[发明专利]利用生理模型来控制功能获取

说明书

在此公开的实施例涉及用于在观察标记物质或造影剂的动态状态的情 况下的图像获取时间序列的功能成像。

除了常规的静态成像，对于许多不同的形式，各种动态获取方案和分 析算法正变得越来越多。例如，已经研发了用于如计算机断层造影术(CT)， 核磁共振成像(MRi)，介入性放射学(interventional radiology)或单光子发射计 算机断层造影术(SPECT)之类的形式的动态获取方案，并且其包括对于灌 注、血流量、以及分子成像中的示踪剂动力学的分析。该ID还涉及临时对 照结构的体成像。

当前，用来为功能成像获取数据的最常用的方法是利用固定方案，即 预定的一组技术成像参数和获取时序。由于病人之间的差异，这样的组可 能适于或不适于功能获取。用于对所获取的图像数据进行功能分析的每一 种可能的算法通常对于要对什么进行成像及如何对其进行成像具有不同的 参数约束。例如，所述参数可以包括获取时间、成像器几何形状、分辨率、 以及示踪剂或造影剂的剂量。当采用多种成像模式(例如SPECT和CT的组 合)时，由于在病人体内的动态状态以及要调整的控制的数量，图像获取的 复杂性会显著增大。

任一成像参数或获取时序的错误调整常常导致较差的图像质量和不可 靠的功能评估。结果，在一个获取发生时，通常需要进行用户交互来使该 获取与各种动态参数相适应。如果用户做出了并非最佳的调整，则功能评 估和重构算法会提供质量降低的信息。在一些实例中，质量降低的信息会 是仅有的可利用的信息。

在成像时要考虑的一个重要问题是造影剂的毒性或放射性。根据以前 服用的造影剂的量，可能会禁止为获得适当图像而服用更多造影剂，或者 简单的重复一个图像获取。在一些情况下，成像可能必须暂停。因此，在 一些实例中，第一次获取图像时，其应是最佳的，因为进一步的成像会是 不可能的。获取数量受限制的一个具体实例是使用CT的灌注研究，其是一 种高x射线剂量的形式。如果这种获取导致超过了特定的X射线剂量，则 不希望甚至是禁止对功能成像进行重复。

将会有利的是：在获取过程期间自动为成像器提供适合的参数调整， 以获取最佳图像数据，而不重复不必要的获取，同时使操作者的调整最小 化。

在一个实施例中，一种用于自适应地控制成像系统的方法，包括以下 步骤：构建一个过程随时间进展的多个模型特征特性；对于所述过程的每 一个状态，确定用于控制所述成像系统的参数和命令；对所述过程执行数 据获取；从所获取的数据中提取所述过程的当前特征；将所述当前特征与 所述模型特征特性进行匹配，以确定所述过程的状态；以及基于所述过程 的所述状态控制所述数据获取，以产生优化的数据。

在另一个实施例中，一种自适应受控成像系统包括控制器，其用于： 存储一个过程随时间进展的多个模型特征特性；存储对于所述过程的每个 状态、用来控制所述成像系统的参数和命令；对所述过程执行数据获取； 从所获取的数据中提取所述过程的当前特征；将所述当前特征与所述模型 特征特性进行匹配，以确定所述过程的状态；以及基于所述过程的所述状 态控制所述数据获取，以产生优化的数据。

在再另一个实施例中，一种计算机程序产品包括计算机可用介质，其 具有计算机可读程序，其中，当在控制器上执行所述计算机可读程序时， 使得所述控制器：存储一个过程随时间进展的多个模型特征特性；存储对 于所述过程的每个状态、用来控制所述成像系统的参数和命令；对所述过 程执行数据获取；从所获取的数据中提取所述过程的当前特征；将所述当 前特征与所述模型特征特性进行匹配，以确定所述过程的状态；基于所述 过程的所述状态控制所述数据获取，以产生优化的数据。

在以下说明中结合附图解释了本发明前述的方面和其它特征，其中：

图1示出了根据所公开的实施例的一个反馈回路，用于基于在获取图 像数据时将模型特征信息与图像数据相比较，来进行自适应功能成像；

图2A和2B示出了适用于实现所公开的实施例的示范性成像系统的示 意图；

图3示出了用于灌注研究的示范性模型特征特性；

图4示出了从成像器数据中实时提取的当前特征；

图5示出了用于血管系统的组合功能获取的示范性模型特征特性；及

图6示出了为以上的组合获取而从成像器数据中实时提取的当前特征。