CN108567443A - 用于ct图像的彩色可视化系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种计算机断层摄影(CT)成像系统包括CT成像单元、显示单元和至少一个处理器。CT成像单元包括X射线源和CT检测器。所述至少一个处理器可操作地联接到成像单元和显示单元，并且被配置成：经由CT成像单元采集CT成像信息的至少三个阶段；确定CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；基于时序信息将对应的颜色分配到血管；使用来自所述至少三个阶段的CT成像信息来重建图像，其中重建图像中描绘的血管使用基于时序信息的对应的颜色来表示；以及在显示单元上显示图像。

Description

用于CT图像的彩色可视化系统和方法
技术领域
本说明书所公开的主题大体上涉及用于诸如计算机断层摄影(CT)成像的成像系统和方法，例如用于渐进和/或基于值的成像的系统和方法。
发明背景
医学成像可以用于帮助进行诊断。某些类型的成像可以相对快速地和/或以相对低的剂量完成，但是提供相对较低的细节水平，而其他类型的成像可以更缓慢地和/或以相对高的剂量完成，但是提供相对较高的细节水平。在一些情况下，可能不清楚哪种类型的成像将提供精确诊断所需的细节水平。通常，在这种情况下，医师可能会要求进行不同细节水平的许多不同扫描，并且分析每次扫描的结果以试图进行诊断。然而，多次扫描的这种进行可能导致进行扫描所花费的不必要的时间和/或剂量，这对于准确诊断而言不是必需的。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种计算机断层摄影(CT)成像系统，其包括CT成像单元、显示单元和至少一个处理器。CT成像单元包括X射线源和CT检测器。所述至少一个处理器可操作地联接到成像单元和显示单元，并且被配置成：经由CT成像单元采集CT成像信息的至少三个阶段(phase)；确定CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；基于时序(timing)信息将对应的颜色分配到血管；使用来自所述至少三个阶段的CT成像信息来重建图像，其中重建图像中描绘的血管使用基于时序信息的对应的颜色来表示；以及在显示单元上显示图像。
在另一个实施例中，一种方法包括经由包括X射线源和CT检测器的CT成像单元来采集计算机断层摄影(CT)成像信息的至少三个阶段。该方法还包括使用至少一个处理器确定用于CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息。此外，该方法包括基于时序信息将对应的颜色分配到血管。此外，该方法包括使用来自所述至少三个阶段的CT成像信息来重建图像，其中重建图像中描绘的血管基于时序信息使用对应的颜色来表示。该方法还包括在显示单元上显示图像。
在另一个实施例中，提供了包括一个或多个计算机软件模块的有形和非暂时性计算机可读介质。所述一个或多个计算机软件模块被配置成指导一个或多个处理器经由包括X射线源和CT检测器的CT成像单元来采集计算机断层摄影(CT)成像信息的至少三个阶段；确定CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；基于时序信息将对应的颜色分配到血管；使用来自所述至少三个阶段的CT成像信息来重建图像，其中重建图像中描绘的血管基于时序信息使用对应的颜色来表示；以及在显示单元上显示图像。
附图说明
图1是示出根据各种实施例的成像系统的示意框图。
图2是根据各种实施例的方法的流程图。
图3示出了根据各种实施例的示例显示器。
图4示出了根据各种实施例的示例显示器。
图5示出了根据各种实施例的示例显示器。
图6示出了根据各种实施例的示例显示器。
图7示出了根据各种实施例的示例显示器。
图8是根据各种实施例的成像系统的示意框图。
图9描绘了用于脑中血流的CTA分析的CT成像信息的各个阶段的采集的示例时间线。
图10描绘了对应于图9的CT成像信息采集的阶段的示例图像。
图11描绘了图10的各种图像的示例强度。
图12描绘了根据各种实施例的包括特定体素的强度曲线和基线的示例图线。
图13描绘了根据各种实施例的特定体素的随时间变化的强度的示例图线。
图14描绘了根据各种实施例的使用确定的时序信息生成的头部的轴向视图。
图15描绘了根据各种实施例的具有彩色血管的脑的示例性侧视图。
图16是根据各种实施例的方法的流程图。
具体实施方式
当结合附图理解时，以下某些实施例的详细描述将更好地理解。图在某种程度上说明了各种实施例的功能块的图，这些功能块未必指示硬件电路之间的划分。例如，功能块中的一或多个(例如，处理器或存储器)可实施于单件硬件中(例如，通用信号处理器或随机存取存储器的块、硬盘或类似物)或多件硬件中。同样，程序可为独立的程序，可作为子例程合并于操作系统中，可为安装软件包中的功能和类似物。应理解，各种实施例并不限于图式中所展示的布置和手段。
如本说明书所用的术语“系统”、“单元”或“模块”可以包括用来执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元或系统可以包括计算机处理器、控制器或根据存储于有形和非暂时计算机可读存储介质例如计算机存储器上的指令来执行操作的其他基于逻辑的装置。替代地，模块、单元或系统可以包括基于装置的硬接线逻辑执行操作的硬接线装置。在附图中示出的各种模块或单元可以表示根据软件或硬接线指令而操作的硬件，指导硬件执行操作的软件或其组合。
“系统”、“单元”或“模块”可以包括或者表示执行本说明书所描述的一个或多个操作的硬件和相关联的指令(例如，存储于有形和非暂时计算机可读介质诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等上的软件)。硬件可以包括电子电路，所述电子电路包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的设备诸如微处理器、处理器、控制器等。这些装置可以是现成的装置，它们用上文所描述的指令适当地编程或者指导以执行在本说明书所描述的操作。另外或替代地，这些设备中的一个或多个可以利用逻辑电路硬接线来执行这些操作。
如本说明书所用的以单数形式陈述且前面有词“一”的元件或步骤应被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非明确地陈述这种排除。另外，对“一个实施例”的提及的意图不应理解为排除也合并所陈述的特点的额外实施例的存在。此外，除非明确地陈述为相反情况，“包括”或“具有”有着特定性质的元件或多个元件的实施例可包括无该性质的额外元件。
各种实施例提供了用于渐进式或基于值的成像的系统和方法。一些实施例涉及针对患者的疑似医疗状况的基于值的医学图像采集。各种实施例允许通过渐进的基于细化的成像过程来最小化图像采集，同时在每个阶段提供证据(例如显示的图像)以允许确定停止从具有停止标准的患者进一步继续采集。成像信息采集继续到满足停止标准为止。在一些实施例中，停止标准使用联接到采集系统的用分析软件编程的处理器来确定，该采集系统执行逐步分析并提供分析结果的可视化。例如，基于显示的图像和/或与所显示的图像有关的信息(诸如使用显示的图像确定的定量测量)，人用户可以选择停止从患者进行额外的成像采集。基于逐步求精的成像过程可以被配置成最小化采集负担，同时提供逐渐更详细的信息以改善病理检测率。如本说明书所使用的，采集负担包括所需的时间、患者的剂量、患者的不适或患者的不便中的至少一个。病理检测率、速度和/或病人不适之间的变化的折衷可以由成像过程提供。例如，第一成像过程例如可以最小化或减少扫描所需的时间、提供给患者的剂量(辐射和/或造影剂)、患者的不适和/或患者的不便，同时为病理检测提供了一定的确定性。如果第一次扫描的结果不提供关于诊断的足够的确定性，则可以执行第二次扫描(如果合适的话还有额外的扫描)，其可能相对于第一次扫描具有增加的时间、剂量和/或不便，并且具有增加的病理学检测率。
在一个示例中，执行与中风分析相关的患者的成像。首先，采集无造影剂计算机断层摄影(CT)。如果基于无造影剂CT图像确定患者正在经历出血性中风，则停止成像过程并进行手术以应对出血性中风。如果无造影剂CT图像没有显示出血性中风，则执行采集多相CT信息的后续成像步骤，并且分析使用多相CT信息重建的图像以确定是否停止标准(例如足够的侧支充盈以允许立即去除凝块)。如果满足停止标准，则可以终止成像并将患者转移以进行手术。如果不满足停止标准(例如，如果不能从图像确定是否有足够的侧支充盈)，则渐进成像可以继续采集CT灌注成像数据。如果在CT灌注成像之后没有满足停止标准，例如，在一些实施例中，渐进成像可以继续采集MR灌注成像信息。
