic Resonance，2010年，第12卷，第57期)中给出了对半量化方法和真实量化方法两者的全面的综述。
[0003]国际申请WO2005/004066 Al描述了一种用于对心脏灌注的量化评估的方法。所述方法包括将被描绘在一系列心脏图像上的心肌划分成包括至少一个图像像素的图像分段，并且确定针对所述图像分段中的每个的心脏灌注参数。此外，选择具有正常灌注参数值的至少一个图像分段，并且随后，剩下的图像分段的心脏灌注参数是基于正常灌注参数值的。在一个实施例中，灌注参数是针对心肌中的造影剂的分布的时间强度概况的最大上斜。正常最大上斜是针对至少一个图像分段来导出的，并且相对最大上斜是针对与正常最大上斜有关的每个分段来计算的。基于这些值，针对每个分段计算在压迫时导出的心肌灌注参数与在休息时导出的心肌灌注参数的比率。作为范例，其被描述为计算针对每个分段的心肌灌注储备索引(MPRI)，所述MPRI被定义为在休息时与在压迫时导出的相对最大上斜的比率。

【发明内容】

[0004]目前，心肌灌注不足使得存在对应用用于表征和分析的有创方法的要求。无创成像方法不能够可靠地区分冠状动脉微脉管功能障碍(MVD)与多支血管冠心病(包括冠状动脉左总干病;CAD)，这是因为这两种状况都可以导致弥漫性心肌缺血，其在视觉上和量化分析上都能够具有相似的表现。因此，患者经历有创血管造影，并且在具有心肌缺血的患者中证实出正常冠状动脉之后才诊断冠状动脉微脉管功能障碍。
[0005]对首过增强图像的分析可以实现对心肌血流量的真实量化。尽管能够通过对心肌血流量的真实量化来分析灌注不足，然而，无创方法仅能够评估缺血的分布和严重性，但是无创方法不能够测量心肌的不同分段中的灌注的时空均匀性。例如，MVD和CAD两者都被表征为严重的且在空间上广泛分布的缺血，通常与到心肌的心内膜层的造影剂的延迟到达相关联。
[0006]因此，本发明的目的是提供一种通过分析感兴趣对象的心脏的至少部分的多幅医学图像来表征心肌灌注病理学的改进的方法，所述多幅医学图像是由医学成像模态以连续的方式采集的。
[0007]该目的通过包括以下步骤的方法来实现:
[0008]-在所述多幅医学图像中描绘所述感兴趣对象的所述心脏的选定部分的轮廓，并且将所述选定部分分割成多个分段；
[0009]-对来自所述多幅医学图像的选定心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示所述医学图像中的每幅的采集顺序的索引分配到所述心肌图像位置的各自的采样强度，以获得针对所述选定心肌图像位置中的每个的强度曲线；
[0010]-基于所获得的强度曲线，对指示在多个心肌分段中的心肌分段的至少子集之中的时空灌注非均匀性或灌注失相的索引号进行计算。
[0011]在本申请中所使用的术语“心脏的选定部分”应当被具体理解为心脏的任何脉管腔，并且也应当被理解为涵盖左心室和升主动脉。
[0012]在本申请中所使用的术语“医学成像模态”应当具体涵盖心脏磁共振(CMR)成像设备、心脏计算机断层摄影(CCT)成像设备、冠状动脉血管造影(CA)设备、CCT血管造影(CCTA)设备、脉管内超声(IVUS)设备、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)设备、正电子发射断层摄影(PET)设备以及回波心动描记设备。
[0013]在本申请中术语“时空灌注非均匀性”也可以指“时空失相”，并且应当被具体理解为在病理学异常的情况下的非均匀心肌血流量的时间和空间分布。
[0014]可以人工地、半自动地或全自动地执行描绘心脏的选定部分的轮廓的步骤。适当的分割技术在现有技术中是已知的、商业可获得的，并且因此在本文中不进行更加详细的讨论。
[0015]心肌分段的子集可以包括如灌注地带的多个心肌分段的严格子集，或者其也可以包括完整的心肌。
[0016]表示对医学图像中的每一幅的采集顺序的索引可以参考时间尺度，并且可以是时间本身。
[0017]所述方法的一个优点在于以下事实:S卩，在对心脏的选定部分的不同区域的灌注的分布上的额外的时间信息被提供，其能够被用于以快速且简单的方式表征特定的心肌病理学。尤其是，所计算的索引号能够被用于在表征上对冠心病与微脉管病进行区别。
