CN101317766A - 用ct投影数据进行高时间分辨率药丸检测的方法和系统 - Google Patents

用ct投影数据进行高时间分辨率药丸检测的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及使用CT图像投影数据执行高时间分辨率药丸检测的方法和系统。提供一种使用诊断成像系统(10)评估图像的对比度的变化的方法(60)。该方法(60)提供了：采集器官或组织的原始图像数据，基于在制剂到达之前采集的原始图像数据计算数据基线，以及基于与基线比较原始图像数据中的变化，确定制剂的信号强度(74)中的变化。该制剂可以是显像剂、造影剂、生物医学制剂、针头、导管、生物医学设备(50)等。

Description

用CT投影数据进行高时间分辨率药丸检测的方法和系统
技术领域
本发明通常涉及用于计算机X射线断层(CT)成像的方法和装置，并且更具体地，本发明涉及使用CT图像投影数据更新再现的(rendered)图像的方法和装置。
背景技术
在某些公知的CT成像系统中，X射线源向感兴趣的物体发射X射线束。X射线束通过被成像的物体，诸如患者。在被该物体衰减后，射束撞击在辐射检测器阵列上。在检测器阵列接收的被衰减的射束辐射的强度取决于物体对X射线束的衰减。该阵列的每个检测器元件生成单独的电信号，该电信号是在该检测器位置的射束衰减的测量。对于每个检测器元件，来自检测器的衰减测量是独立获得的，并且它们共同定义了投影数据集或透射分布图(transmission profile)。
X射线源和检测器阵列在机架上在成像平面内围绕要被成像的物体旋转，使得X射线束与物体相交的角度不断变化。在一个机架角度从检测器阵列得到的一组X射线衰减测量(例如投影数据集)被称为“视图”。物体的“扫描”包括在X射线源和检测器的一次旋转中，在不同的机架角度或视角下得到的一组视图。处理投影数据集以构造对应于在不同角度穿过物体所获取的二维切片的图像。一个从投影数据集中形成图像的示范性方法被称为滤波反投影技术。
传统的CT医学成像系统获取图像没有使用造影剂，结果导致感兴趣血管的可视化较差。先前的基于图像的方法利用要被处理的整组视图产生图像。静脉内(IV)的对比剂(contrast medium)的使用增强了图像并允许患者的组织构造(例如，脉管)显示的更清楚。使用当前的医学成像系统，时常很难确定对比剂何时到达感兴趣的区域。因此，可能在对比剂到达之前就开启成像系统并且开始扫描感兴趣的区域。有时，在递送对比剂之前可进行无造影扫描以建立监视区域的基线图像。接着可以使用基线图像对准在成像设备中的患者和感兴趣区域。由于在对比剂到达之前就启动了成像系统，患者在一段时间内就曝露在不必要的辐射下。例如，在动脉研究中，在对比剂到达感兴趣区域之前，患者可能曝露在额外的辐射下约15秒。另外，扫描周期越长，输注(administer)到患者的静脉内的造影剂就越多，这增加了费用和外渗的危险。
希望提供一种CT系统，该CT系统减少了扫描次数(scan times)，减少了输注的IV造影剂总量并且改善了患者的安全。还希望提供一种CT系统，其可以利用较高的时间分辨率(temporal resolution)检测和监视通过感兴趣区域的造影剂的流动，以便提供在感兴趣区域中造影剂的早期检测并且可以测量通过静脉(vein)的造影剂的流速。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种使用诊断成像系统评估图像的对比度(contrast)的变化的方法。该方法包括：采集器官或组织的原始图像数据，基于在制剂到达之前采集的原始图像数据计算数据的基线，以及基于与基线相比较原始图像数据的变化，确定制剂的信号强度中的变化。所述制剂可以是显像剂，造影剂，生物医学制剂，针头，导管，生物医学设备等。
