专利名称：用于动态的、对比度增强的成像研究的似合理的参考曲线的制作方法
用于动态 的、对比度增强的成像研究的似合理的参考曲线本申请涉及用于执行动态的、对比度增强的成像研究的医学成像系统和方法， 并且，更具体地，涉及用于确定在执行动态的、对比度增强的成像研究中使用的似合理 (plausible)的参考信息的医学成像系统和方法。功能性成像是一种通过使用医学成像模态而检测或测量某个组织或器官内的代谢、血流、区域化学成分以及吸收的变化的方法。这样的医学成像模态包括计算机断层摄影 (CT)系统、磁共振(MR)系统、正电子发射断层摄影系统(PET)以及单光子发射计算机断层摄影(SPECT)系统。在功能性成像期间，常常使用造影剂。在医学成像中，造影剂是用于增强身体内的结构或流体的对比度的物质。以该方式，在功能性成像中使用动态的、对比度增强的研究，例如检测脑中的缺血或肿瘤中的血液灌注和渗透性。在这样的研究期间，在采集时期期间，重复地采集感兴趣组织的图像，以观察随着时间的造影剂的动态。能够分析感兴趣组织内的造影剂的时间浓度曲线TCC(t)，以确定局部血量、灌注的血流或血流穿过受损害的血管壁的渗透速率。定量分析需要参考信息，以确定造影剂的动态。时间参考和容量参考常常用于提供参考信息。时间参考显示递送至感兴趣组织的造影剂的动态，一般由动脉输入函数AIF(t)表示。容量参考显示穿过感兴趣组织的造影剂的容量，一般从静脉流出函数VOF (t)确定。时间浓度曲线，特别是参考曲线AIF (t)和VOF (t)，只有在不具有部分容量退化或具有最小的部分容量退化的解剖固定点处显示造影剂浓度的情况下才有效。来自动态研究的功能性分析的结果严重受到被伪影损害的参考曲线的影响。伪影是在医学图像中看到的组织结构的错误表示。伪影可能由例如数据采集错误引起，所述数据采集错误例如为由于成像过程期间的运动导致的那些错误。由于采集时间一般在45秒至几分钟的范围内，因而运动伪影成为医学图像中的质量退化的主要原因。这些运动伪影可能由生理运动(例如， 在呼吸循环期间的肝的变形)和无意识的运动(例如，对于难以获得患者依从性的急性中风的灌注研究中的头部运动)。鉴于上面所述，总发明构思包含在诸如运动伪影的伪影存在的情况下提供有效的 TCC的综合方法。另外，公开了用于确定在执行动态的、对比度增强的成像研究中使用的似合理的参考曲线的系统和方法。根据一个示范性实施例的图像处理系统能够从图像数据确定诸如时间浓度曲线 (TCC)的有效参考信息。该图像处理系统包括计算机，该计算机接收随着时间采集的具有一系列图像扫描的形式的图像数据，图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域。该计算机使用选择逻辑来处理图像扫描并自动地选择位置，在该位置处，将观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息。在一个示范性实施例中，计算机提供显示所观察到的参考信息和所建模的参考信息的图形用户界面(GUI)。GUI允许用户回顾所观察到的参考信息和所建模的参考信息的比较，并与其交互(例如，改变所显示的参考信息的范围)。能够基于患者特异性信息、病理特异性信息和/或采集特异性信息中的至少一个调整所建模的参考信息。例如，所建模的参考信息能够说明造影剂的特性、造影剂的注射部
4位的位置以及将被成像的感兴趣区域。根据一个示范性实施例的图像处理系统包括用于配准图像扫描以补偿运动的配准逻辑。图像扫描包括通过随着时间对视场(例如，聚焦于感兴趣区域上)成像以获得第一图像数据而获得的图像数据。重建该第一图像数据，以获得具有第一切片厚度和第一切片距离(例如，高分辨率、薄切片)的第一数据集。这些薄切片能够具有例如1至2mm的厚度。第一数据集包括从相同的视场获得的图像数据。该图像数据经受患者运动。因此， 由配准逻辑配准第一数据集，以补偿在视场内发生的第一图像数据中的运动。例如，基于感兴趣区域中不受造影剂影响的解剖特征而配准图像扫描。一旦配准，就能够将第一数据集用于形成具有第二切片厚度和第二切片距离(例如，厚切片)的第二数据集。