[0018]所述方法的另一优点在于能够由无创方法来提供额外的信息，使得在许多情况下能够避免有创血管造影评估。
[0019]在应用描绘心脏的选定部分的轮廓的步骤之前，多幅医学图像可以已经经历图像配准技术，以对感性对象的呼吸运动进行校正。适当的配准技术在现有技术中是公知的，并且因此应当不在本文中进行详细讨论。
[0020]此外，为了更好的结果，所获得的强度曲线可以已经经历滤波。可以采用适合于本领域技术人员的任何滤波技术。
[0021]在优选实施例中，所述方法还包括进行对多个分段中的每个分段中的心肌血流量的量化的步骤。进行对心肌血流量的真实量化的步骤可以根据在背景部分中提出的综述文章中描述的现有技术中的一个(例如，去卷积方法)或根据本领域技术人员认为合适的任何其他技术来执行。对在每个分段中的心肌血流量的真实量化能够提供用于表征心肌灌注病理学的补充信息。
[0022]在所述方法的另一实施例中，所述多幅医学图像是在向所述感兴趣对象施予造影剂之后由所述医学成像模态采集的。在本申请中所使用的术语“造影剂”应当被具体理解为当由医学成像模态采集时与基线相比，生成比在药剂周围的感兴趣对象的组织更大的信号的任何药剂。如果医学成像模态基于使用伽马射线的工作原理，则术语“造影剂”也应当涵盖放射性示踪剂材料。以这种方式，能够改进信噪比并且能够实现对心肌灌注病理学的更加确切的表征。
[0023]在一个实施例中，可以在想感兴趣对象施予造影剂之后或者在造影剂首过通过心脏期间采集多幅医学图像。
[0024]在另一实施例中，可以在向感兴趣对象施予造影剂之后并且在当造影剂的浓度在感兴趣对象中已经达到稳定状态浓度时的时间期间采集多幅医学图像。这对于通过压力回波灌注成像来采集医学图像而言是特别重要的。
[0025]在一个实施例中，可以使用如动脉自旋标记的内源性对比度并且在造影剂首过通过心脏期间采集多幅医学图像。
[0026]在另一优选实施例中，所述方法还包括识别心脏的选定部分中的参考位置的步骤，其中，在计算索引号的步骤中，参考由所识别的参考位置确定的参考时间来评价强度曲线。这样一来，能够提供用于计算索引号的精确参考。优选的参考位置是左心室，这是因为左心室是在首过期间接收造影剂并且先于针对选定的心肌图像位置中的每个的所获得的强度曲线中的上斜的位置。在本申请中所使用的术语“上斜”应当被具体理解为当所获得的强度曲线的强度由于造影剂的施予而与没有造影剂的情况下的强度相比超过预定阈值(例如，10%)时的时刻。
[0027]在另一优选实施例中，所述方法还包括针对选定心肌位置中的每个自动确定相对于由所识别的参考位置确定的参考时间直到心肌图像位置中的每个的采样强度的特性特征的出现的个体时间段的步骤。然后，所述个体时间段被用在计算索引号的步骤中。特性特征可以是强度上升的开始的时间点、峰值强度的时间点，或表现为适合于本领域技术人员的任何其他特性特征。以这种方式，能够以自动方式容易地计算指示时空灌注非均匀性的索引号。
[0028]优选地，计算所述索引号的步骤包括计算指示相对于在所识别的参考位置处的特性特征的出现的时间直到在个体心肌位置中的每个处的特性特征的出现的时间的方差的统计学量度。这样一来，能够提供以非常显著的方式描述在心肌分段之中的时空灌注非均匀性的索引号。所述统计学量度可以具有方差的形式，方差习惯上被用在统计学中作为数的集合展开到什么程度的量度。从这个意义上讲，方差可以是数的集合的标准差的平方。总体而言，统计学量度可以具有本领域技术人员认为适合于指示直到在个体心肌位置中的每个处的特性特征的出现的时间的方差的任何其他形式。
[0029]优选地，将对所述感兴趣对象的所述心脏的至少部分的所述多幅医学图像的所述采集至少部分地与所述感兴趣对象的所述心脏的循环运动同步。例如，能够在如QRS波群的R峰的心电图中的参考事件之前或之后的固定时间量处采集医学图像。本方法的该实施例的优点在于在心脏的相似状态处获取多幅医学图像中的所有医学图像，使得在医学图像之中的心肌心室几乎没有运动，并且相对静止地绘制心肌。
[0030]在本方法的又一实施例中，在对心肌图像位置的强度进行采样的步骤中，所述心肌图像位置在沿着心肌的方向上以及在跨心肌的方向上被选择。以这种方式，计算的索引号以特别适当的方式表示心肌分段之中的时空灌注非均匀性。