在另一个实施例中，提供了一种用于重建物体图像的计算机X射线断层(CT)成像系统。该系统包括x射线源，检测器阵列，机架和计算机。该机架耦合到x射线源和检测器阵列。该机架被配置成在扫描平面内绕物体旋转。该计算机耦合到检测器阵列和x射线，并且该计算机被配置成获得物体的对于机架角度的每个视图的投影数据，其中对于机架角度的每个视图的投影数据定义了投影数据集。然后该计算机使用其中一个单独的投影数据集重建物体的图像。
在又一个可选实施例中，提供了用程序代码段编码的计算机可读介质，该程序代码段可由计算机执行以重建物体图像。计算机可读段被编程为指示计算机获得用于感兴趣区域的多个视图的每一个的投影数据，其中对于机架角度的每个视图的投影数据定义了投影数据集。该段还指示计算机使用其中一个单独的投影数据集重建感兴趣区域的图像。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例构造的CT成像系统。
图2是图1所示系统的框图。
图3是用于重建根据本发明实施例形成的图像的过程的流程图。
图4是根据本发明实施例的在单个机架旋转期间获得的多个视图的示意图。
图5示出了根据本发明实施例利用的投影数据集的序列。
图6示出了根据本发明实施例利用的信号强度的曲线图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考作为其一部分的附图，其中以图示的方式示出了其中可以实现本发明的具体实施例。以足够的细节描述这些实施例(在此也称作“示例”)，使得本领域技术人员能够实现本发明，并且应该理解在不脱离本发明各个实施例的范围的情况下，可对实施例进行可以组合，或者可以利用其它实施例并且可以做出结构，逻辑和电气上的变化。因此，下面的详细描述不应被当作是限制性的，本发明的范围是由随附权利要求书和其等同物限定的。
在该文献中，使用术语“一”或“一个”以包括单数或比一个多的复数个。在该文献中，术语“或”被用于指不排除的或(nonexclusiveor)，除非另有指示。另外，如此处使用的，短语“像素”也包括本发明的实施例，其中由“体素”表示数据。因此，在本文献中术语“像素”和“体素”可以互换地使用。
还如在此所采用的，短语“重建图像”并不打算排除其中产生表示图像的数据而不产生可视图像的本发明的实施例。因此，如在这里使用的，术语“图像”广泛地指可视图像和表示可视图像的数据。然而，许多实施例产生(或被配置为产生)至少一个可视图像。
可以实现与不同类型的成像系统有关的各种实施例。例如，可实现与CT成像系统有关的各种实施例，其中X射线源投射扇形束，使该扇形束准直以使其位于笛卡尔坐标系统的X-Y平面内，该平面通常称为“成像平面”。X射线束穿过正被成像的物体-如患者。在被该物体衰减后，射束撞击到辐射检测器阵列上。在检测器阵列处接收的衰减的辐射束的强度取决于该物体对X射线束的衰减。该阵列的每个检测器元件生成单独的电信号，该电信号是射束强度在该检测器位置处的测量。独立地采集来自所有检测器的强度测量以生成透射分布图。
在第三代CT系统中，X射线源和检测器阵列与机架-起在成像平面内绕待成像物体旋转，使得X射线束与该物体相交的角度不断变化。当机架结束一个完整的360度旋转时，发生完整的机架旋转。来自处于-个机架角度的检测器阵列的一组X射线衰减测量(例如投影数据)被称作“视图”。因此，视图是机架的每个递增位置。物体的“扫描”包括在X射线源和检测器的一次旋转期间，在不同机架角度或视角获得的一组视图。
在轴向扫描中，对投影数据进行处理以构造对应于穿过物体所获取的二维切片的图像。根据一组投影数据重建图像的一种方法在现有技术中被称为滤波反投影技术。该处理将来自扫描的衰减测量转换为称作“CT数”或“霍斯菲耳德单位”(HU)的整数，该整数被用于控制阴极射线管显示器上的对应象素的亮度。
为减少总扫描时间，可进行“螺旋”扫描。为进行“螺旋”扫描，在采集规定数目的切片的数据的同时，移动患者。这种系统根据扇形束螺旋扫描产生单个螺旋。扇形束所画出(map out)的螺旋产生投影数据，根据该投影数据可以重建每个规定切片中的图像。可选地，可进行“轴向”扫描(例如，不移动工作台的单个旋转)。任选地，可进行“电影(cine)”扫描(例如，当机架在多次循环期间在与在机架的每次旋转期间获取多个图像的位置相同的位置旋转时)。