在另一示例中，成像序列或过程可以首先在第一次扫描中进行低剂量、厚切片、大覆盖CT扫描以快速评估较大面积。随后的一次或多次扫描可以使用更薄的切片和/或更高的剂量逐渐瞄准较小的FOV(例如，识别的损伤和/或特定的解剖结构)。
通常，在各种实施例中，采集第一模态的第一类型或类别的数据，并且在采集第一类型或类别的数据之后确定是否满足停止标准。如果满足停止标准，则不执行进一步的成像，但是如果不满足停止标准，则执行第一模态的逐渐求精的第二类别或类型的数据(例如，更详细和/或复杂类型的扫描)。只要不满足停止标准，就可以通过采集第一模态的不同类别或类型的逐渐求精的数据而继续该过程。在一些实施例中，在已经重建了第一模态的给定数量的类型的图像而不满足停止标准之后，可以执行第二成像模态的一个或多个类别或类型的扫描。扫描的类型和/或扫描的模态可以被更新，直到满足或符合停止标准。
各种实施例提供了改进的成像。至少一个实施例的技术效果包括减少的扫描次数(例如，当从前一扫描可获得足够的信息时，通过消除不必要的后续扫描)。至少一个实施例的技术效果包括减少的辐射剂量(例如，当从前一扫描可获得足够的信息时，通过消除不必要的后续扫描)。至少一个实施例的技术效果包括提高执行一系列扫描的效率(例如，通过在准备后续扫描的同时分析前一扫描)。至少一个实施例的技术效果是提供用于诸如中风的医疗病症的准确诊断的图像。至少一个实施例的技术效果包括减少扫描和执行医疗程序之间的延迟。
图1示出了根据一个实施例的成像系统100。成像系统100可以被配置成例如使用一种或多种成像模态(例如，计算机断层摄影(CT)、X射线、磁共振成像(MRI)、超声波、光子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT))来执行患者的渐进或基于值的成像。所示实施例例如包括第一模态的第一成像单元102和第二模态的第二成像单元104以及处理单元120、输出单元(或显示器)140和输入单元150。例如，第一模态可以是CT，第二模态可以是MRI。在各种实施例中可以使用附加的或备选的模态成像单元。一般而言，成像系统100被配置成渐进地对患者成像。成像系统100被配置成采集一系列图像数据集，其中每个后续图像数据集比之前的图像数据集需要更多的采集负担和/或提供额外的诊断细节。在继续执行一系列下一成像扫描之前，成像系统100(例如，处理单元120自动地和/或使用用户输入)确定是否已经达到停止标准。基于已经获得的图像的分析，如果满足停止标准，则渐进成像过程被终止，从而避免更复杂的成像扫描，更复杂的成像扫描需要额外的时间和/或使患者接受额外的剂量(例如，辐射剂量、造影剂剂量)。然而，如果尚未达到停止标准(例如，已经获得的扫描没有提供足够的信息来作出诊断决策)，则执行后续的更详细的、繁重的和/或复杂的成像扫描。
作为一个示例，成像系统可以用作中风患者的分析的一部分。可以执行第一次扫描以确定患者是否正在经历出血性中风或缺血性中风。如果基于使用在第一次扫描期间采集的信息重建的图像，确定中风是出血性的，则不执行进一步的扫描，并且可以针对出血性中风治疗患者。然而，如果中风被确定为缺血性的，则可以执行一次或多次后续扫描，直到获得从其确定侧支充盈是否足以允许手术程序去除所识别的凝块的图像。
通常，第一成像单元102和第二成像单元104被配置成采集投影数据或成像数据(例如，CT数据或CT成像信息)，并且处理单元120被配置成使用由一个或多个成像单元采集的数据来重建图像。可以注意到，各种实施例可以包括附加部件，或者可以不包括在图1中示出的所有部件(例如，各种实施例可以提供用于与其他子系统一起使用的子系统以提供成像系统；各种实施例可以仅包括第一模态的第一成像单元102)。另外，可以注意到的是，示出为图1中的单独框的成像系统100的某些方面可以合并于单个物理实体内，和/或图1中示出为单个框的方面可以在两个或更多个物理实体之间共用或分开。
所描绘的第一成像单元102包括CT采集单元110，该CT采集单元110又包括X射线源112和CT检测器114。(关于示例CT系统的附加信息，参见图8和本说明书的相关讨论)X射线源112和CT检测器114(连同诸如蝴蝶结形滤波器、源准直器、检测器准直器等(图1中未示出)的相关联的部件)可以围绕系统100的台架116的孔的中心轴线旋转。
通常，来自X射线源112的X射线可以通过源准直器和蝴蝶结形滤波器引导至待成像对象。待成像对象例如可以是人类患者或者其一部分(例如，头或躯干等)。源准直器可以被配置成允许在所希望视场(FOV)内的X射线通过待成像对象同时阻挡其他X射线。蝴蝶结形滤波器模块可以被配置成吸收来自X射线源112的辐射以控制传递到待成像对象的X射线分布。
通过待成像对象的X射线由对象衰减并且由CT检测器114(其可以具有与之相关联的检测器准直器)接收，该检测器检测衰减的X射线并且向处理单元120提供成像信息。处理单元120然后可以使用CT检测器114提供的成像信息(或投影信息)重建对象的扫描部分的图像。处理单元120包括或可操作地联接到输出单元140，输出单元140在所示实施例中被配置成显示图像，例如由处理单元120使用来自CT检测器114的成像信息重建的图像。所描绘的输入单元150被配置成获得对应于待执行的扫描的输入，其中处理单元120使用该输入来确定一个或多个扫描设置(例如，管电压、管电流、扫描旋转速度等)。输入单元150可以包括键盘、鼠标、触摸屏等以从操作者接收输入，和/或可以包括端口或其他连接装置以从计算机或其他源接收输入。
在图示实施例中，X射线源112被配置成绕对象旋转。例如，X射线源112和CT检测器114可以绕台架116的孔118定位并且绕待成像对象旋转。在成像扫描期间，随着X射线源112绕对象旋转，由CT检测器114在一次完整旋转期间接收的X射线提供经过该对象的X射线的360度视图。在备选实施例中可以使用其他成像扫描范围。CT成像信息可以收集为一系列视图，这些视图一起构成旋转或旋转的部分。消隐间隔(a blanking interval)可以将第一视图或投影与系列中的下一个视图或投影分离。
如本说明书所示，处理单元120被配置成控制采集单元的各个方面和/或使用经由采集单元获得的信息来重建图像。例如，处理单元120可以被配置成使用由CT采集单元110收集的信息来重建CT图像(或使用在不同时间采集的信息的一系列CT图像)。
所描绘的处理单元120可操作地联接到输入单元150、输出单元140、第一成像单元102和第二成像单元104。处理单元120例如可以接收关于来自输入单元150的扫描的信息，该信息可以用于确定将用于采集CT成像信息的扫描参数。在各种实施例中，处理单元120从输入单元150接收对应于停止标准的满足(或缺乏)的用户输入(例如，来自已经执行的扫描的信息是否足以使得后续的一次或多次扫描的执行是必要的或期望的)。作为另一示例，处理单元120可以从成像单元(例如，CT检测器114)接收成像数据或投影数据。作为又一示例，处理单元120可以向诸如CT采集单元110(例如X射线源112和CT检测器114)的成像单元的一个或多个方面提供控制信号。处理单元120可以包括处理电路，该处理电路被配置成执行本说明书所讨论的一个或多个任务、功能或步骤。可以注意到，如本说明书所用的“处理单元”并非意图必需限于单个处理器或计算机。例如，处理单元120可以包括多个处理器和/或计算机，其可以集成到公共外壳或单元内，或者其可以分布在各个单元或外壳之中。
所描绘的处理单元120被配置成控制第一成像单元102和第二成像单元104以采集成像信息。例如，所描绘的处理单元12被配置成控制CT采集单元110(例如，通过控制X射线源112的激活和去激活)以在成像扫描期间收集CT成像信息。所示实施例中的处理单元120被配置成控制CT采集单元110使用不同的扫描过程来采集不同类型的成像信息。例如，所描绘的处理单元120被配置成控制CT采集单元110以执行无造影剂CT成像扫描、多相CT成像扫描和CT灌注成像扫描。
在图1所描绘的实施例中，处理单元包括重建模块122、确定模块124、控制模块126和存储器128。可以注意到，在替代实施例中，可以采用其他模块类型、数量或组合，和/或本说明书所描述的模块的各种方面可以额外地或者替代地用于不同模块。通常，处理单元120的各个方面单独地或与其他方面协作地起作用，以执行本说明书所讨论的方法、步骤或过程的一个或多个方面(例如，方法200或其方面)。