这些厚切片能够具有例如5至IOmm的厚度。在该第二数据集上执行功能性分析(例如，灌注分析)。此外，选择逻辑(下面描述)能够从第一数据集或第二数据集获得似合理的参考信息。相反地，对于常规的灌注分析，典型地仅利用单个数据集和单个切片厚度(例如， 厚切片)。尤其是，典型地在厚切片上执行配准，而不重建薄切片。根据一个示范性实施例的图像处理系统包括用于确定似合理的参考信息是否包括运动伪影的校正逻辑。如果校正逻辑确定似合理的参考信息包括运动伪影，那么，校正逻辑执行以下中的一个拒绝似合理的参考信息和修改似合理的参考信息以说明运动伪影。 可以通过使用以下中的至少一个而实现这样的校正所观察到的参考信息的有效部分和来自所建模的参考信息的知识。根据一个示范性实施例的方法从图像数据确定诸如参考时间浓度曲线(TCC)的似合理的参考信息。该方法包括采集具有在一段时间进行的一系列图像扫描的形式的图像数据，图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域。该方法还包括将图像扫描与共同的坐标系配准。根据该方法，处理图像扫描，以将来自图像扫描的所观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息。然后，该方法确认似合理的参考信息不包括运动伪影。如果确定似合理的参考信息包括运动伪影，那么，使用所观察到的参考信息的有效部分和来自所建模的参考信息的知识中的至少一个来修改似合理的参考信息或拒绝似合理的参考信息。根据一个示范性实施例的计算机程序产品，包括具有包含在其中的计算机可读程序代码的计算机可用介质，该计算机可读程序代码适于被执行以实现从图像数据确定诸如时间浓度曲线(TCC)的似合理的参考信息的方法，该图像数据具有在一段时间进行的一系列图像扫描的形式，图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域。该方法包括将图像扫描与共同的坐标系配准。根据该方法，处理图像扫描，以将来自图像扫描的观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息。然后，该方法确认似合理的参考信息不包括运动伪影。如果确定似合理的参考信息包括运动伪影，那么，使用所观察到的参考信息的有效部分和来自所建模的参考信息的知识中的至少一个来修改似合理的参考信息或拒绝似合理的参考信息。从以下示范性实施例的详细描述，从权利要求书并从附图中，总发明构思的更进一步的优势、特征和/或方面将变得更容易显而易见。本发明可以采取各种部件和部件布置的形式，并且，可以采取各种步骤和步骤安排的形式。附图仅出于图解说明在本文中公开的示范性实施例的目的，并不意在限制本发明。
图1是根据一个示范性实施例的用于确定似合理的参考曲线的系统；图2A是显示根据一个示范性实施例的动脉TCC的图表，其中，观察到的曲线(实线)与拟合模型曲线(虚线)一起显示；图2B是显示根据一个示范性实施例的静脉TCC的曲线图，其中，观察到的曲线 (实线)与拟合模型曲线(虚线)一起显示；图3是根据一个示范性实施例的脑的横向切片的图像，其中，基于建模结果和观察结果之间的相似性的质量标准用于针对脑灌注应用而自动地寻找参考静脉；图4是根据一个示范性实施例的确定似合理的参考曲线的方法。虽然总发明构思容许许多不同形式的实施例，但在附图中显示并且在本文中详细描述其特定实施例，并且将理解本公开被认为是总发明构思的原理的例证。因此，并不旨在将总发明构思限于在本文中图解说明的特定实施例。在图1中显示根据一个示范性实施例的用于确定在执行动态的、对比度增强的成像研究中使用的似合理的参考曲线的系统100。系统100包括一个或多个计算机部件。如在本文中所使用的，“计算机部件”包括但不限于计算机相关的实体，硬件、固件、软件或以上的组合或者执行的软件。例如，计算机部件能够是，但不限于，处理器、对象、可执行、处理器上运行的过程、执行线程、程序以及计算机。经由图解说明，在服务器计算机上运行的应用和服务器计算机这两者都能够是计算机部件。