[0031]所述方法还包括生成灌注图并将灌注图显示到用户的步骤。在本申请中所使用的术语“灌注图”应当被具体理解为根据位置和时间的心肌中的图像位置的强度的颜色表示。灌注图的水平轴可以表示时间，并且垂直轴可以表示心肌中的位置(即，分段)。在较早的出片反物中，例如在Marcel Breeuwer的 “Comprehensive visualizat1n of first-passmyocardial perfus1n: The uptake movie and the perfusogram”( Internat1nalSociety for Magnetic Resonance in Medicine，ISMRM 2002)中已经将“灌注图”描述为将心肌灌注可视的有用工具。例如，灌注图可以被显示在习惯上用于多幅医学图像已经利用其被采集的医学成像模态的监视器单元上。
[0032]此外，所述方法优选地可以包括在灌注图中实施至少一个标记物的步骤，所述至少一个标记物指示至少一个特性位置和/或至少一个特性时间点。能够以快速的方式将被包含在灌注图中的信息传达到用户的这样的标记物的范例是冠状动脉灌注地带的位置、左心室的分段的界线(例如，根据AHA17分段模型)以及如开始时间和峰值时间的造影剂通过的特性时刻。标记物可以被形成为直线、曲线，或者为标记心肌的地带的封闭环。
[0033]在另一优选实施例中，所述方法还可以包括实施多个计算机链接的步骤，其中，所述多个计算机链接中的每个计算机链接被分配到灌注图中的位置，并且其中，所述多个计算机链接中的每个计算机链接被链接到表示所述多幅医学图像中的医学图像的数据集。以这种方式，可以将关于心肌血流量的详细信息容易地提供到用户，通常是医学工作人员成员。
[0034]本发明的另一目标是提供一种用于通过分析感兴趣对象的心脏的至少部分的多幅医学图像来进行心肌灌注病理学表征的系统。所述多幅医学图像是由医学成像模态以连续的方式采集的。所述系统包括:
[0035]-描绘单元，其被提供用于在所述多幅医学图像中描绘所述感兴趣对象的所述心脏的选定部分的轮廓，并且用于将所述选定部分分割成多个分段；
[0036]-强度采样器与分析单元。
[0037]所述强度采样器与分析单元被配置为:
[0038]-用于对来自所述多幅医学图像的心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示所述医学图像中的每幅的采集顺序的索引分配到所述心肌图像位置的各自的采样强度;并且
[0039]-用于对指示在多个心肌分段中的心肌分段的至少子集之中的时空灌注非均匀性或灌注失相的索引号进行计算。所述系统能够提供如以上针对所述方法公开的相同优点。
[0040]在本发明的另一方面中，一种用于心肌灌注病理学表征的系统是多幅医学图像已经利用其采集的医学成像模态的集成部分。优选地，所述医学图像模态被设计为磁共振成像装置。所述磁共振成像装置可以有利地包括同步器具，所述同步器具用于将对医学图像的采集与感兴趣对象的心脏的循环运动同步。
[0041 ]在本发明的又一方面中，一种软件模块被提供用于执行上面公开的表征心肌灌注病理学的方法中的任何或者它们的组合，其中，要进行的方法步骤被转换成所述软件模块的程序代码，其中，所述程序代码能够实施在所述医学成像模态的控制单元的存储器单元中，并且能够由所述医学成像模态的所述控制单元的处理器单元运行。
[0042]所述控制单元可以是习惯上用于控制医学成像模态的功能的控制单元。所述控制单元备选地可以是被特别分配为运行方法步骤的额外的控制单元。
[0043]软件模块能够实现对所述方法的鲁棒且可靠的运行，并且能够允许对方法步骤的快速修改和/或对图像配准算法的调整。
【附图说明】
[0044]本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例而变得显而易见，并且参考下文描述的实施例得到阐述。
[0045]在附图中:
[0046]图1是被设计为磁共振成像系统的根据本发明的医学成像模态的实施例的部分的示意性图示；
[0047]图2是针对在造影剂首过通过控制个体的心脏期间(顶部)，通过具有微脉管功能障碍的个体的心脏期间(中间)，以及通过具有三支血管冠心病的个体的心脏期间(底部)的心肌灌注的根据本发明获得的强度曲线的示意性图示；