所描绘的重建模块122被配置成使用从第一成像单元102和/或第二成像单元104(例如，从第一成像单元102的CT检测器114)采集的成像或投影数据来重建一个或多个图像。例如，重建模块122可以接收来自CT检测器114的在多个视图上获取的(例如，对于完整的旋转或其一部分，或对于在沿着待成像对象的长度的不同位置处获取的多个旋转)的成像信息并且重建用于诊断目的的图像。
在图示实施例中，确定模块124被配置成接收来自第一成像单元102和/或第二成像单元104的信息(例如，来自CT采集单元110的CT成像信息)和/或来自重建模块122(例如，重建的图像)和/或输入单元150的信息(例如，对应于停止标准的信息，诸如指示停止标准的满足或不满足的用户输入)，并且确定例如是否已经满足停止标准或是否应执行后续扫描。在一些实施例中，确定模块124确定要执行的后续扫描的类型。
例如，确定模块124可以首先确定是否已经满足停止标准。在一些实施例中，确定模块124基于经由重建图像的分析自动确定的客观或可测量的一个或多个参数来确定是否满足停止标准。在一些实施例中，确定模块124基于接收(或未能接收)用户输入来确定是否满足停止标准。例如，在一些实施例中，如果在显示对应的图像之后预定量的时间内没有接收到对应于给定停止标准的满足的输入，则确定模块124(或处理单元120的其他方面)确定给定的停止标准不被满足。例如，在显示给定的重建图像之后，确定模块124可以开始时序周期。如果在时序周期到期之前没有从操作者接收到输入，则确定模块124确定停止标准未被满足，并且处理单元120控制成像系统100以采集系列中的下一个更详细的或复杂的成像扫描。
在一个示例场景中，可以利用使用成像系统100的渐进成像过程来诊断患有中风的患者。在示例场景中，在必要时执行多达三次CT成像扫描的序列，其中每个后续扫描具有相对于前面的扫描来说额外的负担。第一次成像扫描是无造影剂CT成像扫描，第二次成像扫描是多相CT成像扫描，第三次成像扫描是灌注CT成像扫描。第一次和第二次扫描使用不同的停止标准。
在示例场景中，在利用CT采集单元110收集了CT成像信息之后，重建模块122重建无造影剂图像，并且通过输出单元140显示(可能已经经过后处理以辅助诊断的)图像。在示例场景中的第一次扫描的停止标准对应于与出血性中风相对应的出血水平的确定。示例场景中停止标准的满足基于用户输入。如果用户基于所显示的图像向输入单元150提供了指示已经确定了与出血性中风相对应的出血量的输入，则确定模块124确定已经满足了停止标准并且不执行进一步的扫描。相反，可以针对出血性中风对患者进行治疗，而不会为了额外的扫描而进一步延迟。然而，如果用户提供了指示与出血性中风相对应的出血量没有被识别的输入(或者在预定时间段内未提供输入)，则确定模块124确定停止标准尚未被满足，并执行后续扫描。
在示例场景中，后续的扫描是多相CT血管造影(CTA)检查。将造影剂引入患者体内，并且CT采集单元110采集多相CTA成像信息。多相CTA提供关于血管的时间信息，例如可用于帮助确定缺血性中风患者脑中动脉充盈程度的信息。如果确定有足够的动脉充盈，则可以识别并移除凝块；然而，如果充盈不足，则可能存在移除凝块后由于压力变化而导致血管破裂的风险。在利用CT采集单元110收集了CT成像信息之后，重建模块122重建一个或多个图像(例如，在不同阶段或时间点对应于脑血管的一个或多个图像)，并且通过输出单元140显示图像(其可能已经经历了后处理以辅助诊断)。示例场景中的第二次扫描的停止标准对应于足够的血管侧支充盈水平的确定(例如，允许去除凝块而没有不适当的血管破裂风险的足够的水平)。示例场景中第二停止标准的满足基于用户输入。如果用户基于显示的图像向输入单元150提供了指示已经确定了足够水平的侧支填充的输入，则确定模块124确定已经满足了停止标准，并且不执行进一步的扫描。相反，可以在没有为了进行额外扫描而进一步延迟的情况下对患者进行缺血性中风治疗(例如，移除凝块)。然而，如果用户提供了指示不足的侧支充盈水平或者不能确定是否存在足够的侧支充盈水平的输入(或者用户未能在预定时间段内提供输入)，则确定模块124确定停止标准未被满足，并且执行后续扫描。
在示例场景中，后续的扫描是CT灌注检查。在与多相CTA检查相关联的造影剂充分洗出后，向患者引入用于CT灌注分析的不同的造影剂，并且CT采集单元110采集CT灌注成像信息。多相CTA提供关于脑组织以及是否提供足够的血流以保持组织活着的信息。如果多相CTA成像信息不足以确定侧支充盈是否充足，则可以采集CT灌注信息以更好地确定侧支充盈是否充足。
可以注意到，渐进的扫描系列中的各种成像扫描可以具有对应的扫描参数或设置(例如，用于采集信息的参数或设置)以及显示参数或设置(例如，在方便显示的后处理中使用的参数或设置)。在一些实施例中，确定模块124(和/或处理单元120的其他方面或部分)确定要执行的后续扫描类型以及扫描和显示参数。例如，在一些实施例中，对于渐进的中风成像序列，如果在分析无造影剂CT图像之后停止标准不被满足，则确定模块124确定要执行多相CTA成像扫描，并且指示控制模块124使用适当的设置来进行多相CTA图像采集。此外，确定模块124确定要使用被定制为与多相CTA一起使用的后处理例程，并向重建模块122(或处理单元120的其他方面)提供适当的信息以用于后处理和显示使用多相CTA成像信息重建的图像。
在图示实施例中，确定模块124可通信地联接到控制模块126，其中控制模块126被配置成控制第一成像单元102和/或第二成像单元104(例如，CT采集单元110和/或系统100的其他方面)，并执行由确定模块124所要求的成像扫描。
输出单元140被配置成向用户提供信息。输出单元140被配置成显示例如图像(例如，如本说明书所述已经被重建和后处理的图像)。另外，除了别的以外，输出单元140还可以提供关于确定停止标准的指导，显示指示确定模块124何时将在没有相反输入的情况下确定不满足-停止标准的满足的计时器，对应于显示的图像的测量或确定的参数。输出单元140可以包括屏幕、触摸屏、打印机等中的一个或多个。
输入单元150可以被配置成获得对应于要执行的扫描或渐进的扫描系列的一个或多个设置或特性的输入，并且将输入(或者对应于输入的信息)提供给处理单元120，处理单元120可以使用输入来确定、调整或选择用于采集成像信息、重建成像信息、后处理或以其他方式准备用于显示的一个或多个图像等的设置。例如，输入单元150可以接收指定程序的指令，然后处理单元确定适当的扫描顺序以及对应的重建和后处理例程。输入可以包括例如要执行的渐进成像的类型，例如中风分析。响应于接收到来自输入单元150的输入，处理单元120自动启动对应的一系列扫描，所述扫描可以被选择性地执行，直到满足停止标准。输入单元150可以被配置成例如经由触摸屏、键盘、鼠标等接受手动用户输入。附加地或备选地，输入单元150可以从成像系统100的另一方面、另一系统或远程计算机例如经由端口或其他连接装置来接收信息。在各种实施例中，输入单元150还接收关于标准满足情况的输入。在一些实施例中，用户可以基于对显示的图像的视觉检查来提供关于是否满足停止标准(和/或图像是否没有提供用于做出确定的足够的信息)的输入。在一些实施例中，用户可以提供是否满足了停止标准的指示，如果在预定时间段内没有接收到输入，则处理单元120可以自动地继续进行系列中的下一扫描。使用用于自动前进到后续成像阶段的预定时间段减少了各种实施例中的一系列扫描所花费的时间量。
图2提供了根据各种实施例的用于为对象(例如，作为中风分析的一部分的患者)逐渐成像的方法200的流程图。方法200例如可以采用本说明书所讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的结构或方面或由其执行。在各种实施例中，可省略或添加某些步骤，可组合某些步骤，可同时执行某些步骤，可并行执行某些步骤，可将某些步骤拆分成多个步骤，可以不同次序执行某些步骤，或可以重复方式反复执行某些步骤或步骤系列。在各种实施例中，方法200的部分、方面和/或变型可能能够用作指导硬件(例如，处理单元120的一个或多个方面)执行本说明书所述的一个或多个操作的一个或多个算法。
在202处，对象(例如，患者)被定位。例如，对象可以是定位在成像系统(例如，第一成像单元102或第二成像单元104)的孔中的台上的人类患者，该成像系统可以包括例如CT采集单元(例如，CT采集单元110)。