一个或多个计算机部件能够在执行过程或线程内，并且，计算机部件能够定位在一个计算机上或分布在两个或更多个计算机之间。当 “计算机部件”是指计算机时，它也能够包含用于与计算机接口连接的各种外围设备(例如， 输入设备、数据存储设备、显示设备等)。系统100还能够包括由计算机部件实现或与计算机部件接口连接的逻辑。如在本文中所使用的，“逻辑”包括，但不限于，硬件、固件、软件或每个的组合，以执行功能或动作或者引起功能或动作由另一个部件执行。例如，基于期望的应用或需要，逻辑可以包括软件控制的微处理器、诸如专用集成电路(ASIC)的离散逻辑或其他编程逻辑设备。逻辑也可以完全地体现为软件。在系统100中，计算机部件102与图像采集设备或源104(例如，与用于功能性成像的成像模态相对应)接口连接或要进行数据通信。成像采集设备104能够是例如CT扫描器。图像采集设备104能够随着时间而采集患者110的感兴趣区域108的多个图像(例如，切片)的图像数据106。在图像采集设备104对图像数据106的采集之前或期间，可以将造影剂(未显示)施予至患者110，以便递送(例如，经由患者的循环系统)至感兴趣区域 108。计算机部件102还与数据存储设备112接口连接或进行数据通信。计算机部件 102能够将数据存储至数据存储设备112并从数据存储设备112检索数据。计算机部件102包括配准逻辑114、选择逻辑116以及校正逻辑118，或者，与配准逻辑114、选择逻辑116以及校正逻辑118接口连接或进行数据通信。配准逻辑114将随着时间而采集的图像数据106的量(volume)与共同的坐标系配准。能够根据随后的功能性分析的特定要求来调整配准过程。选择逻辑116自动地选择图像数据106内的似合理的位置，以便确定参考信息，例如，诸如参考TCC的参考曲线。选择过程可以基于来自各位置的这样的成像数据与建模的似合理的参考信息的期望之间匹配的紧密程度。能够基于患者特异性信息、病理特异性信息和/或采集特异性信息而调整建模的期望。其后，校正逻辑118 修改或拒绝选定的似合理的参考曲线的组内仍然受到例如运动伪影的损害的个体样本。配准逻辑114、选择逻辑116和/或校正逻辑118能够实现为单独的逻辑或集成的逻辑。从随着时间扫描视场(例如，聚焦于感兴趣区域上)生成的图像数据106用于生成包括一系列相对较薄的(例如，1至2mm)图像“切片”的第一数据集。然后，由配准逻辑 114配准第一数据集，以补偿图像数据106中的运动伪影。一旦配准，就将第一数据集用于形成包括通过组合若干个经配准的薄切片而形成的相对较厚的(例如，5至IOmm)切片的第二数据集。配准逻辑114在使用薄切片来形成较厚的切片之前配准薄切片，以便避免或减少否则由薄切片中的运动伪影导致的扫描中的诸如动脉网的特征的混合和拖尾效应。然后，能够将较厚的切片用于功能性分析(例如，灌注分析)。较厚的切片例如减少否则将会是大量的数据并提高具有低灌注值的区域中的造影剂的信噪水平。如上面所注意到的，计算机部件102能够接收由图像采集设备104随着时间采集的一系列扫描(即，图像数据106)。扫描是关于患者110的感兴趣区域108，例如脑、肝或其部分的扫描。由于在不同的时间采集扫描，因而包括图像数据106的扫描可以显示视场中的感兴趣对象及其运动。因此，图像数据106的配准变换不同的扫描，从而补偿该运动。由于图像数据106随着时间的变化，以及针对灌注分析而优化的切片厚度，扫描的配准可能是有挑战性的，所述图像数据106随着时间的变化即是，由于衰减的造影剂的到达、流入和洗出导致。通常，配准逻辑114实现适应于该任务的配准过程或算法。以该方式，计算机部件102使用配准逻辑114来配准图像数据106，以便进行动态的、对比度增强的图像研究。配准过程可以基于感兴趣区域108中不受造影剂到达的影响的(并且，因而，图像数据106中的)可得到的解剖特征。例如，在脑灌注扫描中，能够首先分割颅骨。然后，颅骨能够用作对配准过程的输入，而在配准过程期间不考虑衰减的脑组织。然而，在某些情况下，感兴趣区域108未提供不受造影剂影响的足够的图像数据 106。一个示例是肝的灌注扫描。