[0048]图3示出了包括根据依照图2的强度曲线计算的，指示时空灌注非均匀性的所计算的索引号的图；并且
[0049]图4图示了灌注图的范例。
[0050]附图标记列表[0051 ] 10医学成像模态
[0052]12磁共振扫描器
[0053]14主磁体
[0054]16检查空间
[0055]18中心轴
[0056]20感兴趣对象
[0057]22磁梯度线圈系统
[0058]24全身线圈
[0059]26射频屏蔽
[0060]28控制单元
[0061]30射频发射器单元
[0062]32频切换单元
[0063]34图像处理单元
[0064]36监视器单元
[0065]38心电图设备
[0066]40 电极
[0067]42同步单元
[0068]44存储器单元
[0069]46处理器单元
[0070]48软件模块
[0071]50触发信号
[0072]52用于心肌灌注病理学表征的系统
[0073]54描绘单元
[0074]56血流分析器
[0075]58强度采样器与分析单元
[0076]60随时间的强度曲线
[0077]62灌注图
[0078]64第一索引号
[0079]66第二索引号
[0080]AIF动脉输入函数
[0081]LV左心室
[0082]TTPI到峰值强度的时间
【具体实施方式】
[0083]图1示出了根据本发明的医学成像模态10的实施例的部分的示意性图示，所述医学成像模态被设计为磁共振成像系统，用于采集感兴趣人类对象20的心脏的至少部分的医学图像(由磁共振图像表示)。磁共振成像系统包括具有主磁体14的磁共振扫描器12，所述主磁体被提供用于生成静态磁场。主磁体14具有中心膛，所述中心膛提供用于要被定位在其内的感兴趣对象20的围绕中心轴18的检查空间16。出于简明的原因，在图1中已经省略了用于支撑感兴趣对象20的常规诊查台。大致静态的磁场定义检查空间16的轴向方向，所述轴向方向平行于中心轴18被对准。此外，磁共振成像系统10包括磁梯度线圈系统22，所述磁梯度线圈系统被提供用于生成被叠加到静态磁场的梯度磁场。如现有技术已知的，磁梯度线圈系统22被同轴地布置在主磁体14的膛内。
[0084]在原理上，本发明也适用于提供在静态磁场内的检查区域的任何其他类型的磁共振成像系统。此外，应当认识到，本发明能够与被配置为采集感兴趣对象的心脏的至少部分的医学图像的任何其他医学成像模态一起使用。本发明能够被应用于的医学成像模态的范例为心脏计算机断层摄影(CCT)成像设备、冠状动脉血管造影(CA)设备、CCT血管造影(CCTA)设备、血管内超声(IVUS)设备、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)设备、正电子发射断层摄影(PET)设备以及心电图设备。
[0085]此外，磁共振成像系统包括被设计为全身线圈24的射频天线，所述全身线圈被提供用于在射频发射阶段期间将射频电磁场施加到检查空间16，以激励感兴趣对象20中或内的原子核。全身线圈24也被提供为在射频接收阶段期间接收来自感兴趣对象20中或内的被激励的原子核的磁共振信号。在磁共振成像系统的操作状态中，射频发射阶段和射频接收阶段是以连续的方式发生的。全身线圈24具有中心轴，并且，在操作状态中，全身线圈24被同轴地布置在主磁体14的膛内，使得全身线圈24的中心轴与磁共振成像系统的中心轴18重合。如本领域所公知的，圆柱形金属射频屏蔽26被同轴地布置在磁梯度线圈系统22与全身线圈24之间。
[0086]磁共振成像系统还包括控制单元28，所述控制单元被提供用于至少控制磁共振扫描器12和磁梯度线圈系统22的功能。控制单元28包括常规的监视器单元36。
[0087]此外，磁共振成像系统包括射频发射器单元30，所述射频发射器单元被连接到控制单元28并由控制单元28控制。射频发射器单元30被提供为在射频发射阶段期间经由射频切换单元32将磁共振射频的射频功率馈送到全身线圈24。在射频接收阶段期间，射频切换单元32将来自全身线圈24的磁共振信号引导到驻留在控制单元28中的图像处理单元36。图像处理单元34被配置用于处理所采集的磁共振信号，以根据所采集的磁共振信号生成感兴趣对象20的部分的磁共振图像。对于本领域技术人员而言，该技术的许多不同变型是公知的，并且因此不需要在本文中更加详细地描述。