在204处，选择渐进成像例程或程序。在各种实施例中，渐进成像例程指定了增加采集负担或细节的一系列扫描，这些扫描被执行以帮助诊断病症。例如，对于中风诊断渐进成像例程，一系列扫描可以包括无造影剂CT扫描、多相造影CTA扫描和CT灌注扫描。渐进成像例程可以基于提供到处理单元(例如，经由输入单元150到处理单元120)的用户输入来选择或确定。图3提供了根据各种实施例的显示器300的示例图示，用户可以使用该显示器来提供输入以选择渐进成像例程。显示器300包括各种用户引导特征310，其允许用户指定要扫描的身体的一部分。如图3所示，所描绘的显示器还包括对应于可用扫描程序的用户选择按钮320。在图示实施例中，用户已经选择“快中风”。响应于用户选择，处理单元可以准备系统以使用用于所选例程的预定采集、重建和显示参数来执行一系列扫描。
在206处，采集第一类型的成像信息。例如，在各种实施例中，第一类型的成像信息使用第一成像单元的第一模态来采集。在一些实施例中，第一类型的成像信息是无造影剂信息。在一些实施例中，X射线源和检测器可以围绕被成像的对象旋转，并以预定扫描参数规定的方式操作，以在检测器处收集成像信息。作为一个示例，在图示实施例中，在208处，第一类型的诊断成像信息是无造影剂CT(例如，经由CT采集单元110采集)，并且第一停止标准是对应于出血性中风的出血水平的确定。
在210处，重建第一图像。使用在206处采集的第一成像信息来重建第一图像。在212处，重建的图像被自动后处理。例如，在各种实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以基于所选择的渐进成像例程使用预定的后处理例程对重建的第一图像进行后处理，以向用户提供方便的、容易使用的显示器，以用于确定停止标准是否得到满足。图4示出了根据各种实施例的示例性无造影剂CT显示器400。显示器400包括四个视图(即，斜视图410、轴向视图420、矢状视图430和冠状视图440)，其可以被显示器的观看者用来确定是否存在与出血性中风相对应的出血水平。
在214处，分析第一图像以确定用于终止成像的第一停止标准是否被第一图像满足。在一些实施例中，分析可以由在显示器(例如，显示单元140)上观看图像的操作者或用户来执行。可以注意到，显示器可以远离成像系统的其他方面，使得没有出现在扫描设施处的医师可以确定是否已经满足停止标准。在一些实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以被配置成分析对应于重建图像的一个或多个可确定参数或客观测量以确定是否已满足停止标准。在所描绘的实施例中，在216处，分析第一图像以确定是否存在对应于出血性中风的出血水平。
在218处，确定是否已符合或满足第一停止标准。通常，如果满足停止标准，则可以在执行附加的、更复杂的扫描之前终止渐进成像例程，如果较早的扫描为特定的诊断提供足够的信息则不需要这样的扫描。如果第一停止标准被满足，则方法200进行到220，并且终止成像系列。如果停止标准不符合或不满足，则该方法进行到222。例如，如果存在与出血性中风一致的出血水平，则可以将患者从成像装置立即转移出来以治疗出血性中风，而不花费额外的时间执行扫描。然而，如果出血水平不对应于出血性中风，则可以诊断出缺血性中风，对于这种中风，额外的成像将是有利的，例如以确定凝块的位置以及侧支充盈的程度。
在222处，采集第二类型的诊断成像信息。例如，在各种实施例中，第二类型的诊断成像信息具有与第一类型的诊断成像信息相同的第一模态，利用相同的第一成像单元采集，并且相对于第一类型的诊断成像信息具有增加的采集负担水平。在一些实施例中，第二类型的成像信息是多相信息。例如，在图示实施例中，在224处，第二类型的诊断成像信息是多相CTA信息，并且第二停止标准是足够水平的血管侧支充盈的确定。在图示实施例中，在将CT信息作为多相CTA成像过程的一部分采集之前，将造影剂引入患者体内。
在226处，重建第二图像。使用在222处采集的第二类型的诊断成像信息来重建第一图像。在228处，重建的图像被自动后处理。例如，在各种实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以基于所选择的渐进成像例程使用预定的后处理例程(例如，为多相CTA定制的后处理)对重建的第二图像进行后处理，以向用户提供方便的、容易使用的显示器，以用于确定停止标准是否得到满足。图5示出了示例CTA显示器500，并且图6示出了根据各种实施例的示例CTA显示器600。在各种实施例中，响应于接收到在226处重建的图像，处理单元120对在226处重建的图像自动地执行后处理，以准备显示器500和显示器600以供使用。显示器500在三个不同视图(冠状视图510、轴向视图520和矢状视图530)中显示颈动脉作为最大强度投影(MIP)的一部分。显示器600显示在不同时间或阶段的三个轴向视图一一第一阶段视图610、第二阶段视图620和第三阶段视图630。观看者可以使用显示器500和显示器600来确定是否有足够的侧支充盈(collateral filling)。例如，如果有足够的侧支充盈，患者可以进行血管内手术以移除凝块，但是如果没有，则可以选择备选方法，因为在凝块移除后由于压力变化导致血管破裂的风险。
在230处，分析第二图像以确定用于终止成像的第二停止标准是否被第二图像满足。在一些实施例中，分析可以由在显示器(例如，显示单元140)上观看一个或多个图像的操作者或用户来执行。可以注意到，显示器可以远离成像系统的其他方面，使得没有出现在扫描设施处的医师可以确定是否已经满足停止标准。在一些实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以被配置成分析对应于重建图像的一个或多个可确定参数或客观测量以确定是否已满足停止标准。在所描绘的实施例中，在232处，由显示器的观看者分析第一图像以确定是否有足够的侧支充盈来允许凝块移除。可以注意到，在各种实施例中，还可以在234处确定要被移除的凝块的位置。
在236处，确定是否已符合或满足第二停止标准。如果第二停止标准被满足，则方法200进行到238，并且终止成像系列。如果停止标准不符合或不满足，则该方法进行到240。例如，如果存在足够的侧支充盈，则可以将患者立即从成像装置转移出来以进行缺血性中风的治疗(例如，移除所识别的凝块)，而不花费额外的时间执行扫描。然而，如果侧支充盈水平不充分，或者如果从多相CTA分析不能确定侧支充盈是否足够，则附加的成像可能是有益的，例如以确定侧支充盈程度。
在240处，采集第三类型的诊断成像信息。例如，在各种实施例中，第三类型的诊断成像信息具有与第一类型和第二类型的诊断成像信息相同的第一模态，利用相同的第一成像单元采集，并且相对于第二类型的诊断成像信息具有增加的采集负担水平。在图示实施例中，在242处，第三类型的诊断成像信息是CT灌注信息。CTA可以被理解为在宏观水平上观察血管，并且CT灌注可以通过在组织水平上提供关于患者的信息来提供额外的复杂性或细节。在各种实施例中，组织水平参数作为CT灌注分析的一部分被计算，以提供一种或多种定量量度来帮助确定侧支充盈水平。在图示实施例中，在将CT信息作为CT灌注成像过程的一部分采集之前，将造影剂引入患者体内。在各种实施例中，可以在用于采集第二成像信息的造影剂的清洗期期间执行关于第二成像信息的重建和相关分析。还可以注意到，在各种实施例中，在第二类型的诊断成像信息的采集、第二图像的重建、第二图像的分析和第三类型的诊断成像信息的采集期间，患者被保持在第一成像单元的台上。
在244处，重建第三图像。使用在240处采集的第三类型的诊断成像信息来重建第三图像。在246处，重建的图像被自动后处理。例如，在各种实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以基于所选择的渐进成像例程使用预定的后处理例程(例如，为CT灌注定制的后处理)对重建的第三图像进行后处理，以向用户提供方便的、容易使用的显示器。图7示出了根据各种实施例的示例CT灌注700。在各种实施例中，响应于接收到在244处重建的图像，处理单元120对在244处重建的图像自动地执行后处理，以准备显示器700以供使用。显示器700包括图像视图710、730和740以及对应于一个或多个定量量度的坐标图720。用于在各种实施例中的显示器700(和/或本说明书讨论的其他显示器)的呈现的特定视图和所呈现的视图的格式由处理单元例如基于预定的观看者偏好自动地选择。例如，响应于接收到给定类型的重建图像，处理单元可以自动选择与给定类型的重建图像对应的预定后处理例程，以准备观看的显示画面。
