CN102651997B - 侧支血流评估 - Google Patents
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Abstract
一种方法，包括：获得感兴趣的不健康组织的第一流入和第一灌注度量，获得感兴趣的健康组织的第二流入和第二灌注度量，以及同时呈现感兴趣的不健康组织的第一流动和第一灌注度量两者及感兴趣的健康组织的第二流动和第二灌注度量两者。
Description
以下大体涉及基于来自诸如以下的成像模态中的一个或多个的成像数据来评估感兴趣组织中的侧支血流：计算机断层摄影（CT）、核磁共振（MR）、正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、X射线照相术（X射线）、超声(US)和/或其它成像模态。
对动脉血流和组织灌注的定量或半定量测量提供能够用于中风的预防、诊断、治疗决策和结果控制的信息。已经将侧支血流识别为能够用于预测急性中风结果和评估患颈动脉狭窄的患者的风险的信息，侧支血流也就是通过较小动脉通道的血流，所述较小动脉通道连接主要由不同主动脉供给的相邻区域。
尽管对颈动脉狭窄的危险指示及急性中风结果预测有潜在的益处，但较小的侧支通道还没有并且通常不适于在以上应用中被成像。而是，对提供动脉内管腔测量的静态血管造影图像、动脉血流或速度测量及组织灌注图像进行视觉评估和相继分析。遗憾的是，灌注到受影响区域中的组织的侧支流入量的信息目前还不能从成像数据中获得。
传统地，能够在具有完全堵塞的主供血动脉的灌注区域中确定侧支流动的静态评定。在这些情况下，完全堵塞后血管中可见的造影剂的量提供关于进入该区域的侧支流入的信息。更具体而言，完全堵塞的下游若存在造影剂指示有侧支流动，而完全堵塞的下游若不存在造影剂指示无侧支流动。
本申请的各方面解决上述问题及其他问题。
根据一个方面，一种方法包括：获得感兴趣的不健康组织的第一流入和第一灌注度量两者，获得感兴趣的健康组织的第二流入和第二灌注度量两者，以及同时呈现感兴趣的不健康组织的第一流动和第一灌注度量两者及感兴趣的健康组织的第二流动和第二灌注度量两者。
在另一个实施例中，一种方法包括：获得感兴趣的不健康组织的第一流入和第一灌注度量两者及感兴趣的健康对侧组织的第二流入和第二灌注度量两者，基于感兴趣的不健康组织和感兴趣的健康对侧组织的流入度量计算相对流入度量，并基于感兴趣的不健康组织和感兴趣的健康对侧组织的灌注度量计算相对灌注度量，并基于相对流入和灌注度量生成指示侧支等级评分的信号。
在另一个实施例中，系统包括成像数据补充器，其为感兴趣的不健康组织和感兴趣的健康组织的成像数据补充感兴趣的不健康组织和感兴趣的健康组织的流入和灌注度量。
本发明可以采用各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图的目的仅用于图示优选的实施例而不应被解释为限制本发明。
图1图示了范例侧支流动分析器，其基于不健康组织和健康对侧组织的流入和灌注度量和/或基于其的侧支等级评分来分析不健康（病变或危险）组织的侧支流动；
图2图示了一种基于不健康组织和健康对侧组织两者的流入和灌注度量来评估侧支流动的范例方法；
图3图示了一种基于从不健康组织和健康对侧组织两者的流入和灌注度量确定的侧支等级评分来评估侧支流动的范例方法。
以下大体涉及基于成像数据评估侧支血流（其是能够支持诸如动脉的主血管向组织供应血液的较小血管中的血流）。如以下更详细的描述，在一个实例中它包括在有或者没有成像数据的情况下呈现不健康组织（例如，病变组织或危险组织）和健康对侧组织（即，同一类型的健康组织）两者的流入（到供血动脉中）度量和局部组织灌注度量两者，和/或基于其生成指示侧支血流的侧支等级评分。该度量和/或评分可结合用来评估急性缺血事件和/或将来发生这种事件的风险。