[0088]为了采集感兴趣对象20的心脏的磁共振图像，磁共振成像系统包括同步器具，所述同步器具用于将对医学图像的采集与感兴趣对象的心脏的循环运动同步。同步器具被形成为心电图设备38和同步单元42。
[0089]心电图设备38被提供用于获取感兴趣对象20的心脏的心电图数据的测量结果。对此，心电图设备38的多个电极40可以被布置在感兴趣对象20处。此外，心电图设备38包括用于对心电图数据进行滤波以减少由磁梯度场生成的伪影的器具。合适的滤波器具对于本领域技术人员而言是已知的，并且因此将不在本文中更加详细地描述。
[0090]心电图设备38被耦合到同步单元42，所述同步单元被配置用于生成触发信号50，以根据对心脏活动的QRS波群(ORS complex)的R峰的检测来触发采集磁共振信号的采集时期。同步单元42继而被親合到控制单元28。控制单元28被配置为通过由同步单元42提供的触发信号50来被同步，以用于生成针对生成梯度磁场的磁梯度线圈系统22的控制信号。对此，控制单元28被配置为在接收触发信号50后生成多个序列，每个序列包括射频场和磁梯度场。
[0091]医学成像模态10包括用于通过分析感兴趣对象20的心脏的至少部分的多幅医学图像来进行心肌灌注病理学表征的系统52。用于心肌灌注病理学表征的系统52驻留在控制单元28的壳体内，并且包括描绘单元54、血流分析器56以及强度采样器与分析单元58。将在下文中详细解释这些设备的功能和交互。
[0092I 在向感兴趣对象20施予造影剂之后，在造影剂首过通过感兴趣对象20的心脏期间，由磁共振成像系统以连续的方式采集采取感兴趣对象20的心脏的磁共振图像的形式的多幅医学图像。已经分别针对三种不同感兴趣对象采集了多幅医学图像:控制个体、具有三支血管冠心病的个体，以及具有微脉管功能障碍的个体。已经将对感兴趣对象20的心脏的多幅医学图像的采集与感兴趣对象20的各自的心脏的循环运动同步，如上所述。
[0093]在对各自的感兴趣对象20的心脏的每种多幅医学图像的采集之后，由根据本方法的表征心肌灌注病理学的方法的实施例来分析医学图像。在以下所述方法被详细描述为被应用于一种多幅医学图像。应当理解，所述方法也以同样的方式适用于其他两种多幅医学图像。
[0094]为了能够执行所述方法，用于心肌灌注病理学表征的系统52包括软件模块48(图1)。要被进行的方法步骤被转换成软件模块48的程序代码，其中，程序代码可实施在用于心肌灌注病理学表征的系统52的存储器单元44中，并且由用于心肌灌注病理学表征的系统52的处理器单元46运行。
[0095]在预备步骤中，将多幅医学图像中的每幅医学图像服从图像配准算法。
[0096]在所述方法的第一步骤中，由用于心肌灌注病理学表征的系统52的描绘单元54在多幅医学图像中描绘感兴趣对象20的心脏的左心室的轮廓，并且将左心室分割成多个分段。
[0097]在所述方法的下一步骤中，用于心肌灌注病理学表征的系统52的血流分析器56在多个分段中的每个分段中进行对心肌血流量的真实量化。
[0098]然后，由用于心肌灌注病理学表征的系统52的强度采样器与分析单元58选择心肌图像位置。在沿着心肌的方向上以及在跨心肌的方向上选择心肌图像位置。强度采样器与分析单元58然后对来自多幅医学图像的选定的心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示由对医学图像中的每一幅的采集时间形成的采集顺序的索引分配到心肌图像位置的各自的采样强度，以获得针对选定的心肌图像位置中的每个的随时间的强度曲线60。
[0099]在图2中示意性地示出了针对三种不同感兴趣对象的所获得的随时间的强度曲线60(顶部:控制个体，中间:具有微脉管功能障碍(MVD)的个体，底部:具有三支血管冠心病(CAD)的个体)。
[0100]针对图2中的随时间的强度曲线60，为了提供合适的时间尺度，由强度采样器与分析单元58识别左心室中的参考位置。参考位置是在造影剂首过期间并在选定的心肌图像位置的强度的上升的开始之前首次接收造影剂的位置。参考位置处的强度的上升的开始的时间点充当参考时间。参考所识别的参考位置和参考时间来评价随时间的强度曲线60。