在248处，分析第三图像(例如，如果在渐进成像例程中保留任何附加扫描，则确定是否满足停止标准)。在一些实施例中，分析可以由在显示器(例如，显示单元140)上观看一个或多个图像的操作者或用户来执行。可以注意到，显示器可以远离成像系统的其他方面，使得没有出现在扫描设施处的医师可以确定是否已经满足停止标准。在一些实施例中，处理单元(例如，处理单元120)可以被配置成分析对应于重建图像的一个或多个可确定的参数或客观测量(例如，由CT灌注成像过程提供的一个或多个定量量度)以确定是否已经满足停止标准。在一些实施例中，分析第三图像的侧支充盈，并且对应的停止标准为：是否足够量的侧支充盈被确定为允许转移患者，以进行移除凝块的手术。
在250处，在图示实施例中，执行第四成像采集。在各种实施例中，第四成像采集使用与用于第一、第二和第三类型的诊断信息不同的第二模态。例如，CT可以用于第一、第二和第三类型的诊断信息，但是第四成像采集可以使用MRI来执行。在一些实施例中，可以执行第四成像采集，以向先前采集的信息提供额外的复杂性或细节，而在其他实施例中，可以使用第四成像采集来为不同的解剖结构或诊断提供信息。在各种实施例中，仅当不满足与第三类型的诊断成像信息对应的停止标准时，才执行第四成像采集。
可以注意到，在不同的实施例中，多个成像阶段或采集(或潜在的成像阶段或采集)可以变化。通常，在一些实施例中，每个成像阶段或步骤包括采集、重建、显示、分析和确定是否满足停止标准。可以为每个后续阶段或步骤重复该序列(例如，使用不同的成像技术)，直到满足停止标准。
本说明书所描述的各种方法和/或系统(和/或其方面)可以使用医疗成像系统来实施。例如，图8是示例性CT成像系统900的示意框图，示例性CT成像系统900可以用来实施本说明书所讨论的各种实施例。尽管CT成像系统900被图示为独立成像系统，应当指出的是在某些实施例中，CT成像系统900可以形成多模态成像系统的部分。例如，多模态成像系统可以包括CT成像系统900和正电子发射断层摄影(PET)成像系统，或者单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像系统。还应当理解，也设想到使用能执行本说明书描述的功能的其他成像系统。
CT成像系统900包括台架910，台架910具有X射线源912，X射线源912将X射线束朝向台架910相对侧上的检测器阵列914投射。源准直器913设置在X射线源912附近。在各种实施例中，源准直器913可以被配置成提供如本说明书讨论的宽准直。检测器阵列914包括多个检测器元件916，多个检测器元件916被布置成行并且布置在通道中，它们一起感测经过受检者917的投射的X射线。成像系统900还包括计算机918，计算机918从检测器阵列914接收投影数据并且处理投影数据以重建受检者917的图像。计算机918例如可以包括处理单元120的一个或多个方面，或者可操作地联接到处理单元120的一个或多个方面。在操作中，计算机918使用操作者提供的命令和参数以提供控制信号和信息来重新定位机动化台922。更具体而言，机动化台922用来将受检者917移动进出台架910。特别地，台922将受检者917的至少一部分移动通过台架开口(未示出)，台架开口延伸穿过台架910。另外，台922可以用来在台架910的孔内竖直地移动受检者917。
所描绘的检测器阵列914包括多个检测器元件916。每个检测器元件916产生电信号或输出，该电信号或输出表示碰撞X射线束的强度并且因此允许估计在束经过受检者917时束的衰减。在扫描以采集X射线投影数据期间，台架910和安装于台架910上的部件绕旋转中心940旋转。图8示出了仅一单行检测器元件916(即，检测器行)。然而，多层检测器阵列914包括检测器元件916的多个平行的检测器行使得对应于多个层的投影数据可以在一次扫描期间同时采集。
台架910的旋转和X射线源912的操作受到控制机构942的调控。控制机构942包括X射线控制器944和台架马达控制器946，X射线控制器944向X射线源912提供功率和时序信号，台架马达控制器946控制台架910的旋转速度和位置。在控制机构942中的数据采集系统(DAS)948对来自检测器元件916的模拟数据取样并且将数据转换成数字信号以在随后进行处理。图像重建器950从DAS 948接收取样并且数字化的X射线数据并且执行高速图像重建。重建的图像被输入到计算机918，计算机918在存储装置952中存储图像。计算机918也可以经由具有键盘的控制台960从操作者接收命令和扫描参数。相关联的视觉显示单元962允许操作者观察重建的图像和来自计算机的其他数据。可以注意到，计算机918、控制器等中的一个或多个可以合并为处理单元诸如在本说明书中所讨论的处理单元120的一部分。
操作者提供的命令和参数由计算机918用来向DAS 948、X射线控制器944和台架马达控制器946提供控制信号和信息。此外，计算机918操作台马达控制器964，台马达控制器964控制机动式台922以将受检者917定位于台架910中。特别地，台922移动受检者917的至少一部分通过台架开口。
在各种实施例中，计算机918包括装置970，例如，CD-ROM驱动、DVD驱动、磁光盘(MOD)装置或者任何其他数字装置，包括网络连接装置诸如以太网装置以从不包括信号的有形非暂时计算机可读介质972诸如CD-ROM、DVD或另一数字源诸如网络或因特网以及尚未开发的数字机构读取指令和/或数据。在另一实施例中，计算机918执行存储在固件(未示出)中的指令。计算机918被编程为执行本说明书所描述的功能并且如本说明书所用的术语计算机并不限于那些在本领域中称为计算机的集成电路，而是广泛地指计算机、处理器、微控制器、微计算机、可编程的逻辑控制器、专用集成电路和其他可编程电路并且这些术语在本说明书中互换地使用。
在示例性实施例中，X射线源912和检测器阵列914随着台架910一起在成像平面内并且绕着待成像受检者917旋转使得X射线束974与受检者917相交的角度恒定地变化。以一个台架角度来自检测器阵列914的一组X射线衰减测量，即，投影数据，被称作“视图”或“投影”。受检者917的“扫描”包括在X射线源912和检测器阵列914的一次或多次绕转期间以不同台架角度或者视角做出的视图集合。在CT扫描中，处理投影数据以重建对应于从受检者917取得的三维体积的图像。可以注意到，在一些实施例中，可以使用少于一次完整绕转的数据来重建图像。例如，利用多源系统，可以利用显著小于一次完整旋转。因此，在一些实施例中，对应于360度视图的扫描(或块(slab))可以使用少于一次完整回转获得。
如上所述，对于图1中描绘的示例，确定模块124被配置成接收来自一个或多个成像单元的信息和/或来自重建模块122和/或输入单元150的信息，并且确定例如是否已经满足停止标准或是否应该执行后续扫描。在一些实施例中，确定模块124确定要执行的后续扫描的类型。还进一步地，备选地或附加地，确定模块124(和/或处理单元120的其他方面)可以用于确定用于显示图像(例如图像的血管)的颜色方案，其可以与确定是否已经满足停止标准和/或确定后续扫描的确定结合使用。
例如，在一些实施例中，继续参考图1，CT成像系统100包括CT成像单元110(其又包括X射线源112和CT检测器114)、显示单元140和处理单元120。除了上面讨论的处理单元120的配置之外或者作为其替代，在各种实施例中，处理单元120被配置成经由CT成像单元110采集CT成像信息的至少三个阶段，确定在CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息，基于时序信息将对应的颜色分配到血管，使用来自至少三个阶段的CT成像信息来重建图像，其中重建图像中描绘的血管使用基于确定的时序信息的对应的颜色来表示，并将图像显示在显示单元140上。可以注意到，除了提供与时间相关的信息之外，所显示的图像还可以提供关于一个或多个血管中的造影剂摄取强度的信息或表示。例如，在各种实施例中，不具有重要或密集的流的血管看起来比具有相对更重要或密集的流的血管更透明。除了基于时序信息将颜色分配给不同的流之外，处理单元120还可以将相对透明度或强度分配给提供的颜色，以提供关于一个或多个血管中的对应流的强度的信息。
在不同的时间采集CT成像信息的至少三个阶段。例如，对于至少一些阶段，当造影剂移动通过血管时，可以在不同时间采集CT成像信息的所述至少三个阶段。在一些实施例中，例如，可以执行CTA以确定和/或识别脑血管中的阻塞。在各种实施例中，可以采集多于三个阶段。例如，可以采集CT成像信息的附加阶段作为无造影剂CT信息，或者在引入造影剂之前采集的信息。此外，随着造影剂移动通过血管，可以采集多于三个阶段。例如，在一些实施例中，随着造影剂移动通过血管，可以采集九个阶段。通常，采集的阶段越多，时序信息(例如，血管的给定部分的最大强度的时间)的可达到的分辨率越高，同时采集更少的阶段降低了X射线剂量和计算要求。因此，可以针对给定的特定应用定制所采集的特定数量的阶段。
