对模拟准确度和性能的图像质量评估的制作方法_5

文档序号:9332744阅读:来源:国知局
、输出峰位置和评分值的算法来计算索引切片误配准。
[0128]在示例性实施方案中,运动或模糊伪影可通过以下方式检测:扫描全局数据或在动脉附近局部地扫描以识别图像数据模糊或具有软边缘(例如,具有软边缘和涂阴边缘的血管的边缘)的区域。这些可被用户或被计算机系统检测。运动的程度可按照数据模糊的距离、图像数据的梯度或其它定量手段来分类。替代地,可通过相较于参考标准(例如,I =差,2 =及格,3 =良好)对运动的程度进行评级而以局部或全局标度定量评估运动。
[0129]在示例性实施方案中,局部容积或浮散伪影可通过以下方式检测:扫描全局数据或在动脉附近局部地扫描,以识别图像数据包含干扰其它部分的数据的鲜明特征的区域。这些可被用户或被计算机系统检测。浮散的程度可按照强度、大小和/或对其扩散到邻近结构的距离(例如,浮散遮住内腔的范围)的测量来分类。替代地,可通过相较于参考标准(例如,I =差,2 =及格,3 =良好)对浮散的程度进行评级而以局部或全局标度定量评估浮散。
[0130]在示例性实施方案中,射束硬化可通过以下方式检测:全局地扫描数据或在动脉附近局部地扫描,以识别图像数据包含干扰其它部分数据的暗斑点或条纹的区域。这些可被用户或被计算机系统检测。射束硬化的程度可按照强度、大小和/或对其扩散到邻近结构的距离(例如,射束硬化遮住内腔的范围)的测量来分类。替代地,可通过相较于参考标准(例如,I =差,2 =及格,3 =良好)对射束硬化的程度进行评级而以局部或全局标度定量评估射束硬化。
[0131]在示例性实施方案中,影响图像质量的任何其它一般特性可通过以下方式检测:扫描全局数据或在动脉附近局部地扫描,以识别图像数据不可解释的区域或特征定义(诸如内腔)不清晰的区域。这些可被用户或被计算机系统检测。这些特性可按照其影响内腔的程度(与邻近区域相比)并按照受影响的量而被量化。替代地,可通过相较于参考标准(例如,I =差,2 =及格,3 =良好)对特性的程度进行评级而以局部或全局标度定量评估所述特性。
[0132]方法150可进一步包括基于局部或全局图像属性预测血管模型中的局部不确定性(步骤160)。例如,在某些实施方案中,机器学习、回归和其它统计技术可用于导出使图像质量与建模、模拟和性能相关的函数或模型。如在下一章节中描述,这些度量可被调整来实现不同的需求。
[0133]方法150可进一步包括使用局部不确定性预测来计算模拟血流计算的置信区间(步骤162)。方法150可进一步包括:计算并输出血管模型的总的不确定性作为图像质量的定量度量(步骤164)。
[0134]现在将更详细地描述使用局部不确定性预测来计算模拟血流计算的置信区间的步骤(步骤162)的示例性实施方案。在示例性实施方案中,度量可被调整且具有与其相关联的各种相关性或标准,以实现包括(但不限于)下列项的目的:评估用于自动化建模的数据的充分性,评估用于用户指导解释和/或建模的数据的充分性,指导被用于建模数据的方法和系统,接受/拒绝成像数据,确定许多所接收到的数据中的哪一个最适合用于建模(例如,交替相或重构),提供有关成像数据的反馈以便获取改进或校正的数据,根据图像质量分数而有区别地标注结果,以及根据与图像质量问题相关联的不确定性来提供置信度估计。所有的这些目的均在测量并预测模拟与建模准确度、精确度和性能的上下文内。
[0135]在示例性实施方案中,可导出用于使图像质量与FFR模拟结果的误差和测量FFR的参考标准相关的标准。通过标准的冠状动脉血管和/或全部数据集可被接受用于处理,以便确保解具有一定程度的准确度和精确度。未通过标准的血管或全部数据集可与具有比期望高的误差相关。替代地,未通过标准的血管或全部数据集可涉及可实现更高准确度的其它方法和/或系统。