[0101]在所述方法的下一步骤中，针对选定的心肌位置中的每个，自动确定相对于所识别的参考位置和对应的参考时间直到在心肌图像位置中的每个的采样强度曲线60中的特性特征的出现的个体时间段。在该实施例中，特性特征是随时间的强度曲线的峰值强度。个体到峰值强度时间段TTPI被用在计算索引号64、66的下一步骤中。
[0102]在所述方法的后续步骤中，强度采样器与分析单元58基于所获得的随时间的强度曲线60来计算第一索引号64，所述第一索引号指示在多个心肌分段中的心肌分段的子集之中的时空灌注非均匀性或失相。
[0103]指示左心室灌注的时间失相的第一索引号64在下一步骤中被计算为在参考时间与直到随时间的强度曲线60的峰值强度出现的时间之间的到峰值强度时间段TTPI的方差。在本文中，方差被理解为时间段TTPI的标准差的平方。
[0104]指示左心室灌注的时间失相的第二索引号66被计算为参考时间与直到随时间的强度曲线60的峰值强度出现的时间之间的到峰值强度TTPI的时间段的变异系数。
[0105]针对在图3中显示的计算的索引号64、66的结果清楚地示出了控制个体(CTRL，左列)、具有三支血管冠心病的个体(CAD，中间列)以及具有微脉管功能障碍的个体(MVD，右列)之间的显著差异。
[0106]根据图2中的随时间的强度曲线60变得明显的是，MVD和三支血管CAD两者都被表征为严重的且在空间上广泛分布的缺血，通常与到心肌的心内膜层的造影剂的延迟到达相关联。然而，添加时空失相分析能够提供关于对左心室的不同区域的灌注的时间分布的额外信息。图3示出了计算的索引号64、66构成CAD与MVD之间的因不同潜在病理生理学的主要差异，并且允许特定表征。
[0107]在具有CAD的个体中，心肌中的心肌血流量的时空分布是越来越不均匀的。而在具有MVD的个体中，病理改变涉及微观循环及其在心缩期中与心肌收缩的相互作用。在这种情况下，对心外膜层的灌注未被堵塞并且非常均匀。然而，在首过波的透壁传播中存在延迟。类似于CAD，这引起具有延迟的强度上升开始的广泛分布缺血。然而，该特征在心肌上在时间域中是均匀的，从而允许在CAD与MVD之间进行无创区分。
[0108]在所述方法的另一步骤中，灌注图62被生成并由监视器单元36显示到用户。图4图示了具有灰度级或颜色编码的灌注图62的范例。能够在灌注图62(未示出)中实施指示特性位置和/或特性时间点的标记物，如直线。在灌注图62中也能够插入其他标记物(未示出)，所述其他标记物被形成为闭合环，并且指示在其中心肌被较不好地灌注的时间和空间方案。
[0109]在所述方法的又一步骤中，在灌注图62中实施多个计算机链接。多个计算机链接中的每个计算机链接被分配到灌注图62中的位置，并且多个计算机链接中的每个计算机链接被链接到表示多幅医学图像中的医学图像的数据集。图4中示出的计算机鼠标光标正指向灌注图62的表示特定时间点和心肌中的特定位置的位置。通过敲击鼠标按钮，激活到表示对应于时间点和心肌的位置的医学图像的数据集的计算机链接，并且将所述医学图像显示在磁共振成像系统的监视器单元36上。
[0110]尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示范性的，而非限制性的;本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管特定措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
【主权项】
1.一种通过分析感兴趣对象(20)的心脏的至少部分的多幅医学图像来表征心肌灌注病理学的方法，所述多幅医学图像是由医学成像模态(10)以连续的方式采集的，所述方法包括以下步骤: -在所述多幅医学图像中描绘所述感兴趣对象的所述心脏的选定部分的轮廓，并且将所述选定部分分割成多个分段； -对来自所述多幅医学图像的选定心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示所述医学图像中的每幅的采集顺序的索引分配到所述心肌图像位置的各自的采样强度，以获得针对所述选定心肌图像位置中的每个的强度曲线(60); -基于所获得的强度曲线(60)，对指示在多个心肌分段中的心肌分段的至少子集之中的时空灌注非均匀性或灌注失相的索引号(64、66)进行计算。