CN103654830B - 剂量和时间优化地监视推注值 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于监视推注值的一种方法以及一种系统。本发明基于由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄（TA），其中分别确定（B1，B2）在所述测试图像中的推注值以及在至少两个测试图像之间的推注值的变化。本发明的基本思路在于，依据推注值的变化来调整（R）在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，由此可以这样选择用于确定推注值的时间分辨率，使得其相应于推注值的变化。由此在监视推注值的情况下，如下地改善时间分辨率，使得避免测试图像的过高以及过低的拍摄频率。

Description

剂量和时间优化地监视推注值

技术领域

本发明涉及用于监视推注值（Bolus-Wert）的一种方法以及一种系统。

背景技术

通过成像方法，诸如磁共振断层造影（MRT）以及计算机断层造影（CT），主要为诊断来拍摄由造影剂支持的图像。在拍摄诊断图像之前给予患者造影剂，并且允许以特定对比度、特别是关于血流过程来观察成像。对于由造影剂支持地拍摄诊断图像来说重要的是，在正确的时间点进行拍摄。如果过早或过晚地拍摄诊断图像，就不能由拍摄导出期望的信息。为了确定对于拍摄诊断图像来说正确的时间点，通过拍摄测试图像来监视造影剂流入。典型地按照几秒的间隔拍摄测试图像，并且由这些测试图像导出所谓的表征造影剂流入的推注值。如果推注值超过阈值，则开始实际拍摄诊断图像。问题在于，在测试图像的低的拍摄频率的情况下，用于确定推注值超过阈值的时间点的时间分辨率是低的。反之，提高的开销阻碍测试图像的高的拍摄频率，并且在X射线检查的情况下也反对为患者注入提高的剂量。

由US2010/0249582A1公知一种用于推注跟踪的方法。该方法包括拍摄一个或多个基本图像以及在基本图像内或在多个基本图像中的每一个内自动建立一个或多个触发区域。该方法还包括对自动建立的触发区域检查推注是否到达该触发区域。该方法还包括预测推注到达所选择的体积（基于推注到达触发区域），以及在所选择的体积中相对预测的时间拍摄诊断扫描。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，改善在监视推注值的情况下的时间分辨率。

上述技术问题的按照本发明的解决方案通过要求保护的系统以及要求保护的方法来描述。在此提到的特征、优选或替换的实施方式同样可以转用到其它要求保护的内容，反之亦然。换言之，例如针对系统的产品权利要求也可以通过结合方法描述或要求保护的特征来扩展。方法的相应的功能特征在此通过相应的产品模块来构造。

本发明基于由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄，其中分别确定在测试图像中的推注值以及在至少两个测试图像之间的推注值的变化。本发明的基本思路在于，依据推注值的变化来调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，由此可以将用于确定推注值的时间分辨率与推注值的变化速度匹配。由此在监视推注值的情况下，如下地改善时间分辨率，使得避免测试图像的过高以及过低的拍摄频率。

本发明还包括，根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化来估计在检查区域中的将来的推注值。

本发明还包括，估计将来的推注值超过至少一个阈值的时间点。由此能够在正确的时间点开始与超过阈值相关联的特定处理。

本发明还包括，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得时间间隔随着推注值的增加而减小。通过在推注值增加的情况下测试图像的更高的拍摄频率可以更好地估计推注值的特征变化，并因此更好地估计将来的推注值。

本发明还包括，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得只要推注值或在至少两个测试图像之间的推注值的变化超过第一阈值，时间间隔就取定义的值。由此可以以特别简单的方式依据推注值或其变化来调整拍摄频率。

本发明还包括，只要推注值超过第二阈值，就由造影剂支持地拍摄诊断图像。由此确保了在造影剂流入的正确的时间点拍摄诊断图像。

本发明的扩展涉及一种成像系统，该成像系统包括拍摄单元，该拍摄单元被设计为由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄；以及包括确定单元，该确定单元被设计为分别对在测试图像中的推注值进行第一确定，以及被设计为对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定；以及包括调整单元，该调整单元被设计为依据推注值的变化来调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔。

本发明还包括估计单元，该估计单元被设计为根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化来估计在检查区域中的将来的推注值。

如果拍摄单元被设计为借助X射线辐射来拍摄，则本发明还导致在监视推注值的情况下用于患者的剂量负荷与时间分辨率的改善的关系。因为仅当有利于改善的时间分辨率时，才提高取决于推注值及其变化的可变拍摄频率（和剂量）。