在这样的情况下，灌注过程能够使用相似性度量，其能够鲁棒地处理全局和局部衰减随着时间的变化。两个时间点的图像数据的互信息或两个时间点的图像数据的不同的图像的直方图的熵是能够在配准过程中使用的相似性度量的示例。接下来，计算机部件102能够使用选择逻辑116来从图像数据106中的任何位置 (例如，第一数据集或第二数据集)读取TCC。然而，很可能仅几个位置适合于提供似合理的参考TCC，也许甚至数据中的个体体素。因而，选择逻辑116实现在运动伪影和其他图像质量问题存在的情况下确保参考曲线的似合理性的自动化选择过程或算法。选择逻辑116基于与理想的或模型曲线的相似性而确定图像数据106中的观察到的曲线的似合理性。例如，如在图2A和2B中所显示的，可以基于与模型TCC 204或214的相似性而确定图像数据106中观察到的TCC202或212的似合理性。能够基于与观察的最可能的拟合而生成个体模型曲线。在一个示范性实施例中，根据另外的外部信息进一步调整模型曲线。以该方式，能够使用基于图像的和/或不基于图像的信息来进一步微调模型曲线。
如上面所注意到的，计算机部件102能够包括用于显示所观察到的TCC (例如，TCC 202或212)和模型TCC(例如，TCC 204或214)的⑶I。以该方式，用户能够回顾所观察到的TCC和与其相比较的模型TCC。此外，GUI能够允许用户与所观察到的TCC和/或模型 TCC交互。经由示例，在针对脑灌注分析的基于模型检测参考动脉和静脉的背景下描述自动化选择过程。根据一个示范性实施例，基于下面的似合理的TCC的预期特性来定义诸如204 或214的模型曲线(1)在造影剂的主要团剂到达之前未观察到衰减；(2)曲线单调地上升至其峰；(3)曲线起初以与上升侧相似的速率衰减(对称的主要团剂)；以及⑷曲线然后缓慢地衰减返回至大约初始的基线(造影剂的扩散)。本领域普通技术人员将意识到，能够使用少于或多于这些特性以及不同的特性来定义模型曲线。在一个示范性实施例中，通过检测团剂到达时间(BAT)、半峰到达时间(HPAT)、 半峰衰减时间(HPDT)、峰值时间(TTP)以及针对特定的造影剂、注射部位以及感兴趣区域 108的最终基线升高而生成个体模型曲线。根据例如上面所提到的度量(例如，BAT、HPAT、 HPDT、TTP以及最终基线升高，作为针对观察到的曲线而提取的定量特征)，修改这些值，来提升对称性、向下衰减返回至基线等。通常，度量是曲线的任何定量特征和使曲线更对称、 让曲线向下衰减以更接近基线或让时间点和观察到的浓度值更好地反映期望的且预期的特征的对曲线的相应的修改。经拟合的模拟曲线与来自图像数据106的所观察到的曲线之间的比较提供作为差异曲线(即，模型和观察之间的不一致)下的面积和所观察到的曲线下的面积的比的质量度量。本领域普通技术人员将意识到，该比只是示例，并且，能够使用反映曲线之间的满意的匹配的任何其他质量度量。使用质量度量，检测提供似合理的参考曲线的血管。例如，如在图2A中所看到的，通过将观察到的曲线202与适当的模型曲线204相比较而评价动脉，以确定动脉是否提供似合理的参考TCC。出于图解说明的目的，所观察到的曲线202 (实线)和模型曲线204(虚线)示出为在图表206上绘制，该图表具有表示亨氏单位的y轴208和表示时间(以秒为单位)的χ轴210。如果计算机部件102(使用选择逻辑116)基于预定义的相似性或质量度量而确定所观察到的曲线202充分地符合模型曲线204，那么，所观察到的曲线202(与动脉相对应)被选作似合理的参考TCC。相似地，如在图2B中所看到的，通过将观察到的曲线212与适当的模型曲线214 相比较而评价静脉，以确定静脉是否提供似合理的参考TCC。出于图解说明的目的，所观察到的曲线212(实线)和模型曲线214(虚线)示出为在图表216上绘制，该图表具有表示亨氏单位的y轴218和表示时间(以秒为单位)的χ轴220。如果计算机部件102 (使用选择逻辑116)基于预定义的相似性或质量度量而确定所观察到的曲线212充分地符合模型曲线214，那么，所观察到的曲线212(与静脉相对应)被选作似合理的参考TCC。