图9描绘了用于脑中血流的CTA分析的CT成像信息的各个阶段的采集的一个示例时间线975。如图9所示，针对图示的示例采集的阶段包括造影前阶段980、第一造影阶段982、第二造影阶段984和第三造影阶段986。造影前阶段980在引入造影剂之前采集。在造影前阶段980采集的CT成像信息可以被理解为造影前信息。例如，可以使用造影前信息来确定基线强度，基线强度可以(例如，由处理单元120)用来确定在一个或多个造影阶段期间采集的信息的相对最大强度。
造影阶段(第一造影阶段982、第二造影阶段984和第三造影阶段986)对应于造影剂的流动并且在引入造影剂之后采集。在不同的时间采集CT成像信息的各造影阶段。例如，可以在第一时间990采集CT成像信息的第一造影阶段982，在第二时间992(在图示实施例中，在第一时间990之后10秒)采集第二造影阶段984，并且在第三时间994(在图示实施例中，在第一时间990之后的18秒)采集第三阶段986。在一些实施例中，CT成像信息采集的阶段可以大体对应于通过脑的血流的阶段。例如，CT成像信息的第一造影阶段982可以对应于血流的动脉阶段(例如，经历正常流动的动脉达到成像强度峰值期间的血流阶段)，CT成像信息的第二造影阶段984可以对应于血流的静脉阶段(例如，经历正常流动的静脉达到成像强度峰值的血流阶段)，并且CT成像信息的第三造影阶段986可以对应于血流的静脉后阶段(例如，经历延迟流动的动脉达到成像强度峰值期间的血流阶段)。然而，可以注意到，在其他实施例中，CT成像信息采集的阶段不需要直接对应于血流的特定阶段。
图10描绘了对应于图9的CT成像信息采集的阶段的示例图像。图10包括造影前图像1010(在造影前阶段910期间采集)、第一造影阶段图像1020(在第一造影阶段920期间采集)、第二造影阶段图像1030(在第二造影阶段930期间采集)和第三造影阶段图像1040(在第三造影阶段940期间采集)。对于结合图10所讨论的示例，将讨论两个血管(如图10所示的脑右侧的正常动脉1002，以及如图10中的脑左侧的延迟动脉1004)的成像。正常动脉1002可以理解为具有正常或未阻塞的流动，而延迟动脉1004经历延迟的流动(例如，由于不完全阻断流动的延迟动脉1004中的阻塞而延迟)。
在引入造影剂之后，来自采集的第一造影阶段920的信息被用于重建第一造影阶段图像1020。类似地，来自采集的第二造影阶段930的信息被用于重建第二造影阶段图像1030，并且来自采集的第三造影阶段940的信息被用于重建第三造影阶段图像1040。然后为每个图像确定正常动脉1002和延迟的动脉1004两者的强度。
图11描绘了图10的各种图像的示例强度，包括正常动脉1002的正常强度曲线1121和延迟动脉1004的延迟强度曲线1123。如图11所示，在对应于正常动脉1002的位置处的造影前图像1010的强度提供基线1112。另外，在对应于延迟动脉1004的位置处的造影前图像1010的强度提供基线1114。
此外，在正常动脉1002处的第一造影图像1020的强度提供正常动脉1002的正常强度曲线1121的点1122，并且在延迟动脉1004处的第一造影图像1020的强度提供延迟动脉1004的延迟强度曲线1123的点1124。另外，在正常动脉1002处的第二造影图像1030的强度提供正常强度曲线1121的点1132，并且在延迟动脉1004处的第二造影图像1030的强度提供延迟强度曲线1123的点1134。类似地，在正常动脉1002处的第三造影图像1040的强度提供正常强度曲线1121的点1142，并且在延迟动脉1004处的第三造影图像1040的强度提供延迟强度曲线1123的点1144。通常，对于每个所采集的阶段，可以绘制感兴趣的成像体积的每个体素的强度，以生成随着时间的推移针对强度的每个体素的曲线。然后，可以针对每个体素分别确定时序信息，以使用来自所采集的阶段的成像信息来确定重建图像中该特定体素的着色。例如，时序信息可以在逐个体素的基础上基于CT成像信息的随时间推移的最大强度。因此，在各种实施例中，可以使用描述或对应于该特定体素的最大强度点的时间来确定将使用哪种颜色来描绘图像中的体素。
在图11所示的示例中，正常强度曲线1121在1122(或t＝0秒)处具有峰值，并且延迟强度曲线1123在1144(或t＝18秒)处具有峰值。因此，与正常动脉1102相关联的体素可以被分配与t＝0秒相关联(或与包括t＝0秒的时间范围相关联)的第一颜色，而与延迟动脉1104相关联的体素可以被分配与t＝18秒相关联(或者与包括t＝18秒的时间范围相关联)的不同颜色。
例如，在一些实施例中，使用来自CT成像采集阶段的信息的重建图像的第一颜色对应于动脉阶段(例如，具有在对应于动脉的时间范围内的最大强度的血管的体素阶段被分配第一颜色)。另外，重建图像的第二颜色对应于静脉阶段(例如，具有在对应于静脉阶段的时间范围内的最大强度的血管的体素被分配第二颜色)。此外，重建图像的第三颜色对应于静脉后或延迟阶段(例如，具有在对应于静脉后或延迟阶段的时间范围内的最大强度的血管的体素被分配第三颜色)。例如，在一些实施例中，第一颜色是红色，第二颜色是绿色，第三颜色是蓝色。相应地，在血流的动脉阶段期间达到最大强度(例如由于造影剂的存在)的血管被描绘为红色，在血流的静脉阶段期间达到最大强度的血管被描绘为绿色，在血流的静脉后或延迟阶段期间达到最大强度的血管用蓝色描绘。在适当设定时间段的情况下，在图像中呈现为红色的血管可以理解为具有正常的流动，并且呈现为蓝色的血管可以理解为具有延迟的流动，由此有助于确定阻塞发生的位置以及由于阻塞对脑造成的损害的程度。
图12描绘了包括特定体素的强度曲线1200和基线1202的示例图线。在引入造影剂之后的不同时间获得强度曲线1200的强度值，并且在引入造影剂之前获得基线1202的强度。图12中描绘的示例强度曲线1200在对应于血流的静脉阶段的中间时间经历最大值，并且可以被理解为描述静脉的体素。如图12所示，强度曲线1200是强度(例如，以Houndsfield为单位)随时间推移的图线。相对增强1210可以测量为强度曲线1200与基线1202之间的差异，并且表示在给定时间由于造影剂造成的体素的增强。图12的图线可用于生成最大强度图像，其显示随时间推移的血管的强度。这样的图像提供了在不同时间采集的多个图像的强度的汇总。可以为每个体素生成图像作为CTA值的时间最大值。图12的图线还可以用于生成相对增强图像，其描绘在具有造影剂的不同时间的测量强度相对于为没有造影剂的(例如，在引入造影剂之前采集的)对应体素获得的基线强度之间的差异。可以注意到，使用这样的最大强度图像或相对增强图像生成的体积的切片的视图可以与其他切片组合以显示当前切片位置之上和之下的血管。在各种实施例中可以使用相对增强来减少噪声的影响和/或考虑由背景结构或组织引起的成像强度。
在各种实施例中，处理单元120被配置成：针对CT成像信息的各个体素生成随时间变化的强度的图线，确定由该图线限定的曲线下面积并使用曲线下面积来确定时序信息(其将用于为特定体素分配颜色)。图13描绘了特定体素随时间推移的强度的示例图线1300。图线1300包括由随时间推移的强度限定的曲线1302，其包括对应于不存在造影剂时的强度值的基线1303。例如，可以采集三个或更多个阶段的成像信息，并且针对对应阶段的时间绘制每个阶段的强度的点，曲线1302拟合于绘制的点。面积1304被限定在曲线1302下方，并在各种实施例中用于确定时序信息。曲线1302下的面积1304与血量相关，并且可以用于确定时序信息(例如，基于已经达到血量的预定分数或面积1304的时间)。例如，基于实现为特定体素生成的对应曲线下的总面积的一半所需的时间，可以为特定体素确定时序信息。
在图示实施例中，示出了对应于实现总面积1304的一半(显示为阴影区域1308)的时间1306。示出了三个时间范围-第一时间范围1310(例如，动脉流的红色时间范围)、第二时间范围1320(例如静脉流的绿色时间范围)和第三时间范围1330(例如，延迟动脉流的蓝色时间范围)。对于示例曲线1302，在曲线1302下的面积1304的一半是在出现在第二时间范围1320期间的时间1306处实现的。因此，对应于曲线1302的体素将被着色为与第二时间范围1320相关联的颜色(例如绿色)。类似的过程针对感兴趣的成像体积的每个体素而执行并用于生成组合图像。因此，可以使用对应于采集阶段的一系列中间图像来确定随时间变化的强度，所述强度被绘制以确定对应于血流的时序信息，所述时序信息接着被用于对使用不同颜色的最终或组合图像进行着色以指示通过血管的血流的时序。
