CN101779963B - 减影计算机体层灌注功能成像方法 - Google Patents
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Abstract
一种减影计算机体层灌注功能成像方法，其步骤包括对局部组织进行单层或多层动态连续增强螺旋CT扫描，得到各层组织在对比剂血流灌注前的图像和对比剂血流灌注后的图像数据；将图像传输至影像工作站；应用图像减影软件创建出一组突出组织对比剂血流灌注影像的新的数字图像序列；利用影像工作站的CT灌注成像(CTP)软件对新的数字图像序列的数据进行处理与分析，产生一组反映减影后的组织血流灌注状态参数的色阶图与数值。本发明具有经济实用、无需使用放射性同位素、图像空间与时间分辨率高、扫描与成像时间短、影响因素少、可重复性佳、普及广、检查费用低等优点，解决了现有技术无法有效实现的骨组织或其他高密度组织与病变的CTP评估与无创检查。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机成像方法，尤其涉及一种组织减影计算机体层灌注功能成像方法。
背景技术
骨坏死，如股骨头坏死，是常见病、多发病，其发病率的高增长和发病人群的青壮年化使全社会及人类健康面临极大危害与挑战，而且其预后差，危害大，至今仍是医学一个棘手的难题。骨坏死重在早期诊断、发现和及时有效干预与治疗。但目前尚缺乏一个准确诊断早期甚至超早期骨坏死的有效手段。由于各种原因导致的骨坏死总是导致骨局部血运障碍从而引起骨细胞进一步缺血、坏死、骨小梁断裂、骨表面塌陷等改变。理论上，CT灌注成像(CTP)可以通过兴趣区血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、毛细血管通透性(PS)和达峰时间(TP)等组织血流灌注状态参数与毛细血管水平上量化的组织功能指标的测量来实现活体自然状态下定量分析、诊断超早期骨血运障碍的目标。CTP与MR灌注成像(MRP)比较，其扫描时间短、空间分辨率高，运动伪影少，所测BV、BF、MTT等参数值更为真实地反映局部组织血流灌注情况。CTP分辨率也更是远高于既往主要采用的使用有害人体健康的放射性示踪剂的核医学(ECT)、单光子发射体层摄影(SPECT)、正电子发射体层摄影(PET)等方法。但在CT图像上，骨组织由于本身极高的密度影像掩盖了对比剂注入前后其局部血流灌注之改变，利用现有的CTP技术和软件无法获得准确有效的骨缺血、骨坏死等生理、病理状态和变化的评价与诊断信息，使得骨CTP成为CTP临床应用的瓶颈，至今尚未见成功临床应用尤其诊断骨坏死的报道。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决现有技术存在的上述问题及其他问题，提供一种操作简单、成本低廉的无创性评估骨组织血运状态、早期骨坏死及其他CT上表现为高密度的组织与病变(如钙化性、成骨性、出血性肿瘤等)的减影计算机体层灌注成像方法。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种组织减影计算机体层灌注成像方法，包括以下步骤：
A、对局部组织进行单层或多层动态连续增强螺旋CT扫描，得到各层组织在对比剂血流灌注前的图像数据和对比剂血流灌注后的图像数据；
B、扫描完成后，将图像数据传输至影像工作站；
C、应用影像工作站的图像减影软件逐层将同层面组织在对比剂血流灌注后的图像数据与对比剂血流灌注前的图像数据相减，创建出一组突出组织对比剂血流灌注影像的新的数字图像序列；
D、利用影像工作站的CT灌注成像软件对新的数字图像序列的数据进行处理与分析，产生一组减影后的组织血流灌注状态参数的色阶图与数值。
步骤A所述的对比剂为含碘对比剂，如浓度为300mgI/ml欧乃派克，总量50ml，经外周静脉快速团注，速率为3-5mL/s，延迟5s-8s，采用电影模式扫描，扫描时间40s或50s。
步骤C所述的新的数字图像序列的创建包括将局部组织的同一层面血流灌注后的图像数据与灌注前的图像数据相减，以及将组织同一层面依据增强后血流灌注先后的不同图像数据与灌注前的同一图像数据逐层自动相减。
步骤D所述的组织血流灌注状态参数包括兴趣区血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、毛细血管通透性(PS)和达峰时间(TP)。
本发明的工艺技术合理，操作简单、安全，价廉，实用，尤其弥补了目前CTP评价骨组织或其他高密度组织与病变的缺陷与技术的应用空白，无环境污染。本发明与传统的灌注成像方法比较，不仅具有经济实用、无需使用放射性同位素、图像空间与时间分辨率高、扫描与成像时间短、影响因素少、可重复性佳、普及广、检查费用低等优点，而且解决了之前无法有效实现的骨组织或其他高密度组织与病变的CTP评估与无创检查，拓展了CT和CTP技术的应用范畴。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