基于简洁和说明性的目的，以下在脑组织的背景下进行描述。通常，大脑由左右半球组成，两半球的流入基本相似并且两半球的灌注基本相似。因此，健康半球的流入和灌注可以用来作为不健康（例如，病变组织或危险组织）半球，比如受中风影响的半球，的流入和灌注的参考。对此，在以下讨论中，不健康组织通常是指受中风影响的脑半球或脑半球的特定区域，而健康对侧组织通常是指另一（未受影响的）半球或大脑中的相应区域。优选地，这种区域是指从一个独立动脉接收其主要血液供应的灌注区域。
然而，应当意识到，以下并不局限于脑组织或受中风影响的组织。例如健康脑半球的流入和灌注可以被具有与大脑的流入和灌注特性相似的流入和灌注特性的健康的非脑组织的流入和灌注替代或补充。另外，可以基于具有与所研究组织（感兴趣组织）的流入和灌注特性相似的流入和灌注特性的脑组织或其它组织对其它（非大脑）不健康组织的侧支血流进行类似评估。
图1图示了一种范例侧支流动分析器100。
如图所示，该侧支流动分析器100可从诸如以下的各种成像模态获得和/或接收成像数据：计算机断层摄影（CT）、核磁共振（MR）、正电子发射断层摄影（PET）、单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、X射线照相术（X射线）、超声(US)和/或其它成像模态。合适的成像数据范例包括，但不限于，对比增强CT数据、CTA数据、对比增强MRI数据、MRA数据、SPECT数据、PET数据、多普勒超声数据、介入X射线数据和/或其它成像数据中的一个或多个。
组织识别器102识别成像数据中的感兴趣组织。所图示的组织识别器102基于经由用户输入、默认参数、所选择的成像协议等而选择的预定组织类型的信号来识别这种组织。作为范例，在一种情况下，预定组织类型是脑组织，例如正在经历中风研究的中风患者的脑组织。在该情况下，预定组织可以包括受中风影响的脑半球（病变组织或危险组织）和健康（未受中风影响）脑半球两者。
组织识别器102能够采用各种算法来识别成像数据中的感兴趣组织。合适的范例包括，但不限于，自动分割、半自动分割、手动（用户交互）分割、基于模型的配准（例如，配准到图集）、与相同视场的解剖学图像数据融合的图像和/或其它分割技术。能够从CTA数据、MRA数据和/或包括类似信息的其它数据中确定动脉的几何结构和/或其它解剖结构及它们相应的灌注区域。
体积流动确定器104确定所识别组织，包括健康脑半球和不健康（受影响或危险）脑半球两者，的动脉血流入体积(Q)（和/或速度（v））。以上信息可以通过多普勒超声、相位对比MR、其它MR、介入式X射线（例如，来自动脉造影剂浓度的血流估计）和/或其它成像数据来确定。在另一个实施例中，省略体积流动确定器104，而通过远离侧支流动确定器104的装置或存储器来确定和/或从其获得血流入信息。
灌注确定器106确定包括健康和不健康（受影响或危险）脑半球两者的所识别组织的局部组织灌注（P），例如大脑血流量（CBF）。局部组织灌注可以通过动态对比增强CT、动态对比增强MRI、非对比增强MRI、SPECT、PET和/或其它成像数据来确定。可以将健康和不健康组织的平均局部灌注确定为来自相应分割成像数据的均值或中值。同样，在另一实施例中，灌注确定器106被省略，而通过远离侧支流动确定器104的装置或存储器来确定和/或从其获得局部组织灌注信息。
成像数据补充器108为来自组织识别器102的分割成像数据和/或成像数据补充流入和灌注信息。在一个实例中，这包括利用与不同流动和灌注值对应的不同颜色生成彩色图等，并且将彩色图覆盖或叠加到分割图像数据和/或图像数据上。额外地或替代地，将与流动和灌注图对应的数值覆盖或叠加到分割图像数据和/或图像数据上。额外地或替代地，此处也设想用其它方法来补充成像数据。
评分确定器110基于流入和灌注信息确定侧支等级评分，或者指示其的信号。对侧支等级评分，评分确定器110计算：相对流入度量其指示相对于健康组织的不健康组织中流入的减少；和相对灌注度量其指示相对于健康组织的不健康组织中灌注的减少。
根据这些度量，评分确定器110根据公式1确定侧支等级评分C：
公式1：
其基于健康组织中的流入和健康组织中的灌注比较不健康组织中的动脉流入的减少和不健康组织中的组织灌注的减少（如果有）。