用于螺旋扫描的重建算法通常采用螺旋加权算法，其作为视角和检测器通道索引(channel index)的函数对采集的数据进行加权。具体地，在滤波反投影处理之前，按照螺旋加权系数对数据进行加权，所述螺旋加权系数是机架角度和检测器角度两者的函数。然后对该加权的数据进行处理以产生CT数并构造对应于穿过物体所获取的二维切片的图像。
为了进-步减少总采集时间，可以使用多切片CT。在多切片CT中，在任何时刻同时采集多行投影数据。当与螺旋扫描模式结合时，该系统产生锥形束投影数据的单个螺旋。类似于单切片螺旋加权方案，可推导出一种方法以在滤波反投影算法之前用权重乘以投影数据。
参照图1和图2，示出的计算机X射线断层(CT)成像系统10包括用于CT扫描器的机架12。机架12具有诸如x射线源14的辐射源，该辐射源向机架12的对侧上的检测器阵列18投射诸如x射线16的辐射束。检测器阵列18由包括多个检测器元件20的多个检测器行形成(未示出)，所述多个检测器元件20一起感测穿过位于阵列18和源14之间的物体22(例如医病患者)的所投射的X射线。检测器阵列18可以被制造为单切片或多切片配置。每个检测器元件20产生电信号，该电信号代表撞击辐射(例如X射线)束的强度并且因此可以用于估计在射束穿过物体或患者22时射束的衰减。在采集X射线投影数据的扫描期间，机架12和安置在其上的部件绕旋转中心24旋转。图2只示出了单行检测器元件20(例如检测器行)。然而，多切片检测器阵列18可以包括多个平行的检测器元件20的检测器行，使得可以在一个扫描期间同时采集对应于多个准平行或平行的切片的投影数据。
机架12上部件的旋转和x射线源14的操作由CT系统10的控制机构26来管理。控制机构26包括向x射线源14提供功率和定时信号的x射线控制器28以及控制机架12的旋转速度和位置的机架马达控制器30。控制机构26中的数据采集系统(DAS)32采样来自检测器元件20的模拟数据并将该数据转换为数字信号供后继处理。DAS 32输出包括在特定机架旋转角度(例如，视角)获得的衰减测量的投影数据集。在机架12旋转时，可以在单个旋转期间获得多个视图。单个旋转是机架12的一个完整的360度旋转。每个视图具有对应的视角，和在机架12上的特定位置。在一次机架12旋转中可获得至少一千个视图(例如，每个视角约为0.36度)。如下所述，可以给每个视图分配对应的视角。然而，视图可以占据视角的一个范围(例如，132.3度到135.7度)。可选地，可获得一组视图(例如子集)，其中每个视图可由间隔分开。该间隔可由用户选择或预编程到系统中，并且可以是固定的或可变的。另外，可以选择视图的子集以便随机选择每个视图并且该间隔是不一致的。
在机架12绕患者22旋转时，投影数据集对应于特定的视角。一组投影数据集形成患者22的一个完整扫描。例如，患者22的感兴趣区域的一个完整扫描可以包括投影数据集的一个完整集(例如，在机架12的单个完整旋转期间，对应于多个视图的多个投影数据集)。图像重建器34从DAS32接收采样的和数字化的x射线数据并进行高速图像重建。重建器34可生成代表容积(volumetric)数据集或通过患者22的图像切片的数据集。重建的图像由图像重建器34输出并作为输入施加到计算机36，计算机36在存储设备38(例如，存储器)中存储该图像。图像重建器34可以是专用硬件或在计算机36上执行的计算机程序。
计算机36还经由具有键盘的控制台40接收来自操作员的命令和扫描参数。相关的阴极射线管显示器42或其它合适的显示设备允许操作员观察来自计算机36的重建图像和其它数据。操作员提供的命令和参数由计算机36用于向DAS 32，x射线控制器28和机架马达控制器30提供控制信号和信息。另外，计算机36操作工作台马达控制器44，工作台马达控制器44控制电动工作台46以在机架12中定位患者22。特别地，工作台46移动患者22的多个部分通过机架开口48。