根据一个示范性实施例，能够通过使用预定义的相似性或质量度量来确定针对脑灌注应用的参考静脉，所述相似性或质量度量基于确定例如202或212的观察到的曲线和例如204或214的建模曲线之间的相似性，以及所观察到的曲线下的面积(即，造影剂量)。 在图像数据106的经处理的切片中作为暗体素而出现的某些体素由于应用相似性或质量度量而接收最高值。如在图3中所显示的，切片300包括接收最高值且因而在图像上看起来暗的上矢状窦和Galen静脉区域中的体素。例如，暗点302表示穿过(即，定向为垂直于)切片300而延伸的血管，而暗线304表示沿着切片300延伸(即，定向为与切片300 —致) 的血管。这些血管中的一个或多个能够被认为是候选的似合理的参考血管。在选择过程中，诸如204或214的建模曲线和诸如202或212的观察到的曲线仅在实际上满足诸如上面所给出的那些期望的定义的期望时才匹配。对于具有任意形状的曲线，所检测的特性(例如，BAT、HPAT、HPDT、TTP)不能用于生成与观察相似的有效的模型。 因此，使用一组不同的标准来针对造影剂、注射部位以及感兴趣区域108进一步描述预期的曲线。如上面所注意到的，还能够例如基于外部可得到的非图像信息而调整模型。这样的非图像信息可以包括例如造影剂注射器设置，如造影剂的浓度和总量、注射的持续时间、 从注射至开始图像采集的延迟等。非图像信息还可以包括关于心脏状况的基本信息，如心率、血压或心脏输出。该另外的信息能够用于定义造影剂的预期的到达时间和AIF中的峰增强。如果在先前注射造影剂之后采集灌注扫描(例如，遵循CTA或定时测试扫描)，那么， 在这些先前的扫描中观察到的造影剂的动态能够进一步驱动参考血管检测。例如上面所描述的自适应配准过程和智能参考选择过程应当选择到可得到的最佳参考曲线。然而，即使由这些过程得到的参考曲线可能仍然呈现运动伪影。例如，咳嗽的强烈运动可能导致脑和/或肝灌注扫描中的不可用的画面。因而，校正逻辑118实现用于在候选的参考TCC中检测残余的、分离的运动伪影的校正过程或算法。能够例如通过对在配准过程中使用的优度(goodness)度量的详细分析或通过所测量的参考曲线与其最佳拟合模型表示的比较而检测这些运动伪影。能够通过使用所观察到的曲线的有效部分和/或来自模型曲线的知识在曲线受影响的部分上进行插值而容易地针对分离的运动伪影校正具有那些伪影的TCC样本。当所有图像数据106且不仅候选的参考TCC受到分离的运动伪影的影响时，那么，能够将受影响的时间点的所有图像数据106从分析中去除或以合理的、插值的近似代替。在一个示范性的实施例中，校正过程包括局部运动补偿。对于被运动破坏的时间点，能够在参考血管的附近执行局部配准，以确保从固定的解剖结构提取似合理的参考 TCC。在一个示范性实施例中，计算机部件102与图像采集设备104集成或接口连接，以形成扫描器控制台。配准过程、选择过程和/或校正过程均在相同的扫描器控制台执行(例如，以在紧急环境下节省时间)。在其他示范性实施例中，计算机部件102是临床工作站或连接至网络服务器或者运行例如灌注分析的临床工作站的网络客户端计算机。配准过程、 选择过程和/或校正过程在工作站或客户端执行。在又一示范性实施例中，配准过程、选择过程和/或校正过程利用分布式网络系统，例如图片存档及通信系统(PACS)。在图4中显示根据一个示范性实施例的确定在执行动态的、对比度增强的成像研究中使用的似合理的参考曲线的方法400。作为初始步骤402，将造影剂施予至患者，以递送至感兴趣区域，例如脑或肝。递送常常涉及将造影剂通过患者的循环系统而运输至感兴趣区域。然后，在步骤404中，方法400包括采集横跨一段时间、即采集时间的感兴趣区域的一系列图像(例如，图像数据)。在图像数据采集期间，造影剂在患者的血流中流动通过感兴趣区域。由于在不同的时间采集扫描，因而表示所采集的图像数据的扫描可以显示视场中感兴趣对象及其运动。如上面所注意到的，初始地重建图像数据，以获得具有第一切片厚度和第一切片距离(例如，高分辨率、薄切片)的第一数据集。这些薄切片能够具有例如1至 2mm的厚度。