[0136]在示例性实施方案中,可导出使图像质量度量与基于不同的用户的模拟FFR的可变性相关的标准。通过标准的冠状动脉血管和/或全部数据集可被接受用于处理,以便确保解具有一定程度的精确度。未通过标准的血管或全部数据集可与具有比期望高的可变性相关。替代地,未通过标准的血管和/或全部数据集可涉及可实现更高准确度的其它方法和/或系统。
[0137]在示例性实施方案中,可导出使图像质量度量与建模并模拟血流的性能效率相关的标准。高于某些分数的数据集可被拒绝,可与特别的手续费相关联,或可涉及不同的资源以获取期望效率。替代地,可基于图像质量分数提供对模拟成本和/或时间的估计。例如,如果图像质量变得越来越差,则可能估计与手动识别并校正图像质量特性或解剖学特性相关联的更尚成本或价格。
[0138]在示例性实施方案中,可导出标准以标注来自FFR模拟的结果,该FFR模拟在包含无法满足标准的低图像质量区域的冠状动脉血管和/或全部数据集中执行。这种标注可用于提供对模型的所述区域中的解存在不确定性的指示,和/或根据不确定性(例如,假设)解释对什么建模。
[0139]在示例性实施方案中,可导出标准以标注需要特殊处理的模型中的区域以确保准确度(例如,检查、不同的算法、专家评审)。
[0140]在示例性实施方案中,标准可被设定成在存在某些图像质量问题的情况下,使用某些方法来确定血管大小。例如,当在钙化斑块周围存在浮散伪影时,用于确定伪影附近的内腔边界(以及后续的血流)的方法和系统可不同于不存在伪影的情况下使用的方法和系统。
[0141]在示例性实施方案中,可导出标准以评估FFR模拟结果的不确定性或置信度,该FFR模拟结果在包含无法满足标准的低图像质量区域的冠状动脉血管和/或全部数据集中执行。不确定性或置信度可导致FFR结果基于图像质量的影响而被报告有%的置信度或置信区间(例如,FFR为0.87+/-0.05或FFR < 0.80,置信度为76% )0
[0142]在示例性实施方案中,可导出使图像质量度量与FFR模拟结果的误差和测量FFR的参考标准相关的标准。冠状动脉血管和/或全部数据集可根据它们的分数对照该标准进行排序,以确定许多数据中的哪一个最适用于模拟FFR结果并获取最高准确度。
[0143]在示例性实施方案中,至少一个计算机系统可位于创建成像数据的部位或从该部位快速地进入。可设定标准来评估图像质量,因为其与影响或预测FFR模拟结果相关。冠状动脉血管和/或全部数据集可根据它们的分数对照该标准进行排序以提供瞬时反馈,使得创建成像数据的部位可校正或更新数据,直到其满足需要获取期望的准确度的标准。替代地,瞬时反馈可提供有与降低的准确度相关联的估计或置信度,从而允许在具有临床效益的情况下创建成像数据以接受更低的准确度。
[0144]图6是描述根据各种示例性实施方案的用于在估计冠状动脉血流储备分数值的上下文中评估医学图像质量、生成图像质量度量并使用图像质量度量的示例性方法200。例如,图6描绘了基于本文公开的某些图像质量评估技术以及美国专利第8,315,812号中描述的FFR计算技术而估计冠状动脉血流储备分数(FFR)的方法。
[0145]如图6中示出,方法200可始于:选择特定患者(步骤202)并接收患者图像和心理学数据(步骤204)。方法200可包括使用已知的患者信息验证所接收到的成像和数据(步骤206),例如,针对用户身份或出于私人原因。方法200可包括确定所接收到的数据是否可接受(步骤208)。例如,步骤208可包括基于图像评估和本文公开的评分技术中的任何一个或组合而接受或拒绝一个或多个所接收到的图像中的每一个。如果任何一个或多个图像被拒绝,则方法200可包括生成拒绝报告(步骤210)。例如,方法可包括获取被拒绝的图像并向用户提供有关被拒绝的图像的反馈,以帮助用户获取将不被拒绝的新图像。例如,计算机系统可向技术员、医师或任何其他健康护理专业人员发送被拒绝的图像的报告连同用于调整将能够获取具有更高图像质量分数的图像的图像采集参数的指南和/或建议。这种报告、被拒绝的图像、指南和/或建议可通过电子显示器和/或通过电子网络被显示给医师、技术员或任何其他健康护理提供者。