图14描绘了使用时序信息生成的头部的轴向视图1400，该信息使用与结合图13描述的类似的图线来确定。如图14中所见，血管1410包括：第一部分1412，其是对应于在动脉阶段期间的流动的第一颜色(例如，红色)；未着色(例如，黑色)的第二部分1414；第三部分1416，其是对应于在静脉阶段期间的流动的第二颜色(例如，绿色)；以及第四部分1418，其是对应于在静脉后或延迟阶段期间的流动的第三颜色(例如，蓝色)。视图1400可以用于确定阻塞的位置和影响。例如，在所示部分中，第一部分1412被着色(例如，红色)以指示正常的动脉血流。然而，第二部分1414没有着色，显示很少或没有由于造影剂而增强，并且可以被识别为表示阻塞。在阻塞或第二部分1414的下游，第三部分1416(例如对于流动的静脉阶段为绿色)和第四部分1418(例如对于流动的延迟阶段为蓝色)指示逐渐晚于动脉阶段的流动。因此，可以将血流理解为到达第三部分1416和第四部分1418附近的脑部分，使得脑的对应部分没有死亡，但是正在接收延迟的流动。因此，视图1400可以被用来确定阻塞(例如，第二部分1414)的位置以及由阻塞造成的损害的程度。例如，如果第三部分1416和第四部分1418不是着色的，而是指示没有造影剂增强或没有血流的未着色的(例如黑色)，则脑的对应部分可以被理解为已经死亡。可以注意到，可以替代地或附加地生成其他视图(例如，冠状视图、矢状视图)。
在各种实施例中，处理单元120基于时间范围自主地分配对应的颜色。例如，处理单元120可以使用预定的默认的时间范围来设置颜色(例如，最大强度的时间和/或对应于曲线下面积的时间)。为了提供时序的可调整性(例如，在血流的时序从预定值变化的情况下，例如对于比预期更快或更慢的血液流量)，在一些实施例中，处理单元120响应于用户输入(例如，经由输入单元150提供)调整时间范围。例如，图15描绘了具有彩色血管的脑的示例性侧视图1500。视图1500包括位于脑前部附近的具有第一颜色1504(例如，正常动脉流的红色)的血管1502。视图1500包括位于脑后部的具有第二颜色1508(例如，静脉流的绿色)的血管1506。朝向脑后部的流动预计将出现在血流的静脉阶段中，因此，查看视图1500并观察到血管1506的静脉流的绿色的用户可以得出颜色方案合适的结论。然而，如果朝向脑后部的血管1506呈现不同的颜色，则用户可以确定着色方案不合适并且调整时间范围。处理单元120可以在每次调整之后刷新视图，随后进行调整，直到实现了朝向脑后部的血管的期望的或所需的着色。
可以注意到，可以在随着时间生成强度分布之前(和/或之后)执行成像信息的附加处理，并且确定时序信息。例如，处理单元120可以在确定时序信息之前执行运动校正。运动校正可用于帮助确保在不同时间采集的图像采集阶段的对应体素之间的准确配准。作为另一示例，可以执行骨移除以改善血管的可视化。
图16提供了根据各种实施例的用于确定和描绘例如作为中风分析的一部分的患者的血流量的方法1600的流程图。例如，方法1600可以采用本说明书所讨论的各种实施例(例如，系统和/或方法)的结构或方面或由其执行(例如，作为方法200的步骤222-230的一部分或与其结合)。在各种实施例中，可省略或添加某些步骤，可组合某些步骤，可同时执行某些步骤，可并行执行某些步骤，可将某些步骤拆分成多个步骤，可以不同次序执行某些步骤，或可以重复方式反复执行某些步骤或步骤系列。在各种实施例中，方法1600的部分、方面和/或变型可能能够用作指导硬件(例如，处理单元120的一个或多个方面)执行本说明书所述的一个或多个操作的一个或多个算法。
在1602处，待成像对象(例如，患者)被定位。例如，对象可以是定位在CT采集单元(例如，CT采集单元110)的孔中的台上的人类患者。在各种实施例中，患者的头部定位在孔中以执行成像以确定脑中的血流，从而用于确定阻塞位置和/或由阻塞造成的损伤的程度。
在1604处，采集造影前信息。在将任何造影剂引入正被成像的患者之前，采集造影前信息(例如，使用CT采集单元110)。造影前信息例如可以用于提供每个体素的基线强度，以用于确定后续图像的造影剂导致的造影增强的相对量。使用这种造影前信息和基线有助于减少噪声和/或背景结构的影响。
在1606处，将造影剂引入待成像对象(患者)。选择造影剂的数量、时间和类型，使得造影剂将通过患者脑部的血管，以用于确定和描绘通过脑的血流。
在1608处，采集CT成像信息的至少三个阶段(例如，使用CT采集单元110)。在1608处采集的CT成像信息的所述至少三个阶段在造影剂流过脑部的血管以提供造影剂增强时被采集。在不同的时间采集各阶段以确定造影剂引起的对应强度。
在图示实施例中，在1610处，采集对应于正常动脉流的成像信息的第一阶段(例如，第一时间)。在1612处，采集对应于静脉流的成像信息的第二阶段(例如，在第一时间之后的第二时间，例如在第一时间之后的10秒)。在1614处，采集对应于静脉后或延迟的动脉流的成像信息的第三阶段(例如，在第二时间之后的第三时间，例如在第一时间之后的18秒)。可以注意到，在各种实施例中可以采集附加的阶段。还可以注意到，采集阶段不一定与血流阶段(例如，动脉、静脉、静脉后)具有1∶1或直接对应关系。
在1615处，对所采集的CT成像信息执行预处理。例如，可以执行运动校正。作为另一示例，可以执行骨移除(例如使用骨掩模)。
在1616处，确定时序信息(例如，使用处理单元120)。时序信息对应于在CT成像信息中表示的血管的成像强度。随着时间的推移，各种图像的体素强度的水平或变化对应于由于通过血管的造影剂导致的增强量。时序信息可以用于基于造影剂流过血管的时间来确定用于区分血管的颜色方案。在各种实施例中，时序信息使用随时间变化的强度(例如，造影剂造成的相对增强)的图线或表示来确定。可以注意到，如本说明书所用，图线不需要被打印或显示，而是可以表示强度和时间之间的确定的关系。在各种实施例中，为每个单独的体素或在逐个体素的基础上单独确定图线和/或时序信息。在1618处，使用来自被分析的每个体素的造影前信息的基线来确定相对最大强度。相对最大强度可以表示最大测量值，或者可以表示拟合于测量点的曲线上的最大点。备选地或附加地，可以使用随时间变化的强度的曲线下的面积(例如，基于达到曲线下总面积的预定分数或比例)来确定时序信息。
例如，如图16所示，在1620处，针对CT成像信息的各个体素(voxels)(例如，对应于血管的体素；超过造影剂增强的阈值水平的体素)生成随时间变化的强度的图线。曲线可以拟合于针对特定体素的每个采集的阶段确定的强度。在1622处，确定由随时间变化的强度的图线限定的曲线下面积。曲线下面积对应于血流量。在1624，使用曲线下面积来确定时序信息。例如，可以确定达到曲线下总面积的一半(或其他预定比例或分数)的时间，其中所确定的时间用于确定被分析的特定体素的着色。
在1626处，基于时序信息将对应的颜色分配给血管。颜色可以在逐个体素的基础上进行分配。例如，在一些实施例中，具有在第一时间范围内出现的峰值强度(或者达到强度曲线下的总面积的预定分数)的体素被分配第一颜色，具有在第二时间范围内出现的峰值强度(或达到强度曲线下的总面积的预定分数)的体素被分配第二颜色，并且具有在第三时间范围内出现的峰值强度(或达到强度曲线下的总面积的预定分数)的体素被分配第三颜色。例如，在一些实施例中，具有对应于正常动脉流的时序信息的体素被着色为红色，具有对应于静脉流的时序信息的体素被着色为绿色，并且具有对应于延迟的动脉流(例如由于阻塞而延迟)的时序信息的体素被着色为蓝色。
在图示实施例的1628处，基于时间范围自主(例如，由处理单元120)分配颜色。在1630处，用于分配颜色的时间范围响应于用户输入而调整(例如，如上所述)。
在1632处，图像被重建。在图示实施例中，使用来自所有采集阶段的CT成像信息来重建图像。重建图像中的血管被描绘为基于时序信息而着色。因此，重建可以用于快速、方便且准确地确定哪些血管在血流的哪个时间或阶段通常经历流动。
在1634处，显示图像(例如，使用显示单元140)。所显示的图像可以用于例如提供对时序/着色方案的任何调整。显示的图像也可以用于诊断目的。