此外，系统及其扩展被设计为以优选的方式实施提到的方法。

附图说明

下面对照附图所示的实施例对本发明作进一步的说明和解释。

附图中：

图1示出了用于监视推注值的方法的流程图，

图2示出了用于监视推注值的成像系统，和

图3示出了用于监视推注值的扩展的成像系统。

具体实施方式

图1示出了用于监视推注值的方法的流程图。该方法包括由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA以及分别对在测试图像中的推注值进行第一确定B1和对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定B2。此外，该方法包括根据至少两个测试图像之间的推注值的变化对在检查区域中的将来的推注值进行估计Ab以及依据推注值的变化对拍摄各个测试图像之间的时间间隔进行调整R。最后，只要推注值超过第二阈值，就对诊断图像进行由造影剂支持的诊断拍摄dA。

一般地，在成像方法中改善了对身体的结构和功能进行显示的这种措施被定义为造影剂。由此，在没有造影剂支持地拍摄的X射线图像上通常看不到血管。例如如果注射含碘溶液作为造影剂，则溶液到达其中的血管投射（werfen）X射线暗影并且使该血管变得可见。通常地，造影剂区别于所谓的示踪物。在此是人造的通常是放射性标记的身体本身或身体外部的物质，其在引入生命体之后参与新陈代谢并且由此实现或有助于最不同的检查。在此本申请的范围内，造影剂既可被理解为常规造影剂，也可被理解为示踪物。

通常，检查区域是患者3的通过造影剂在各个成像模态中获得特定对比度的各个身体区域，即例如是血管、心脏、肾脏、肝脏和其它器官。

通过成像方法，诸如MRT、旋转血管造影或CT出于医学目的拍摄测试图像以及诊断图像。但对诊断图像的要求更高，因为要满足医学目的。通常，相对于测试图像提高诊断图像的成像体积和/或空间分辨率和/或特定对比度。此外，应当在造影剂流入的时间点拍摄诊断图像，该时间点允许导出用于诊断的参数，特别是灌注参数。而在本申请的意义上，测试图像用于确定参数，特别是推注值，其用于确定对于拍摄诊断图像来说正确的时间点。

由造影剂支持地对时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA是指，按照一定的时间间隔拍摄多个测试图像。该时间间隔典型地为几秒。不是在之后进行随后的步骤，诸如推注值的第一确定B1以及推注值的变化的第二确定B2或对在拍摄各个测试图像之间的时间间隔的调整R，而是在由造影剂支持地对时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA期间进行。因为在拍摄第二测试图像期间已经可以按照第一测试图像确定推注值。

测试图像和诊断图像可以表示平面以及体积。即，其可以被二维地构造并且由所谓的像素构成，或者其可以被三维地构造并且由所谓的体素构成。特别地，诊断图像可以基于采样或扫描过程，在该采样或扫描过程中线性地并且相对于拍摄单元移动检查区域，例如通过在其上放置患者3的患者卧榻6。此外，在许多断层造影拍摄法中，特别是在CT以及旋转血管造影中，拍摄单元AE围绕检查区域旋转，以便以不同角度拍摄投影。测试图像通常是基本上二维的图像，但不是必需的。例如可以在单独旋转CT设备1的拍摄单元AE期间拍摄测试图像，无需移动检查区域。于是，测试图像是患者3的截面图像。拍摄这种截面图像作为测试图像在CT设备1中是有意义的，因为通过在唯一的旋转的情况下产生的相对小的数据量能够快速重建测试图像。如果要最大化测试图像的拍摄频率，则在CT设备1的情况下，拍摄单元AE也可以连续地旋转并且在旋转期间连续地拍摄投影。由该投影可以（以截面图像的形式）连续地重建测试图像，其时间间隔尤其可以小于拍摄单元AE的旋转时间的一半。在该情况下测试图像相互重叠。此外，测试图像也可以是定位片，即是通过拍摄单元AE的线性采样或扫描过程获得的二维投影，并且其给出关于患者3的相对大的区域的概览。

因为在按照本发明的方法中应当对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定B2，所以在由造影剂支持地对一系列测试图像进行测试拍摄TA期间对患者3的相同区域成像是有意义的。但诊断图像可以包括与由造影剂支持地对一系列测试图像进行测试拍摄TA而选择的检查区域不同的区域。用于由造影剂支持地对一系列测试图像进行测试拍摄TA的检查区域例如可以是在心脏附近的静脉，而要拍摄诊断图像的区域是心脏本身。