在公式1中，C=0表示不健康组织中的灌注的减少和不健康组织中的流入的减少是成正比的。这指示没有侧支流动或基本上没有侧支流动。当健康组织和不健康组织的灌注相同时，评分C在0<C≤1的范围中指示不健康组织的流入的一部分是由侧支通道提供的。
评分分析器112基于规则库114中的一组规则分析评分C并生成指示分析的信号。例如，规则可以指示C=0时评分分析器112生成的信号指示侧支流动不存在或基本不存在（因为不健康组织的流入的减少随后是不健康组织的灌注的相等减少）。另一条规则可以指示C=X（其中0<X≤1）时评分分析器112生成的信号指示正常流入中由侧支流动提供的分数为正常流动的X%（因为不健康组织的流入的减少比不健康组织的灌注的减少要大）。规则库114可以额外或替代地包括其它规则。
补充成像数据、补充分割成像数据、流入度量、灌注度量、侧支等级评分、分析结果和/或其它信息可以提供给一个或多个输出设备116，包括，但不限于，显示器118、本地存储设备120、数据储存库122（例如，RIS和/或HIS）、胶片机(filmer)124和/或其它输出设备。
显示器118能够呈现各种信息。在一个实例中，连同诸如彩色图、数值等的相应的流入和灌注信息分别同时呈现健康和不健康组织的分割成像数据。这种呈现允许临床医生视觉观察健康和不健康组织的流动和灌注信息。这允许临床医生比较健康和不健康组织两者的流入和健康和不健康组织的灌注。
这可能允许临床医生评估不健康组织的侧支流动。作为范例，在不健康组织的流入少于健康组织的流入而两种组织的灌注相同或大致相同时，该信息指示不健康组织的侧支流动补偿了减少的流入。基于流入和灌注的比较也可以指示其它信息。
鉴于前述内容，临床医生可以评估不健康组织的侧支流动，例如，健康组织和不健康组织之间存在流入的减少，但没有灌注的减少或不健康组织的灌注的减少小于健康组织的流入的减少和/或其它情况。额外地或替代地，评分C经由显示器118呈现，提供关于侧支流动的相似信息。该评分为临床医生提供指示侧支流动的值。额外地或替代地，分析结果经由显示器118呈现，提供关于侧支流动的相似信息。
要意识到，图示的侧支流动分析器100可以是计算系统的一部分，该计算系统包括执行计算机可读指令的一个或多个处理器，该指令编码在计算机可读存储介质中。
图2和3图示了各种方法。要意识到，方法中所描述的动作是出于说明的目的，而不是进行限制。例如一个或多个方法可以包括更多或更少的动作，包含不同的动作。另外，一个或多个方法中的一个或多个动作可以以不同于所列顺序的顺序发生。另外，一个或多个方法可以进行组合。
首先参考图2，图示了一种基于不健康组织（病变或危险组织）和健康对侧组织的流入和灌注度量来评估侧支流动的方法。
在200，如上所述获得各种成像。
在202，如上所述从成像数据中分割不健康（病变或危险）组织。
在204，如上所述从成像数据中分割健康对侧组织。
在206，确定不健康组织的流入和灌注度量。
在208，确定健康对侧组织的流入和灌注度量。
在210，分别呈现不健康组织和健康对侧组织的流入和灌注度量。
任选地，在212，将流入和灌注度量叠加或覆盖到不健康组织和健康对侧组织的成像数据和/或分割成像数据上。
转到图3，图示了一种生成侧支等级评分的方法。
首先参考图2，图示一种基于从不健康组织（病变或危险组织）和健康对侧组织的流入和灌注度量确定的侧支等级评分来评估侧支流动的方法。
在300，如上所述获得各种成像。
在302，从成像数据中分割不健康组织和健康对侧组织。
在304，基于分割成像数据，确定不健康组织和健康对侧组织的流动和灌注度量。
在306，基于流动和灌注度量计算不健康组织的侧支等级评分。侧支等级评分提供总流入中由侧支流动提供的量的指示。
在308，呈现了侧支等级评分，在有或者没有成像数据的情况下。
这里所描述的动作可以通过计算机可读指令来实现，当该指令被（一个或多个）计算机处理器执行时，其令该（一个或多个）处理器执行这里所描述的动作。在这种情况下，指令被存储在诸如与相关计算机相关联的和/或被相关计算机访问的存储器的计算机可读存储介质中。
