灌注成像的制作方法
【技术领域】
[0001] 以下总体上涉及灌注成像，并且利用对计算机断层摄影（CT)的具体应用而得到 描述；然而，以下也适用于其他成像模态，所述其他成像模态包括磁共振成像（MRI)、正电 子发射断层摄影（PET)、单光子发射计算机断层摄影（SPECT)、超声（US)和/或其他成像模 ??τ O
【背景技术】
[0002] CT灌注成像使用诸如碘造影剂的造影材料通过与器官和组织中的血流有关的成 像特性来提供功能信息。典型的灌注研宄要求针对若干不同时间点对感兴趣体积的重复成 像，例如，相继的扫描之间具有几秒差异的3-30个重复扫描（例如，1至10秒每时间帧）。 在常见的灌注技术中，造影剂的药团被施予到患者的脉管系统中，并且在覆盖造影剂药团 经过感兴趣区域中的组织的运送的时期内收集来自感兴趣区域的图像。
[0003] 随时间推移的造影剂的局部浓度变化被用于分析生理参数。在临床实践中，利用 特殊的分析算法来对灌注图像系列进行定性检验或量化评价是常见的。对于区域或每个体 素，量化结果可以包括对血流、血液体积、平均运送时间、到达时间、渗透性、到峰值的时间、 峰值强度、最大梯度和/或其他参数的测量结果。对与许多肿瘤类型和/或其他组织相关 的异质组织的灌注成像常常造成对于准确的灌注量化的挑战。
[0004] 通过范例的方式，能够使不同的组织成分在空间上纠缠在感兴趣区域之内，并且 因此，由于时间系列可以不是在空间上对齐的，因此即使是在动态采集期间的细微患者或 器官运动也能够引入显著的分析误差。一种将此减小的方法是使图像平滑并且计算器官区 域的平均灌注值。另一种将此减小的方法是例如通过使用直方图或分割技术来总体地分析 感兴趣区域中的体素。遗憾的是，这样的方法仍然不提供对异质组织的灌注参数的综合分 析。
[0005] 本文中描述的各方面解决了以上提到的问题和其他问题。
【发明内容】
[0006] 以下描述了用于分析4D图像数据（即，对比度增强3D体积的时间系列）中的在空 间上纠缠的异质组织的灌注特性的方法，在所述方法中，在空间上纠缠的组织成分被分开， 并且生成并在视觉上呈现针对个体的组织成分的灌注图。
[0007] 在一方面中，一种方法包括：获得电子格式的4D数据集，其中，所述4D数据集包括 针对两个或更多个时间帧的对比度增强灌注成像数据的体素的多个3D体积，并且所述3D 体积包括所述时间帧中的至少一个中的表示相同的感兴趣区域中的至少两个不同的组织 成分的数据；针对正被评估的每个时间帧生成针对正被评估的每个体素的所述不同的组织 成分中的每个的不同时间活动曲线点；并且至少基于所述时间活动曲线来生成指示针对所 述不同的组织成分中的每个的不同参数图的信号。
[0008] 在另一方面中，一种处理系统包括：直方图生成器，其针对两个或更多个时间帧生 成针对对比度增强灌注成像数据的体素的多个3D体积中正被评估的每个体素的直方图， 其中，所述3D体积包括所述时间帧中的至少一个中的表示相同感兴趣区域中的至少两个 不同的组织成分的数据；时间活动曲线（TAC)生成器，其针对正被评估的每个时间帧生成 针对正被评估的每个体素的所述不同的组织成分中的每个的不同时间活动曲线点；以及灌 注图生成器，其至少基于所述时间活动曲线来生成指示针对所述不同的组织成分中的每个 的不同参数图的信号。
[0009] 在另一方面中，一种成像系统包括：被编码有一个或多个计算机可执行指令的计 算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在由计算系统的处理器运行时，令所述处理器： 通过将在空间上纠缠的组织成分分开成两个或更多个组织类别并生成针对所述个体的组 织成分中的每个的灌注图的集合来分析异质组织的灌注特性。
[0010] 本发明可以采取各种部件和各部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。 附图只是出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本发明作出限制。
【附图说明】
[0011] 图1示意性地图示了与成像系统相结合的范例处理系统。
[0012] 图2示意性地图示了图1的处理系统的范例。