推注被理解为给予造影剂，例如作为注射。推注值在本申请的意义上被理解为表征给予造影剂以及其在患者3的体内、至少在检查区域中的分布的参数。推注值例如是在检查区域中按照强度形式的图像信号，其中信号源于推注。通过将在检查区域内部的强度值相加，可以计算按照强度形式的推注值。如果借助CT设备执行所描述的方法，则推注值可以作为HU值给出，于是该HU值相应于豪恩斯弗尔德（Hounsfield）标尺确定。

对各个在测试图像中的推注值进行的一个第一确定B1在于，自动地识别检查区域，例如通过分割，并且在所识别的检查区域中同样确定强度（或类似的图像信号）。对在至少两个测试图像之间的推注值的变化的第二确定B2例如可以通过两个推注值的相减、相除或比较运算来执行。

根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化估计Ab在检查区域中的将来的推注值可以以不同的方式进行。例如可以将推注值的时间发展与预定函数（例如分段线性函数或多项式）内插。也可以将函数与推注值的时间变化匹配，例如指数函数。还可以采用关于应用的造影剂及其特性的基础知识或者关于患者3的基础知识，诸如其年龄、身高和性别，以便确定待匹配的函数的某些自由的参数。

此外，还可以估计将来的推注值超过至少一个阈值的时间点。在此，对两类阈值感兴趣。在超过第一阈值的情况下，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得时间间隔取所定义的值。该第一阈值与为时间间隔所定义的值一样可以通过具有拍摄单元AE的医学设备、即例如CT设备的操作人员在执行按照本发明的方法之前，借助通过计算机12与CT设备相连的输入单元7输入。然而，第一阈值可以与为时间间隔所定义的值一样已经预定，或依据另外的输入的值来计算。另外的输入的值尤其可以是关于患者3的特征或基础知识，诸如年龄、身高和性别。无论如何，只要实际上测量出在测试图像中推注值（或在至少两个测量图像之间推注值的变化）超过第一阈值，时间间隔根据方法的构成就可以取定义的值。但是，只要基于估计预计出推注值（或推注值的变化）超过第一阈值，时间间隔就可以取定义的值。

只要推注值超过第二阈值，就对诊断图像进行由造影剂支持的诊断拍摄dA。因此特别重要的是，估计将来的推注值超过第二阈值的时间点。因为在恰好推注值超过第二阈值时，则通常应当刚好开始对诊断图像进行由造影剂支持的诊断拍摄dA。

依据推注值的变化，结合对拍摄各个测试图像之间的时间间隔的调整R，允许尽可能精确地估计将来的推注值超过第一或第二阈值的时间点。因为特别有意义的是，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得时间间隔随着推注值的上升而减小。由此随着推注值的上升，时间分辨率增加。也就是，推注值越接近第二阈值，时间分辨率越大，并且可以更好地确定应当开始诊断图像的由造影剂支持的诊断拍摄dA的时间点。

图2示出了用于监视推注值的成像系统。该系统包括拍摄单元AE，该拍摄单元被设计为由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA。在一种实施方式中，成像系统的拍摄单元AE被设计为借助X射线辐射来拍摄。此外，该系统包括确定单元BE，该确定单元被设计为分别对在测试图像中的推注值进行第一确定B1，以及被设计为对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定B2。该系统还包括估计单元AbE，该估计单元被设计为根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化来估计Ab在检查区域中的将来的推注值。该系统还包括调整单元RE，该调整单元被设计为依据推注值的变化来调整R在拍摄各个测试图像之间的时间间隔。确定单元BE与估计单元AbE一起形成评估单元AuE。调整单元RE、确定单元BE和估计单元AbE可以硬件以及软件形式构造。例如可以将这些单元中的一个构造为所谓的FPGA（英文“FieldProgrammableGateArray”的缩略语，现场可编程门阵列）或者包括算术逻辑单元。

在此示出的单元尤其被构造为用于执行在图1中描述的方法。如果在此示出的单元实施在图1中描述的方法，则其互相交换数据。由此，拍摄单元AE将测试图像传输到确定单元BE。确定单元BE再将一个或多个推注值以及推注值的变化传输到估计单元AbE。估计单元AbE又将来自于确定单元BE的数据用于估计Ab将来的推注值以及将来的推注值超过阈值的时间点。将估计的推注值和/或超过阈值的时间点传输到调整单元RE。调整单元又将数据传输到拍摄单元AE，以用于调整R在拍摄各个测试图像之间的时间间隔。相应地，在此提到的单元BE、RE、AbE和AuE也配备有存储器，该存储器允许这些单元存储和进一步处理向其它单元传输或由其接收的各个数据。