在一个实施例中，计算机36包括设备50，例如，软盘驱动器，CD-ROM驱动器，DVD驱动器，磁光盘(MOD)设备，或包括诸如以太网设备的网络连接设备的任何其它数字设备，用于从计算机可读介质52读取指令和/或数据，所述计算机可读介质52例如软盘，CD-ROM，DVD或例如网络或英特网的另一个数字源，以及要开发的数字装置。在另一个实施例中，计算机36执行存储在固件(未示出)中的指令。在一些配置中，计算机36和/或图像重建器34被编程为执行此处所述的功能。还有，如此处所使用的，术语计算机并不限于在本领域中被称为计算机的那些集成电路，而是广泛地指计算机，处理器，微控制器，微计算机，可编程逻辑控制器，专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在此处是可互换使用的。虽然上面所提到的具体实施例参考了第三代CT系统，但是在此所述的方法同样应用于第四代CT系统(例如，带有旋转X射线源的静止型检测器)和第五代CT系统(例如，静止型检测器和X射线源)。另外，预期本发明的益处可扩展到除CT以外的其它成像模式，例如MRI，SPECT和PET。
因此，每个投影数据集与采集投影数据集的特定工作台位置和机架旋转角度有关。每个对应的投影数据集存储在存储器38中。存储器38存储用于患者22的完整扫描或检查的一组投影数据集，对应于患者22的容积区域(volumetric area)的一组投影数据集，以及用于更新图像以及任选地更新其子集的投影数据集。
图3示出了通过重建根据本发明实施例形成的图像用于检测静脉内的造影剂药丸(a bolus of contrast agent)(或诸如针头或导管的医疗设备)的过程60。在62，过程开始，通过启动诊断成像系统以使机架12开始绕患者22旋转。在64，在机架12旋转时，系统可以扫描患者。在一个实施例中，初始扫描(例如，第一次完整的旋转扫描)可以是低剂量的扫描(例如，低于全功率扫描的百分比)。
在66，采集例如器官或组织的多个视图的预增强原始图像数据。在本发明的一个实施例中该原始图像数据是容积数据集。例如，该原始图像数据可以是下列数据中的至少其中之一：三维单个心脏相位数据集，三维多个心脏相位数据集，三维多时间相位(multi-temporal phase)数据集，投影数据，成对投影数据，共轭投影数据，校准的原始数据，以及窦腔X线照相(sinogram)数据等。
在68，通过对特定视角的来自该多个检测器的预增强图像数据进行求和来为每个视角确定用于该特定视角的基线值。预增强图像数据不包含成像增强剂或诸如针头或导管的医疗设备。例如，对于每个预增强机架旋转(例如，在将造影剂注入器官或组织之前)，在所有选择的检测器行上将每个视图求和，得出每个视图的单个标量值Vi，t，其中0≤i≤视图数目，t＝0，T，2T，...，NT，其中T为每个图像的采样周期。得到的基线标量值存储在存储器38中，作为一组与角度相关或与视图相关的基线视图。因此，对于每个视图，将标量分配给基线视图，表示为Bi＝Vi，0。这样，可在造影剂到达前创建一组基线视图。
在70，随着扫描的继续，静脉内的造影剂的药丸可被注入患者。其中该造影剂可以是成像增强剂，生物医学制剂，血液制剂，非离子造影剂，碘化造影剂，钆基造影剂，离子造影剂，钡造影剂，硫酸钡造影剂，显像剂和脑影酸盐甲基葡胺(iothalamate meglumine)造影剂。可选地，可以将针头或导管或另一种类型的医疗/生物医学设备插入器官/组织/人体部位，而不是造影剂药丸。
在72，可以为每个视图采集增强的原始图像数据，其中该原始图像数据包括造影剂。扫描可以由GE健康护理，Milwaukee，WI提供的SmartPrep或定时药丸扫描(timing bolus scan)。可选地，图像数据可包含关于插入人体部位的针头，导管，或任何其它类型的医疗设备的信息。随着机架12的旋转，当造影剂进入组织(器官或感兴趣的人体部位)，穿过组织和移出组织时可以采集一组新的视图标量。
