[发明专利]用于基于成像的器官动态功能估计的基于计算机的方法和系统

说明书

技术领域

本发明大体涉及基于成像的器官功能性评估领域。尤其是，本发明涉及用于具有分泌或排泄功能的至少一个器官(比如人的肝和/或肾)的基于成像的动态功能估计的方法和系统，以及相关方法及其使用。更尤其是，本发明的一些实施方式涉及具有分泌或排泄功能的至少一个器官的基于磁共振成像(MRI)的动态功能性评估，尤其是利用针对器官的对比度增强物质(比如Gd-EOB-DTPA)进行肝和肾的功能性评估。

背景技术

目前肝功能的评估大多依靠血清分析物测量，得出比如Child-Pugh和MELD以及在某种程度上，清洁测试的分数。分析物测量的简单及低成本适于在临床实践中频繁使用。它们给出了有关肝细胞的细胞完整性以及它们的合成和分泌功能的间接信息，但是分析物测量的灵敏度和特殊性通常被认为是较低的。而且，在肝功能衰弱和能检测到分析物的血清水平的变化之间经常有明显的延迟。清洁测试测量被测底物(substrate)从该血流中被清洁的速度，以及在一些情况下代谢物的形成速度。已经使用了各种测试底物，比如四溴酚酞磺酸钠(BSP)、半乳糖和吲哚花氰绿(ICG)。一些清洁速率高度依赖肝灌注，显示其经历了肝病(比如恶性和后期硬化)的重大变化。清洁测试和分析物测量是整体肝功能的指标，而不能检测断片或区域水平上的肝细胞功能或胆汁排泄的恶化。清洁测试很麻烦，在临床实践中一般很少使用。

另外，以前根据来自单光子发射计算机断层照相(SPECT)的输入数据评估器官功能(比如肝功能)。然而，这种应用没有得到广泛的临场应用，这是由于实现原因和病人的剂量限制，以及其它原因。闪烁扫描法(Scintigraphic methods)是目前在临床使用中基于成像的肝功能测试的唯一选择。放射性示踪剂(通常来自99mTc-IDA-族)被注射到血流中，并随着时间对放在肝上方的关注的区域(ROI)中的示踪剂的活性进行采样，即，进行动态研究。从放在心脏和/或脾脏上方的ROI配准(register)血池中的活性，并将血池中的活性用于定义输入函数。

然而，闪烁扫描法受许多缺点困扰，比如所得到的图像的低分辨率和有限的解剖细节。在肝中，肝细胞功能的区域差异可能因此难于检测或者不可能被检测到。

在闪烁扫描研究中，对肝功能的测量或者使用比如排泄半时(t^1/2)、到峰时间(TTP)和最大活性(C_max)等参数(又称为概略(summary)参数)对肝活动曲线的半定量分析，或者计算肝提取分数(HEF)或平均通过时间(MTT)评估。然而，概略参数的结果要被小心考量。例如，任何灌注研究中的组织(tissue)浓度或活动对时间曲线高度依赖于不同病人之间或研究之间的输入函数(IF)和组织残留功能方面的差异。

因此，需要一种用于器官的动态功能估计的新的或至少是改进的方法和/或系统，其优选地基于成像。

因此，用于具有分泌或排泄功能的器官(比如肝)的基于成像的动态功能估计的新的或至少是改进的方法和/或系统是有好处的。尤其是，需要该新的或改进的方法是灵活的、高性价比的、便于病人的、安全的和/或与现有药物和医学过程兼容的。

发明内容

相应地，本发明的实施方式优选地通过提供根据所附权利要求的系统、方法、计算机程序、医学工作站和医学方法来寻求减轻、减缓或消除如上面所确定的、单独的或任何组合中的一个或更多本领域中的缺陷、不足或问题。

根据本发明的第一方面，提供一种基于计算机的系统，其适于确定人的至少一个器官随时间(over time)的函数(function)。该器官是具有分泌或排泄功能的器官，比如肝和/或肾。该系统包含处理单元，该处理单元被配置为处理通过图像模态获得的一组四维(4D)图像数据，并被配置为根据该组四维(4D)图像数据确定与至少一个器官的该至少一个器官的每容积单元(per volume unit)的函数有关的参数的值，从而通过将所确定的该参数的值与以前确定的健康人群的参数的值进行比较，以便促进对该器官的机能失调的诊断。

根据本发明的第二方面，提供一种能存储在计算机可读介质上的计算机程序，以通过用于确定至少一个分泌或排泄器官(比如人的肝和/或肾)随时间的函数(function over time)的计算装置进行处理。该计算机程序包含多个代码段，该多个代码段包含用于根据对通过图像模态获得的该人的一组四维(4D)图像数据的处理来确定与该至少一个器官的该至少一个器官的每容积单元的函数有关的参数的值，从而通过将所确定的该参数的值与以前确定的健康人群的参数的值相比较以促进对该器官的机能失调的诊断。