图3示出了用于监视推注值的扩展的成像系统。在此以CT设备的形式的医学设备1具有拍摄单元AE，拍摄单元包括辐射发射器8以及辐射探测器9。CT设备的辐射发射器8典型地是X射线管。CT设备的辐射探测器9典型地是行探测器或平面探测器，但其也可以被构造为闪烁计数器或CCD照相机。在拍摄图像、特别是诊断图像或测试图像的情况下，患者3位于患者卧榻6上，该患者卧榻这样与卧榻基座4相连，使得该卧榻基座承载具有患者3的患者卧榻6。患者卧榻6被设计为将患者3沿着拍摄方向移动穿过拍摄单元AE的开口10。如果患者3位于正确的位置处，由此可以拍摄检查区域，则开始执行由造影剂支持地对时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA的方法。在由造影剂支持地对时间上一系列的测试图像进行测试拍摄TA期间，通常不移动患者卧榻6。相反，为了由造影剂支持地诊断拍摄dA诊断图像，通常借助患者卧榻6将患者3继续移动穿过开口10，以便能够以三维图像的形式由造影剂支持地诊断拍摄dA诊断图像。

医学设备1例如也可以是MRT设备。在MRT设备中，拍摄单元AE以至少一个HF线圈的形式构造。在此，单个的HF线圈可以被构造为辐射发射器8以及辐射探测器9。HF线圈尤其也可以是局部线圈，例如头部线圈或胸部线圈。

将医学设备1的拍摄发送到计算机12以用于处理和/或显示。在此示出的实施方式中，计算机12具有用于评估的评估单元AuE以及用于调整R在拍摄各个测试图像之间的时间间隔的调整单元RE，其分别在图2中详细描述。评估单元AuE以及调整单元RE可以以硬件以及软件的形式构造。

可以在不同的设备上实现评估单元AuE以及调整单元RE或评估单元AuE的各个单元。例如可以将评估单元AuE构造为服务器的一部分，而将调整单元RE构造为医学设备1的一部分。

计算机12与输出单元11以及输入单元7相连。输出单元11例如是一个（或多个）LCD、等离子或OLED显示屏。在输出单元11上的输出2例如可以包括图形用户界面，以用于手动输入阈值，并且还用于显示测试图像和/或诊断图像。输入单元7例如是键盘、鼠标、所谓的触摸屏或者也是用于语音输入的麦克风。

尽管通过优选的实施例详细说明和描述了本发明，但本发明不受所公开的示例限制，并且可以由专业人员由此导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。特别地，可以与给出的顺序不同地实施方法步骤。

Claims (10)

1.一种用于监视推注值的方法，包括如下步骤：

-由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄(TA)，

-分别对在所述测试图像中的推注值进行第一确定(B1)，

-对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定(B2)，

-依据推注值的变化来调整(R)在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，

-其中，所述测试图像用于确定推注值，所述推注值用于确定拍摄诊断图像的正确时间点。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

-根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化来估计(Ab)在检查区域中的将来的推注值。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计将来的推注值超过至少一个阈值的时间点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得所述时间间隔随着推注值的上升而减小。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，这样调整在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，使得只要推注值或在至少两个测试图像之间的推注值的变化超过第一阈值，所述时间间隔就取定义的值。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括如下步骤：

-只要推注值超过第二阈值，就由造影剂支持地对诊断图像进行诊断拍摄(dA)。

7.一种用于监视推注值的成像系统，包括如下单元：

-拍摄单元(AE)，该拍摄单元被设计为由造影剂支持地对检查区域的时间上一系列的测试图像进行测试拍摄(TA)，

-确定单元(BE)，该确定单元被设计为分别对在所述测试图像中的推注值进行第一确定(B1)，以及被设计为对在至少两个测试图像之间的推注值的变化进行第二确定(B2)，

-调整单元(RE)，该调整单元被设计为依据推注值的变化来调整(R)在拍摄各个测试图像之间的时间间隔，

-其中，所述测试图像用于确定推注值，所述推注值用于确定拍摄诊断图像的正确时间点。

8.根据权利要求7所述的成像系统，还包括如下单元：

-估计单元(AbE)，该估计单元被设计为根据在至少两个测试图像之间的推注值的变化来估计(Ab)在检查区域中的将来的推注值。

9.根据权利要求7或8所述的成像系统，其中，所述拍摄单元(AE)被设计为借助X射线辐射来拍摄。

10.根据权利要求7至8中任一项所述的成像系统，该成像系统被设计为实施根据权利要求1至6中任一项所述的方法。