在1636处，确定阻塞和/或损害的量。例如，远离正常动脉流和朝向延迟的动脉流的血管中的转变点可以基于血管的体素的颜色的变化来确定，并且用于定位阻塞。阻塞本身可以由未着色的部分表示，并且可以将一部分血管着色为具有紧邻其定位的静脉流。如果在阻塞下游有延迟的流动，可以确定脑的相关部分仍然存活并接受血液(尽管由于阻塞而延迟)；然而，如果阻塞下游的部分不具有对应于静脉和/或延迟的动脉流的着色，则可以确定脑的相应部分不接受血液并且死亡。
应当注意，可以以硬件、软件或者其组合实施各种实施例。各种实施例和/或部件，例如其中的模块或部件和控制器也可实施为一个或多个计算机或处理器的部分。计算机或处理器可以包括计算设备、输入设备、显示单元和接口，例如用于访问因特网。计算机或处理器可包括微处理器。微处理器可连接到通信总线。计算机或处理器还可包括存储器。存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)和只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)。计算机或处理器还可以包括存储装置，存储装置可以是硬盘驱动器或者可移除的储存驱动器诸如固态驱动器、光盘驱动器等。存储装置也可为其他用于将计算机程序或其他指令加载到计算机或处理器内的类似构件。
如本说明书所用的术语“计算机”或“模块”可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器的系统、精简指令集合计算机(RISC)、ASIC、逻辑电路和能执行本说明书所描述的功能的任何其他电路或处理器。上述实例只是示例性的，且是因此预期并不以任何方式限制术语“计算机(computer)”的定义和/或意义。
计算机或处理器执行存储于一个或多个存储元件中的指令集，以便处理输入数据。存储元件也可根据需要或要求来存储数据或其他信息。存储元件可呈在处理机内的信息源或物理存储元件的形式。
指令集合可以包括各种命令，其指导作为处理机器的计算机或处理器执行具体操作诸如各种实施例的方法和过程。指令集可呈软件程序形式。软件可呈各种形式，诸如系统软件或者应用程序软件，并且其可实施为有形和非暂时计算机可读媒体。另外，软件可呈单独程序或模块的集合、在较大程序内的程序模块或者程序模块的一部分的形式。软件还可包括呈面向对象编程形式的模块化编程。由处理机对输入数据的处理可响应于操作者命令或者响应于先前处理的结果，或者响应于由另一处理机做出的请求而进行。
如本说明书所用的“被配置成”执行特定任务或操作的结构、限制或元件特别地以对应于任务或操作的形式在结构上形成、构建或调适。出于清楚目的并且为了避免疑惑，只能通过修改来执行任务或操作的对象并非“被配置成”执行如本说明书所用的任务或操作。替代地，如本说明书所用的“被配置成”表示结构适应或特征，并且表示被描述为“配置成”执行任务或操作的任何结构、限制或元件的结构要求。例如，“被配置成”执行任务或操作的处理单元、处理器或计算机可以理解为特别地结构化为执行该任务或操作(例如，具有在上面存储或与之相结合地使用、被定制成执行或计划执行任务或操作的一个或多个程序或指令和/或具有被定制成执行或计划执行任务或操作的处理电路布置)。出于清楚目的并且避免疑惑，通用计算机(其可以变成“被配置成”执行任务或操作，如果适当地编程的话)并非“被配置成”执行任务或操作，除非或者直到具体编程或者结构上修改成执行任务或操作。
如本说明书所用的术语“软件”和“固件”是可互换的，且包括存储于存储器中用于由计算机实行的任何计算机程序，所述存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。关于可用于计算机程序的存储的存储器类型，以上存储器类型仅是示范性的，且因此并不是限制性的。
应理解，以上描述希望为说明性而非限制性的。举例来说，上述实施例(和/或其方面)可相互组合使用。此外，可做出许多修改以使得特定情形或材料适应各种实施例的教导内容而不偏离本公开的范围。虽然本说明书所述的材料的尺寸和类型预期限定各种实施例的参数，它们绝无限制意义并且只是示例性的。所属领域的技术人员在查阅以上描述后将会明白许多其他实施例。因此，应参考所附权利要求，以及所附权利要求被赋予的等效物的整个范围来确定各个实施例的范围。在所附权利要求中，术语“包括”和“在其中”用作相应术语“包含”和“其中”的纯英语等效物。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，且预期并不对其目标施加任何数值要求。此外，所附的权利要求书的限制并未以构件加功能格式撰写，并且并非希望基于35U.S.C.§112(f)来解释，除非此类权利要求限制明确使用短语“用于…的构件”加上没有另外结构的功能陈述。
本书面描述使用示例来公开各种实施例，包括最佳实施方式，且也能使本领域技术人员实践各种实施例，包括做出和使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。各种实施例的专利保护范围由权利要求限定，且可包括所属领域的技术人员想到的其他实例。如果其他实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件或者其他示例包括与权利要求的字面语言并无实质不同的等效结构元件，其他实例预期在权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种计算机断层摄影(CT)成像系统，包括：
CT成像单元，其包括X射线源和CT检测器；
显示单元；和
至少一个处理器，其可操作地联接到所述成像单元和所述显示单元，所述至少一个处理器被配置成：
通过所述CT成像单元采集CT成像信息的至少三个阶段；
确定所述CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；
基于所述时序信息将对应的颜色分配给所述血管；
使用来自所述至少三个阶段的所述CT成像信息来重建图像，其中，基于所述时序信息使用所述对应的颜色来表示所述重建图像中描绘的所述血管；和
在所述显示单元上显示所述图像。
2.根据权利要求1所述的CT成像系统，其中，所述至少一个处理器被配置成在逐个体素的基础上基于所述CT成像信息随时间推移的最大强度来确定所述时序信息。
3.根据权利要求1所述的CT成像系统，其中，所述对应的颜色包括对应于血流的动脉阶段的第一颜色、对应于血流的静脉阶段的第二颜色和对应于第三阶段的第三颜色，所述第三阶段对应于血流的静脉后阶段。
4.根据权利要求1所述的CT成像系统，其中，所述至少三个阶段包括与造影剂的流动相对应的阶段，并且其中，所述CT成像信息包括在引入所述造影剂之前采集的造影前信息，其中，所述至少一个处理器还被配置成使用来自所述造影前信息的基线来确定相对最大强度。
5.根据权利要求1所述的CT成像系统，其中，所述至少一个处理器被配置成：针对所述CT成像信息的各个体素，生成随时间变化的强度的图线，确定由所述图线限定的曲线下面积，并且使用所述曲线下面积来确定所述时序信息。
6.根据权利要求5所述的CT成像系统，其中，基于对应于达到所述对应的曲线下面积的一半的时间为所述各个体素确定所述时序信息。
7.根据权利要求1所述的CT成像系统，其中，所述至少一个处理器被配置成基于时间范围自主地分配所述对应的颜色。
8.根据权利要求7所述的CT成像系统，其中，所述至少一个处理器被配置成响应于用户输入来调整所述时间的范围。
9.一种方法，包括：
经由包括X射线源和CT检测器的CT成像单元来采集计算机断层摄影(CT)成像信息的至少三个阶段；
使用至少一个处理器确定用于所述CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；
基于所述时序信息将对应的颜色分配给所述血管；
使用来自所述至少三个阶段的所述CT成像信息来重建图像，其中，基于所述时序信息使用所述对应的颜色来表示所述重建图像中描绘的所述血管；和
在显示单元上显示所述图像。
10.一种有形和非暂时性计算机可读介质，包括一个或多个计算机软件模块，所述一个或多个计算机软件模块被配置成指导一个或多个处理器以：
经由包括X射线源和CT检测器的CT成像单元来采集计算机断层摄影(CT)成像信息的至少三个阶段；
确定所述CT成像信息中表示的血管的成像强度的时序信息；
基于所述时序信息将对应的颜色分配给所述血管；
使用来自所述至少三个阶段的所述CT成像信息来重建图像，其中，基于所述时序信息使用所述对应的颜色来表示所述重建图像中描绘的所述血管；和
在显示单元上显示所述图像。
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