对象：股骨头
采用GE LightSpeed 4层螺旋CT仪，使用电影模式，80kV，200mA，矩阵512×512，FOV 12cm，球管每转一周同时扫描4层、扫描时间为1s，层厚5mm，扫描范围20mm，对比剂采用300mgI/ml欧乃派克50ml、以4ml/s速率经前臂静脉高压注射器自动推注，延迟5s、扫描(数据采集)50s。
扫描完成后，将CTP图像数据传输至影像工作站(AW 4.2)，先应用图像减影软件对选定股骨头层面血流灌注后影像数据与同层面同帧图像数据、按灌注先后循序逐层相减，产生一组全新的减影图像(数据)序列，再采用Perfusion 3软件的常规骨灌注成像分析系统对该减影图像(数据)序列进行成像与分析，计算机即自动测量、产生了该层面股骨头CTP之BF、BV和MTT等组织血流灌注参数的色阶图与数值，选择的感兴趣区(ROI)6mm3。
实施例2
对象：脑(脑肿瘤)
采用GE LightSpeed 4层螺旋CT仪，使用电影模式，80kV，200mA，矩阵512×512，FOV 12cm，球管每转一周同时扫描4层、扫描时间为1s，层厚5mm，扫描范围20mm，对比剂采用300mgI/ml欧乃派克50ml、以4ml/s速率经前臂静脉高压注射器自动推注，延迟8s、扫描(数据采集)50s。
扫描完成后，将CTP图像数据传输至影像工作站(AW 4.2)，先应用图像减影软件对选定脑肿瘤层面血流灌注后影像数据与同层面同帧图像数据、按灌注先后循序逐层相减，产生一组全新的减影图像(数据)序列，在采用Perfusion 3软件的常规骨灌注成像分析系统对该减影图像(数据)序列进行成像与分析，计算机即自动测量、产生了该层面脑瘤CTP之BF、BV、MTT和PS等组织血流灌注参数的色阶图与数值，选择的感兴趣区(ROI)8mm3。
实施例3
对象：脑(脑梗死)
采用GE LightSpeed 4层螺旋CT仪，使用电影模式，80kV，200mA，矩阵512×512，FOV 25cm，球管每转一周同时扫描4层、扫描时间为1s，层厚10mm，扫描范围40mm，对比剂采用300mgI/ml欧乃派克50ml、以4ml/s速率经前臂静脉高压注射器自动推注，延迟8s、扫描(数据采集)40s。
扫描完成后，将CTP图像数据传输至影像工作站(AW 4.2)，先应用图像减影软件对选定基底节层面血流灌注后影像数据与同层面同帧图像数据、按灌注先后循序逐层相减，产生一组全新的减影图像(数据)序列，在采用Perfusion 3软件的常规脑灌注成像分析系统对该减影图像(数据)序列进行成像与分析，计算机即自动测量、产生了该层面基底节CTP之BF、BV和MTT等组织血流灌注参数的色阶图与数值，选择的感兴趣区(ROI)5mm3。
本发明应用减影图像处理技术把局部组织对比剂血流灌注后的图像与灌注前的图像相减而创建一个突出组织对比剂血流灌注影像的新序列，再采用CTP软件对这个新序列影像数据进行处理与分析，这就有效克服了骨组织等极高密度影像对对比剂注入前后其局部血流灌注改变的掩盖，实现了无骨组织等极高密度影像影响的组织减影CTP(sCTP，subtraction computer tomographyperfusion)，获得了良好应用效果，为局部骨组织血运状态与早期骨坏死的功能评估与成像诊断提供了完全无创性的实用手段。sCTP也可用于其他脏器的CT功能成像检查与评估。
Claims (3)
1.一种减影计算机体层灌注功能成像方法，包括以下步骤：
A、对局部组织进行单层或多层动态连续增强螺旋CT扫描，得到各层组织在对比剂血流灌注前的图像数据和对比剂血流灌注后的图像数据；
B、扫描完成后，将图像数据传输至影像工作站；
其特征在于，还包括以下步骤：
C、应用影像工作站的图像减影软件逐层将同层面组织在对比剂血流灌注后的图像数据与对比剂血流灌注前的图像数据相减，创建出一组突出组织对比剂血流灌注影像的新的数字图像序列；
D、利用影像工作站的CT灌注成像软件对新的数字图像序列的数据进行处理与分析，产生一组减影后的组织血流灌注状态参数的色阶图与数值。
2.如权利要求1所述的组织减影计算机体层灌注成像方法，其特征在于：步骤C所述的新的数字图像序列的创建包括将局部组织的同一层面血流灌注后的图像数据与灌注前的图像数据相减，以及将组织同一层面依据增强后血流灌注先后的不同图像数据与灌注前的同一图像数据逐层自动相减。
3.如权利要求1所述的组织减影计算机体层灌注成像方法，其特征在于：步骤D所述的组织血流灌注状态参数包括兴趣区血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、毛细血管通透性(PS)和达峰时间(TP)。
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