第一数据集包括从相同的视场获得并经受患者运动的图像数据。因此，在步骤406中，配准第一数据集，以补偿在视场内发生的运动。例如，基于感兴趣区域中不受造影剂影响的解剖特征而配准图像扫描。一旦配准，就能够将第一数据集用于形成具有第二切片厚度和第二切片距离(例如，厚切片)的第二数据集。这些厚切片能够具有例如5至IOmm的厚度。厚切片非常适合于功能性分析(例如，灌注分析)。在步骤408中，处理扫描(例如，第一数据集或第二数据集)，以确定候选参考信息 (例如，诸如TCC的曲线)。该确定在运动伪影和其他图像质量问题存在的情况下测量参考曲线的似合理性。尤其是，处理扫描，以基于与理想的或模型曲线的相似性来确定观察到的曲线的似合理性，例如在如图2A和2B中显示的。能够基于与观察的可能的最佳拟合而生成个体模型曲线。在一个示范性实施例中，进一步根据另外的外部信息调整模型曲线。以该方式，能够使用基于图像的和/或不基于图像的信息来进一步微调模型曲线。如上面所注意到的，根据一个示范性实施例，基于下面的似合理的TCC的预期特性定义模型曲线(1)在造影剂的主要团剂到达之前未观察到衰减；( 曲线单调地上升至其峰；(3)曲线起初以与上升侧相似的速率衰减(对称的主要团剂)；以及⑷曲线然后缓慢地衰减返回至大约初始的基线(造影剂的扩散)。本领域普通技术人员将意识到，能够使用少于或多于这些特性以及不同的特性来定义模型曲线。在一个示范性实施例中，通过检测团剂到达时间(BAT)、半峰到达时间(HPAT)、半峰衰减时间(HPDT)、峰值时间(TTP)以及针对特定的造影剂、注射部位以及感兴趣区域的最终基线升高而生成个体模型曲线。根据例如上面所提到的度量修改这些值，来提升对称性、向下衰减返回至基线等。通常，度量是曲线的任何定量特征和使曲线更对称、让曲线向下衰减以更接近基线或让时间点和观察到的浓度值更好地反映期望的且预期的特征的对曲线的相应的修改。经拟合的模拟曲线与所观察到的曲线之间的比较提供作为差异曲线(即，模型和观察之间的不一致)下的面积和所观察到的曲线下的面积的比的质量度量。本领域普通技术人员将意识到，该比只是示例，并且，能够使用反映曲线之间的满意的匹配的任何其他质量度量。使用质量度量，检测提供似合理的参考曲线的血管。在步骤408中，建模曲线和观察到的曲线仅在实际上满足诸如上面所给出的那些期望的定义的期望时才匹配。对于具有任意形状的曲线，所检测的特性(例如，BAT、HPAT、 HPDT、TTP)不能用于生成与观察相似的有效的模型。因此，使用一组不同的标准来针对造影剂、注射部位以及感兴趣区域进一步描述预期的曲线。如上面所注意到的，还能够例如基于外部可得到的非图像信息而调整模型，非图像信息例如是注射器设置或关于患者的心脏状况的基本信息。该另外的信息能够用于定义造影剂的预期的到达时间和AIF中的峰增强。 如果在先前注射造影剂之后采集灌注扫描(例如，遵循CTA或定时测试扫描)，那么，在这些先前的扫描中观察到的造影剂的动态能够进一步驱动参考血管检测。一旦处理扫描以确定包括一个或多个候选似合理的参考曲线的一组，候选的参考曲线中的某些可能仍然呈现运动伪影(例如，咳嗽的强烈运动可能导致脑和/或肝灌注扫描中的不可用的画面)。因此，在步骤410中，校正该组候选的似合理的参考曲线，以形成包括一个或多个似合理的参考曲线的一组。该校正涉及在候选的参考TCC中检测残余的、分离的运动伪影。能够例如通过对在配准过程中使用的优度(goodness)度量的详细分析或通过所测量的参考曲线与其最佳拟合模型表示的比较而检测这些运动伪影。能够通过使用所观察到的曲线的有效部分和/ 或来自模型曲线的知识在曲线受影响的部分上进行插值而容易地针对分离的运动伪影校正具有那些伪影的候选的TCC。当所有图像数据且不仅候选的参考TCC受到分离的运动伪影的影响时，那么，能够将受影响的时间点的所有图像数据106从分析中去除或以合理的、 插值的样本代替。在一个示范性实施例中，步骤410中的细化或校正包括局部运动补偿。对于被运动破坏的时间点，能够在参考血管的附近执行局部配准，以确保从固定的解剖结构提取似合理的参考TCC。