在机架12旋转时，可以在单个旋转期间获取多个增强的视图(例如，可以在一次(one single)机架12旋转中获得1000个视图)。可选地，可以获取一组增强的视图(例如，子集)，其中每个视图可由间隔分开。例如，可以获得增强的视图的子集，其中选择每一个偶数(everyeven)视图。可选地，增强的视图的子集可以包括每隔五个，每隔十个，每隔二十个的视图，以及视图的其它组合。另外，可以选择增强的视图的子集使得随机选择每个增强的视图并且每个视图之间的间隔不一致。另外，增强的视图的子集可以包括来自机架12的多个旋转的多个视图。所述间隔可由用户选择或预编程到系统中。该间隔可以是时间间隔或该间隔可以是机架12的位置(例如，由角度视图之间隔开的度数确定的)。
例如，图4示出了根据本发明的实施例在单个机架旋转期间获取的多个增强的视图。当造影剂移动穿过患者的身体到达器官或组织时，可在机架12的单个旋转期间获取多个增强的视图。随着机架12的旋转，例如在箭头82指示的顺时针方向上，获得患者22的多个增强的视图84-91。在该示范性实施例中，每个增强的视图由预定的间隔92分开(例如，60度；然而间隔可以是任意间隔值或无间隔)。用户可以选择使用所有八个增强的视图84-91。可选地，用户可以选择使用一个增强的视图84，或增强的视图84-91的组合。用于每个视图的投影数据可以存储在存储器38中。
返回图3，在74，确定每个视图的信号强度。例如，从每个视图标量中减去对应的基线值，例如在Vi的信号强度Vi＝Vi-Bi。得到的视图标量表示在基线上的信号变化。作为示例，随着造影剂药丸的到达，信号强度V的值在幅度上将升高，在峰值动脉相位(peak arterial phase)达到峰值，接着随着造影剂药丸的冲走而减小。信号强度的改变是基于原始图像数据的改变。可以使用至少一个统计测量(例如，众数，均值，加权平均，中值，Z计分，标准差，最大值，最小值，极差(range)，四分位距，平均差，中列数均值(midrange mean)，平均绝对偏差，学生t检验，p-值等)，制剂形状，制剂的通量，以及由制剂造成的X射线衰减分析原始图像数据以确定在造影剂流动时信号强度的改变。还可以由造影剂产生的噪声模式来分析原始图像数据。例如，通常在具有较少噪声的数据集中会有更多的计数；然而，由造影剂产生的衰减越多，产生的噪声就越大。通过使用统计方法拟合噪声，可以确定信号强度中的变化。这样，通过统计变化确定信号强度中的变化，与整个图像重建相比，该统计变化产生数据集的更高的时间分辨率。造影剂的流量和灌注特性的确定可以基于统计测量，流过器官或组织的造影剂形状(例如，动态制剂的输出的形状可用S形曲线或指数曲线来拟合)，在器官或组织中的造影剂的衰减，造影剂的通量，造影剂的部分性梗阻(partialobstruction)，人体部位对造影剂的封阻(blockage)，造影剂的部分性梗阻以及造影剂的封阻。如图6所示，信号强度的改变被示出为时间的函数。
图6示出了在确定一段时间内造影剂药丸的流量中使用的信号强度的曲线图100。曲线图100在纵轴101上标出了信号强度的值或由药丸造成的衰减，并且在横轴102上标出了药丸穿过器官或组织所用的时间。具体地，曲线图100描绘了两个感兴趣区域，ROI1 104和ROI2 106。ROI1 104示出最初的大的信号强度，该信号强度然后下降，接着再上升，而ROI2 106示出逐渐增加的信号强度。
因此，处理原始图像数据可以被用于确定通过器官的制剂清除(clearance)，制剂的整个器官摄取，制剂的区域摄取，制剂的区域冲失(washout)，制剂的区域累积，制剂的区域暂留，制剂的区域清除，制剂的整个器官冲失，在多个相位上组织中的制剂的清除和组织中制剂的分布。