[0146]如果数据可接受,则方法200可包括执行数据的放射性工作站预处理和评估(步骤212)。方法200可随后包括计算心肌质量(步骤214),生成冠状动脉血管和分支的初始树(步骤216),找到一个或多个血管内腔边缘(步骤218),使主要血管中的阈值与边缘分割匹配(步骤220),以及检测、分割、移除任何斑块或钙并使其变得光滑(步骤222)。方法200可随后包括使用算法确定分割是否成功(步骤224)。如果否,则方法200可包括手动地分割或校正所述分割(步骤226)。如果分割成功,则方法200可包括确定分割的独立验证是否可接受(步骤228)。如果否,则方法200可返回生成冠状动脉血管和分支的初始树的步骤216。
[0147]如果分割可接受(步骤228 ;是),则方法200可包括输出实体模型并使其变得光滑(步骤230),提取一个或多个血管中线(步骤232),计算血管的横截面积(步骤234),修剪模型(步骤236),生成实体模型(步骤238),设置充血条件的边界条件(步骤240),以及生成最终的网格(步骤242)。方法200可随后包括验证网格和边界条件是否可接受(步骤244)。如果否,则方法200可返回计算横截面积的步骤234。
[0148]如果网格和边界条件可接受(步骤244 ;是),则方法200可包括模拟充血流(步骤246)并验证解结果是否可接受(步骤248)。如果否,则方法200可包括细化狭窄几何结构,校正边界条件等(步骤258)。如果解结果可接受(步骤248 ;是),则方法200可包括沿血管提取cFFR及其证明文件,以及生成用于报告的图像(步骤250)。方法200可随后包括确定最终结果的独立验证是否可接受(步骤252)。如果否,则方法200可包括返回到生成冠状动脉血管和分支的初始树的步骤216。
[0149]如果最终结果的独立验证可接受(步骤252 ;是),则方法200可包括完成报告(步骤254),并且向医师转发完成的报告(步骤256)。
[0150]图7A是根据各种示例性实施方案的基于CT图像质量评审的血流储备误差分数和接受或拒绝的示例性箱线图。例如,图7A的箱线图可图示拒绝病例的FFRct误差的变化可多于接受病例。
[0151]图7B是根据各种示例性实施方案的基于CT图像质量评审的血流储备误差分数以及评分的示例性箱线图。例如,图7B的箱线图可图示FFRct误差的变化可随图像质量下降分数的增加而增加。换言之,与分数在O与I之间的病例相比,分数在7与10之间的病例可具有实质上更高的FFRct误差的变化。
[0152]图8是描绘根据各种示例性实施方案的基于图像质量、血管数量在血流储备分数与计算化断层摄影术的性能或准确度之间所进行的比较的示例性柱状图。具体而言,图8的柱状图可将性能描绘成与CT可解释性的血管特定的质量评级相关。
[0153]图10是根据各种示例性实施方案的用于描绘计算机化断层摄影术质量评级与基准性能的示例性屏幕截图。例如,图10中示出,计算机系统40的处理器可提供用户界面。用户(诸如图像技术员、医师或任何其他健康护理提供者)可通过该用户界面查看有关多个患者或“病例”中的每一个的CT图像质
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