作为步骤410中的细化的结果，获得该组似合理的参考TCC，并且，该组似合理的参考TCC能够在动态的、对比度增强的成像研究中使用。如上面所注意到的，作为方法400的一部分，可以在随后将相对较薄的图像切片 (例如1至2mm)重新格式化成更厚的(例如，5至IOmm)切片之前在相对较薄的图像切片上执行配准406、选择408和/或校正410，以便在成像研究中使用。鉴于上面所述，示范性系统100和示范性方法400图解说明总发明构思如何能够用于提供一种用于提供有效的参考TCC的综合策略，该有效的参考TCC能够用于改进动态的、对比度增强的成像研究的有效性。经由示例而给出特定实施例的以上说明书。从所给出的公开，本领域技术人员不仅理解总发明构思和任何伴随的优势，但还将发现对所公开的结构和方法的明显的各种改变和修改。因此，试图覆盖所有这样的改变和修改，只要其属于如由所附权利要求书及其等价物所定义的总发明构思的精神和范围内。
权利要求
1.一种图像处理系统，所述系统包括 计算机，其中，所述计算机接收随着时间采集的多个图像扫描，所述图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域；并且其中，所述计算机使用选择逻辑来处理所述图像扫描并自动地选择位置，在所述位置处，将观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息。
2.如权利要求1所述的系统，其中，基于患者特异性信息、病理特异性信息和采集特异性信息中的至少一个而调整所建模的参考信息。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所观察到的参考信息包括表示观察到的曲线的时间浓度曲线；并且其中，所建模的参考信息包括表示模型曲线的时间浓度曲线。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述模型曲线具有以下特性(a)在所述造影剂的主要团剂到达之前未观察到衰减；(b)所述模型曲线从基线单调地上升至其峰；(C)所述模型曲线起初以与所建模的曲线上升的速率相似的速率衰减；以及(d)所述模型曲线然后随着所述造影剂的扩散缓慢地衰减返回至所述基线附近。
5.如权利要求3或4所述的系统，其中，通过检测团剂到达时间、半峰到达时间、半峰衰减时间、达峰时间以及针对所述造影剂的最终基线升高中的至少一个而生成所述模型曲线。
6.如权利要求3、4或5所述的系统，其中，所述模型曲线说明所述造影剂的特性、所述造影剂的注射部位的位置以及所述患者的所述感兴趣区域。
7.如前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，基于非图像信息而调整所述模型曲线。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述非图像信息是关于所述患者的信息。
9.如权利要求3所述的系统，其中，所述选择逻辑测量所观察到的曲线和相应的模型曲线之间的相似性。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述选择逻辑将相似性度量确定为与所观察到的曲线和所述模型曲线之间的不一致的量相对应的差异曲线下的面积和所观察到的曲线下的面积的比。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机使用配准逻辑来补偿所述图像扫描中的运动。
12.如权利要求11所述的系统，其中，基于所述感兴趣区域中不受所述造影剂的影响的至少一个解剖特征而配准所述图像扫描。
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述图像扫描用于重建具有第一切片厚度的第一数据集；其中，所述配准逻辑配准所述第一数据集，以补偿所述第一数据集中的运动；并且其中，所述第一数据集用于在配准所述第一数据集之后形成具有第二切片厚度的第二数据集。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述第一切片厚度是1至2mm；并且其中，所述第二切片厚度是5至10mm。