返回图3，在76，可以使用一个或多个单独的投影数据集(例如，各个子集)来重建或更新感兴趣区域的图像。此外，当重建图像时，用户可选择组合哪些视图。当在该步骤组合这些视图时，每个视图已经从各自的基线视图中减去以提供新视图。这样，每个视图对应于特定的投影数据集。例如，如图5所示，可以用来自单个视图的投影数据(例如，投影数据集1)重建图像，或用来自多个视图的投影数据重建图像，其中在该多个视图中选择每隔一个的投影数据集(例如，由投影数据集2，4，6，8，10...n组成的投影数据集122)，或选择每隔五个的投影数据集(例如，包括投影数据集1，5，10，15，20...n的投影数据集123)。可选地，可以根据多组投影数据集重建图像(例如，包括投影数据集1，2，3，4，5，11，12，13，14，15，21，22，23，24，25...n+1，n+2，n+3，n+5，n+5的组124)。因此，用户可基于检查的类型，扫描的类型，患者的特征等选择以自己选的任何组合来组合投影数据集。
另外，因为使用附加的投影数据集来重建图像，可提高图像的分辨率。例如，基于视角的每个投影数据集可以被用于实时更新重建的图像。通过使用单个视图和对应的投影数据集可以更新图像。可选地，可以使用视图的子集更新图像。更新图像可以包括一些但不是所有在机架12的完整旋转期间获取的视图。通过使用来自一个视角的单个投影数据集，可以在机架12完成一个完整的旋转之前实时更新图像。另外，通过连续地组合来自多个视角的投影数据来实时更新图像是可能的。例如，组合多个投影数据集可以提供移向或进入感兴趣区域的造影剂药丸或进入感兴趣区域的诸如针头或导管的医疗设备的递增移动的图像。基于投影数据中的动态变化，可以使用如上所述的统计参数，制剂形状，制剂通量，制剂造成的衰减，由制剂产生的噪声模式确定药丸经过时间和药丸流动速度。因此，可以实时更新图像。在78，过程60可由用户终止或再次重复。
各种实施例的技术效果是使用诊断成像系统，例如计算机X射线断层(CT)成像系统，以提供进入感兴趣区域的静脉内的造影剂或医疗设备的改进图像。另外，当造影剂移动穿过患者身体时，可以监视的造影剂自身的动态变化影响造影剂的部分或全部堵塞，所述动态变化例如流过感兴趣区域的造影剂的形状，当造影剂流入并流过感兴趣区域时造影剂造成的x射线的衰减，在造影剂移动时造影剂的通量。类似地，在诸如针头或导管的医疗设备插入感兴趣区域时，通过使用从单个视图采集的投影数据来更新图像，系统提供了实时监视医疗设备进入感兴趣区域的能力。
各种实施例或其部件可作为计算机系统的一部分实现。该计算机系统可以包括计算机，输入设备，显示单元和例如用于访问因特网的接口。微处理器可以连接到通信总线。计算机还可以包括存储器。该存储器可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。该计算机系统还可以包括存储设备，其可以是硬盘驱动器或诸如软盘驱动器，光盘驱动器等的可移动存储设备。该存储设备还可以是用于装载计算机程序或其它指令到计算机系统中的其它类似的装置。
在本发明的各种实施例，创建此处描述的CT衰减校正图像的方法或其任何部件可以处理机(processing machine)的形式体现。处理机的典型示例包括通用计算机，编程的微处理器，数字信号处理器(DSP)，微控制器，外围集成电路元件，以及能够实现构成此处所述方法的步骤的其它设备或设备的布置。
如此处使用的，术语“计算机”可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器，精简指令集电路(RISC)，专用集成电路(ASIC)，逻辑电路和能够执行此处所述功能的任何其它电路或处理器的系统。上述示例只是示范性的，而且并不打算以任何方式限制术语“计算机”的定义和/或含义。