[0013] 图3图示了体积图像的部分、加权掩膜和加权直方图。
[0014] 图4图示了针对时间系列的不同体积和其中的组织成分的体素的范例加权直方 图。
[0015] 图5图示了针对时间系列的体积和其中的组织成分的体素的加权直方图的范例。
[0016] 图6图示了针对来自直方图的不同的组织成分而生成的范例多个TAC。
[0017] 图7图示了用于确定图6的所述多个TAC的第一模型。
[0018] 图8图示了用于确定图6的所述多个TAC的第二不同模型。
[0019] 图9图示了针对来自直方图的不同的组织成分而生成的多个TAC的另一范例。
[0020] 图10图示了针对多个被分开的纠缠的组织成分中的一个的灌注图。
[0021] 图11图示了针对多个被分开的纠缠的组织成分中的第二个的灌注图。
[0022] 图12图示了现有技术灌注图，其中，在使全部时间帧的图像数据平滑后组织成分 没有被分开。
[0023] 图13图示了针对多个被分开的纠缠的组织成分中的一个的关系图。
[0024] 图14图示了针对多个被分开的纠缠的组织成分中的另一个的关系图。
[0025] 图15示意性地图示了包括优化器的处理系统的变型。
[0026] 图16示意性地图示了用于将在空间上纠缠的异质组织成分分开的方法。
【具体实施方式】
[0027] 以下描述了一种用于分析4D图像数据中的在空间上纠缠的异质组织的灌注特性 的方法，在所述方法中，在空间上纠缠的组织成分被分开，并且生成并在视觉上呈现针对个 体的组织成分的灌注图。
[0028] 图1示意性地图示了诸如CT扫描器的范例成像系统100。在其他的实施例中，成 像系统100可以包括以下中的一个或多个：MRI、PET、SPECT、US、它们的组合和/或被配置为 执行动态对比度增强成像扫描的其他成像系统。所图示的成像系统100包括固定机架102 和由固定机架102可旋转地支撑并且关于z轴围绕检查区域106旋转的旋转机架104.
[0029] 诸如X射线管的辐射源110由旋转机架104可旋转地支撑，与旋转机架104 -起 旋转，并且发射穿过检查区域106的多色辐射。辐射敏感探测器阵列112跨检查区域106 以角度弧与辐射源110相对，探测穿过检查区域106的辐射，并且生成指示其的信号。对象 支撑体108将目标或对象支撑在检查区域106中。
[0030] 任选的注射器114被配置为注射（一种或多种）造影材料，例如，用于诸如灌注扫 描的对比度增强成像过程。所图示的注射器114由成像系统110控制，所述成像系统110 可以触发或调用注射器114以施予造影材料。（一种或多种）造影材料能够备选地由临床 医生等手动地施予。在手动地施予（一种或多种）造影材料的情况下，注射器114能够被 省略。
[0031] 重建器116重建投影数据，生成体积图像数据。对于灌注成像，这包括重建指示通 过经扫描的感兴趣组织的灌注的对比度增强体积（3D)图像数据的时间系列（或4D数据 集）。通用计算机充当操作者控制台118。驻留在控制台118上的软件允许操作者与扫描 器100交互，例如以选择灌注成像协议。
[0032] 处理系统126对由成像系统100和/或其他成像系统生成的4D数据集进行处理。 在所图示的实施例中，处理系统126获得来自成像系统100的4D数据集。在另一实例中， 处理系统126获得来自存储介质（例如，便携式存储器、服务器、数据库、辐射学信息系统 (RIS)、医院信息系统（HIS)、电子医学记录（EMR)、图片归档与通信系统（PACS)和/或其他 数据资源库）的4D数据集。
[0033] 如以下更加详细地描述的，处理系统126被配置为将经扫描的组织的在空间上纠 缠的异质组织成分（类别）划分成至少两个不同的成分，这允许生成针对组织的相同空间 区域（体素）的灌注图的两个或更多个不同集合，包括针对组织成分中的每个的个体的图。 这样的组织的范例包括但不限于：正常组织、肿瘤组织、肝组织、肺组织、包括经过实质性脏 器的小血管的网络或网的组织区域，和/或组织网的小节段之间的肺组织或空气囊的网状 结构。
[0034] 处理系统126能够经由一个或多个处理器来实施，所述一个或多个处理器运行被 嵌入、编码等在诸如物理存储器和/或其他非瞬态介质的计算机可读存储介质上的一个或 多个计算机可读指令。额外地或备选