2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤: -实行对在所述多个分段中的每个分段中的心肌血流量的量化。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述多幅医学图像是在向所述感兴趣对象(20)施予造影剂之后由所述医学成像模态(10)采集的。4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤: -识别在所述心脏的所述选定部分中的参考位置，其中，在计算所述索引号(64、66)的步骤中，参考由所识别的参考位置确定的参考时间来评价所述强度曲线(60)。5.如权利要求4所述的方法，还包括以下步骤: -针对选定心肌位置中的每个，自动确定相对于由所识别的参考位置确定的参考时间直到所述心肌图像位置中的每个的所述采样强度的特性特征的出现的个体时间段(TTPI)， 其中，所述个体时间段(TTPI)被用在计算所述索引号(64、66)的步骤中。6.如权利要求4或5所述的方法，其中，计算所述索引号(64、66)的步骤包括计算指示相对于在所识别的参考位置处的特性特征的出现的时间直到在个体心肌位置中的每个处的特性特征的出现的时间(TTPI)的方差的统计学量度。7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将对所述感兴趣对象(20)的所述心脏的至少部分的所述多幅医学图像的所述采集至少部分地与所述感兴趣对象(20)的所述心脏的循环运动同步。8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在对心肌图像位置的强度进行采样的步骤中，所述心肌图像位置在沿着心肌的方向上以及在横跨心肌的方向上被选择。9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括生成灌注图(62)并且将所述灌注图显示到用户的步骤。10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括在灌注图(62)中实施至少一个标记物的步骤，所述至少一个标记物指示至少一个特性位置和/或至少一个特性时间点。11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括实施多个计算机链接的步骤，其中，所述多个计算机链接中的每个计算机链接被分配到灌注图(62)中的位置，并且其中，所述多个计算机链接中的每个计算机链接被链接到表示所述多幅医学图像中的医学图像的数据集。12.—种用于通过分析感兴趣对象(20)的心脏的至少部分的多幅医学图像来进行心肌灌注病理学表征的系统(52)，所述多幅医学图像是由医学成像模态(10)以连续的方式采集的，所述系统(52)包括: -描绘单元(54)，其被提供用于在所述多幅医学图像中描绘所述感兴趣对象(20)的所述心脏的选定部分的轮廓，并且用于将所述选定部分分割成多个分段； -强度采样器与分析单元(58)，其被配置: -用于对来自所述多幅医学图像的心肌图像位置的强度进行采样，并且将表示所述医学图像中的每幅的采集顺序的索引分配到所述心肌图像位置的各自的采样强度;并且 -用于对指示在多个心肌分段中的心肌分段的至少子集之中的时空灌注非均匀性或灌注失相的索引号(64、66)进行计算。13.—种包括如权利要求12所述的系统(52)的医学成像模态(10)。14.如权利要求13所述的医学成像模态(10)，其被设计为磁共振成像装置。15.—种用于执行如权利要求1至11中的任一项所述的表征心肌灌注病理学的方法的软件模块(48)，其中，要被实行的方法的步骤被转换成所述软件模块(48)的程序代码，其中，所述程序代码能够实施在所述医学成像模态(10)的控制单元(52)的存储器单元(44)中并且能够由所述医学成像模态(10)的所述控制单元(52)的处理器单元(46)运行。
【文档编号】G06T7/00GK105848577SQ201480054511
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年10月1日
【发明人】M·布雷沃, A·基里比里, E·纳格尔
【申请人】皇家飞利浦有限公司, 伦敦国王学院