处理机构执行一组指令(例如，对应所述的方法步骤)，该指令存储在一个或多个存储元件中(还称作计算机可用介质)。存储元件的形式可以为数据库或存在于处理机中的物理存储元件。存储元件还可以按照需要持有数据或其它信息。物理存储器可以是，例如但不限于，电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统，装置，设备或传播介质。物理存储器的更具体示例包括但不限于下列：随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)，硬盘驱动器(HDD)和只读光盘存储器(CDROM)。上述存储器类型只是示范性的，因此对于可用于存储计算机程序的存储器的类型并不是限制性的。
所述指令组可以包括各种命令，该命令指示处理机执行特定的操作，例如本发明各种实施例的过程。指令组的形式可以是软件程序。软件可以是诸如系统软件或应用软件的各种形式。此外，软件的形式可以是单独程序，在较大程序中的程序模块或一部分程序模块的集合。软件还包括以面向对象编程为形式的模块化程序设计。由处理机处理输入数据可以是响应于用户的命令，或响应于先前处理的结果，或响应于由另一个处理机做出的请求。
在本发明的各种实施例，创建超声医疗图像的方法可由软件，硬件或其组合实现。例如通过使用标准编程语言(例如C，C++，Java等)可以软件实现由本发明的各种实施例提供的方法。如这里使用的，术语“软件”和“固件”可以互换，并且包括存储在存储器中的用于由计算机执行的任何计算机程序。
另外，虽然这里所述的方法是在以医学场景中描述的，但是可以预期这些益处还有利于PET和CT系统。可在几个不同的数据集上执行上述分析。可以修改分析的数据集以集中在特定器官或结构的运动上。生理结构可包括生物器官，例如脑，胃，心脏，肺或肝；生物结构，例如横隔膜，胸壁，胸腔，肋骨，脊骨，胸骨或骨盆；或外来的物体基准标记，例如为了门控(gating)目的放置的标记；肿瘤，或损伤或伤口(sore)，例如压迫性骨折。
因此，提供的是一种使用诸如CT的诊断成像系统检测静脉内的造影剂药丸的方法和系统。该方法和系统提供了获得感兴趣区域的多个视图的每一个的投影数据的能力，以及使用其中一个单独的投影数据集重建感兴趣区域的图像的能力，其中对于机架角度的每个视图的投影数据定义了投影数据集。该方法和系统还提供了使用来自选定的一组视角的投影数据测量造影剂的摄取的能力，其中选定的一组视图小于定义完整机架旋转的视图数目。另外，因为视图是实时更新的，该方法和系统提供了使用来自选定的一组视图的投影数据集监视诸如导管或针头的医疗设备插入感兴趣区域的能力。
应该理解上述描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合地使用。另外，在不脱离本发明教导的范围的前提下，可以做出许多修改以使本发明的教导适用于特定情况或材料。虽然此处描述的尺寸、材料的类型和涂层意在定义本发明的参数，但其绝不是限制性的而只是示范性实施例。在阅读上述描述后，许多其它的实施例对于本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的范围应参照随附的权利要求书以及所有与该权利要求书等价的范围而确。在随附的权利要求书中，使用术语“包括”和“在其中”分别作为相应的术语“包含”和“其中”的易懂等同物。另外，在以下的权利要求书中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅被用作标签，并且不打算对其对象施加数值要求。此外，下列的权利要求书的限定没按装置加功能的方式撰写，并且不打算基于35U.S.Cζ112，第六段来解释，除非并直到这样的权利要求限定明确地使用短语“装置用于”，其后接着对缺乏进一步结构的功能的陈述。
部件列表
  10   计算机X射线断层(CT)成像系统
  12   机架
  14   X射线源
  16   X射线
  18   检测器阵列
  20   检测器元件
  22   物体
  24   旋转
  26   控制机构
  28   x射线控制器
  30   机架马达控制器
  32   数据采集系统(DAS)
  34   重建器