尽管以上是结合CT扫描器描述的，但应意识到，以上也可用于使用预扫描图像来规划一系列图像采集的非CT成像应用，其中患者的运动可能会导致规划的FOV不再是期望的FOV。这种成像应用的范例包括但不限于MRI、介入式X射线和/或其它成像应用。
这里通过参考各种实施例描述了本发明。在阅读本说明书的基础上可以对其他方面做出修改和改变。本发明旨在被解释为包括所有这种修改和改变，只要其在所附的权利要求或其等价的范围内。
Claims (15)
1.一种评估侧支血流的方法，包括：
获得感兴趣的不健康组织的第一流入和第一灌注度量两者；
获得感兴趣的健康组织的第二流入和第二灌注度量两者；
基于所述感兴趣的不健康组织和所述感兴趣的健康组织的所述流入度量计算相对流入度量；
基于所述感兴趣的不健康组织和所述感兴趣的健康组织的所述灌注度量计算相对灌注度量；
基于所述相对流入和灌注度量生成侧支等级评分；以及
同时呈现所述感兴趣的不健康组织的所述第一流入和第一灌注度量两者，以及所述感兴趣的健康组织的所述第二流入和第二灌注度量两者。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述感兴趣的健康组织和所述感兴趣的不健康组织具有相似的流入和灌注特性。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：
分别与所述感兴趣的不健康组织和所述感兴趣的健康组织的相应成像数据同时呈现所述第一流入和第一灌注度量和所述第二流入和第二灌注度量。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
将所述第一流入和第一灌注度量两者与所述感兴趣的不健康组织的所述成像数据叠加；以及
将所述第二流入和第二灌注度量与所述感兴趣的健康组织的所述成像数据叠加。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一和第二度量被叠加为具有与流入和灌注的量对应的颜色的彩色图。
6.如权利要求1或2所述的方法，还包括：
从一组成像数据中分割与所述感兴趣的不健康组织和所述感兴趣的健康组织对应的成像数据。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
基于所分割的成像数据确定流入和灌注度量。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述相对流入度量指示相对于所述感兴趣的健康组织所述感兴趣的不健康组织中流入的减少。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述相对灌注度量指示相对于所述感兴趣的健康组织所述感兴趣的不健康组织中灌注的减少。
10.如权利要求1所述的方法，其中，侧支等级评分为零指示所述不健康组织中的灌注的减少与所述不健康组织中的流入的减少成正比。
11.如权利要求1或2所述的方法，其中，侧支等级评分在从零到一的范围中指示所述不健康组织中有侧支流动。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述范围内的侧支等级评分的值指示所述不健康组织中由侧支通道提供的流入的分数。
13.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述不健康组织是病变或危险的脑组织，而所述健康组织是正常的脑组织。
14.一种评估侧支血流的系统(100)，包括：
成像数据补充器(108)，其为感兴趣的不健康组织和感兴趣的健康组织的成像数据补充所述感兴趣的不健康组织和所述感兴趣的健康组织的流入和灌注度量；以及
评分确定器(110)，其基于所述流入和灌注度量来生成指示侧支等级评分的信号。
15.如权利要求14所述的系统(100)，其中，所述侧支等级评分指示所述不健康组织中由侧支通道提供的流入的分数，并且所述侧支等级评分范围从指示无侧支流动的零到指示只有侧支流动的一。
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