15.如权利要求1或11所述的系统，其中，所述计算机使用校正逻辑来确定所述似合理的参考信息是否包括运动伪影，并且如果确定所述似合理的参考信息包括运动伪影，那么，所述校正逻辑执行以下中的一个拒绝所述似合理的参考信息和修改所述似合理的参考信息。
16.如权利要求1、11或15所述的系统，还包括图像采集设备，其中，所述计算机与所述图像采集设备接口连接，并且其中，所述计算机从所述图像采集设备接收所述图像扫描。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述计算机和所述图像采集设备集成到控制台扫描器中。
18.如权利要求11所述的系统，其中，集成所述配准逻辑、所述选择逻辑以及所述校正逻辑。
19.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机包括用于同时显示所观察到的参考信息和所建模的参考信息的图形用户界面。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述图形用户界面允许用户与所观察到的参考信息和所建模的参考信息中的至少一个交互。
21.一种从图像数据确定似合理的参考信息的方法，所述方法包括采集具有在一段时间进行的一系列图像扫描的形式的所述图像数据，所述图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域；将所述图像扫描与共同的坐标系配准；处理所述图像扫描，以将来自所述图像扫描的观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息；以及确认所述似合理的参考信息不包括运动伪影。
22.如权利要求21所述的方法，还包括如果确定所述似合理的参考信息包括运动伪影，那么，执行以下中的一个拒绝所述似合理的参考信息和修改所述似合理的参考信息。
23.一种计算机程序产品，包括具有包含在其中的计算机可读程序代码的计算机可用介质，所述计算机可读程序代码适于被执行以实现从图像数据确定似合理的参考信息的方法，所述图像数据具有在一段时间进行的一系列图像扫描的形式，所述图像扫描关于被施予造影剂的患者的感兴趣区域，所述方法包括将所述图像扫描与共同的坐标系配准；处理所述图像扫描，以将来自所述图像扫描的观察到的参考信息与建模的参考信息相比较，以获得似合理的参考信息；以及确认所述似合理的参考信息不包括运动伪影。
24.如权利要求23所述的计算机程序产品，其中，所述方法还包括如果确定所述似合理的参考信息包括运动伪影，那么，执行以下中的一个拒绝所述似合理的参考信息和修改所述似合理的参考信息。
全文摘要
综合策略用于从图像数据确定有效的参考时间浓度曲线(TCC)。图像数据与针对被先前地施予造影剂的患者的感兴趣区域而随着时间采集的一系列图像扫描相对应。初始地将图像扫描与共同的坐标系配准。然后，将图像扫描中观察到的潜在的参考TCC与建模的参考TCC相比较，以确定潜在的参考TCC是否为似合理的参考TCC。其后，评价任何似合理的参考TCC，以确定它们是否包含残余的、分离的运动伪影。如果似合理的参考TCC不包括任何运动伪影，那么，似合理的参考TCC被认为是有效的参考TCC。如果确定似合理的参考TCC包括运动伪影，那么，通过删除运动伪影而将似合理的参考TCC修改为有效的参考TCC，或要不然就拒绝似合理的参考TCC。有效的参考TCC能够用于改进动态的、对比度增强的成像研究的有效性。
文档编号G06T7/00GK102395996SQ201080016306
公开日2012年3月28日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年4月13日
发明者I·C·卡尔森, J·布雷多诺, K·梅茨, M·奥尔谢夫斯基 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司