  36   计算机
  38   存储设备
  40   控制台
  42   阴极射线管显示器
  44   工作台马达控制器
  46   电动工作台
  48   机架开口
  50   设备
  52   计算机可读介质
  60   过程
  62   通过启动诊断成像系统以使机架12开始绕患者22旋转，过程开始
  64   在机架12旋转时，系统可以扫描患者
  66   采集例如器官或组织的多个视图的预增强原始图像数据
  68   通过对特定视角的来自该多个检测器的预增强图像数据进行求和来为每个视角确定用于该特定视角的基线值
  70   随着扫描的继续，可以将静脉内的造影剂药丸注入患者
  72   为每个视图采集增强的原始图像数据，其中原始图像数据包括造影剂
  74   为每个视图确定信号强度
  76   使用一个或多个单独的投影数据集重建或更新感兴趣区域的图像
  82   箭头
  84   增强的视图
  92   预定间隔
  100   曲线图
  101   纵轴
  102   轴
  104   ROI1
  106   ROI2
  122   投影数据集
  123   投影数据集
  124   组

Claims (10)

1.一种使用诊断成像系统(10)确定图像的对比度(contrast)变化的方法(60)，该方法包括：
采集至少一个器官和组织的原始图像数据，其中该原始图像数据包括至少一个容积数据集；
基于在制剂到达之前采集的原始图像数据，计算该容积数据集的基线；以及
基于与该基线相比原始图像数据中的变化，确定该制剂的信号强度(74)中的变化。
2.如权利要求1所述的方法(60)，其中该原始图像数据包括下列数据中的至少其中之一：三维单个心脏相位数据集，三维多个心脏相位数据集，三维多时间相位数据集，投影数据，成对的投影数据，共轭投影数据，校准的原始数据，以及窦腔X线照相数据。
3.如权利要求1所述的方法(60)，其中信号强度(74)的变化是基于原始数据的变化，该原始数据的变化基于统计测量，制剂形状，由制剂产生的噪声模式，制剂的通量，以及由制剂造成的X射线的衰减中的至少其中之一。
4.如权利要求1所述的方法(60)，其中制剂包括显像剂，造影剂，生物医学制剂，针头，导管和生物医学设备(50)中的至少其中一个。
5.如权利要求1所述的方法(60)，还包括确定制剂的流量(flow)和灌注特性中的至少其中一个，该确定是基于统计测量，流过器官或组织的造影剂的形状，在器官或组织中的造影剂的衰减，造影剂的通量，造影剂的部分性梗阻，人体部位对造影剂的封阻，造影剂的部分性梗阻以及造影剂的封阻的至少其中之一，其中该制剂是造影剂，显像剂和生物医学制剂中的至少其中一个。
6.如权利要求1所述的方法(60)，还包括处理原始图像数据以确定下列中的至少其中一个：通过器官的制剂的清除，制剂的整个器官摄取，制剂的区域摄取，制剂的区域冲失，制剂的区域累积，制剂的区域暂留，制剂的区域清除，制剂的整个器官冲失，在多个相位上组织中的制剂的清除，组织中制剂的分布，其中该制剂是造影剂，显像剂和生物医学制剂中的至少其中一个。
7.如权利要求1所述的方法(60)，其中通过统计变化确定信号强度(74)中的变化，该统计变化产生数据集的较高的时间分辨率。
8.如权利要求2所述的方法(60)，其中对于投影角度的范围，实时更新信号强度(74)。
9.如权利要求2所述的方法(60)，还包括将基线图像和增强的图像比较以确定投影数据中的动态变化，其中增强的图像(72)是基于获取的包括成像增强制剂的器官和组织的至少其中一个的视图，而基线图像是基于获取的不包括成像增强制剂的器官和组织的至少其中一个的视图。
10.如权利要求2所述的方法(60)，还包括基于投影数据中的动态变化来确定药丸(70)经过时间和药丸(70)流动速度中的至少其中一个。
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