[发明专利]用于介入式X射线灌注成像的周期性的造影注射和谐波分析

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于支持灌注成像的装置、用于支持灌注成像的方法、用于灌注成像的医学X射线、计算机程序元件以及计算机可读介质。

背景技术

灌注成像可以用于得到软组织中的血液灌注的线索。

当前，灌注成像主要用于纯粹的诊断目的，其中，成像是通过安装在封闭台架中的快速旋转的CT系统实现的。断层摄影重建方法被重复应用到在CT扫描器的成像模块的一系列快速旋转中采集的投影。

关于血液灌注的知识在并非纯粹诊断的介入环境中也可以是有用的，例如在针对神经系统的介入的规划支持中。

WO 2009/040742中描述了一种用于对血液灌注进行成像的方法，其中，灌注被在大面积上全局地映射。

然而，空间分辨率基本被保留的用于缓慢旋转的介入式成像系统(例如C臂型)的断层摄影动态灌注成像方法当前是不可获得的。

发明内容

因此可以需要不同的灌注成像系统。

本发明的目的由独立权利要求的主题解决，其中，其他实施例被并入从属权利要求。

应当指出，下面描述的本发明的各方面同样地应用于支持灌注成像的方法、支持灌注成像的医学X射线成像、计算机程序元件以及计算机可读介质。

根据本发明的一个方面，提供一种用于支持灌注成像的装置，包括：

输入接口，其用于接收针对在灌注成像时段期间X射线扫描器的X射线源围绕对象的振荡运动的频率，其中，采集对象的投影图像的序列，同时造影剂至少部分地灌注在对象的至少一个区域，灌注产生针对该对象区域的X射线衰减信号(TAC)。所接收的X射线源的振荡运动的频率定义针对X射线衰减信号(TAC)的采样速率。在所采集的投影图像的序列中的图像点的序列表示针对对象区域的所述X射线衰减信号(TAC)的时间样本，或者所述X射线衰减信号(TAC)的时间样本可以通过将至少部分断层摄影重建方法应用于投影图像的序列中的点来获得。

所述装置还包括控制单元，其被配置为使用所接收的采样频率来生成用于注射器单元的控制信号，以可变的释放或注射速率将造影剂递送到对象。当被应用于注射器单元时，控制信号导致造影剂注射速率根据脉冲的周期信号随时间变化。由控制器计算脉冲信号的周期性，作为采样速率或采样频率的函数，以减轻在X射线衰减信号样本中的时间信号混叠。

换言之，通过控制功率注射器(“泵”)以预定义的重复周期方式代替单次大剂量注射的方式将造影材料注射进患者的血管系统。重复造影信号具有频率离散的频谱，并且区别于单次大剂量注射的连续频谱。重复注射的规范(即周期性和脉冲宽度)被调节为C-臂系统的速度。选择注射周期性，以避免或至少基本减轻或消除由C-臂系统的低旋转速度引起的信号混叠。混叠将引起TAC样本包括混叠频率，如伪分量，从而致使随后的灌注参数的重建和估计较不准确。换言之，用于支持灌注成像的装置使用特定的造影注射协议，所述特定的造影注射协议允许在足够的准确度水平上提取动态灌注参数，诸如血流量和平均通过时间。所述方法考虑了基于C-臂的X射线系统的低旋转速度，其必须能够重复向前/向后短扫描扫频。如本文所提出的控制器被配置为导致在C-臂的转向点处的图像采集间隙(即，延迟时间)。

所述装置提供用于多种X射线引导的介入过程的改进的工作流程。所述装置允许基本充分时间解析的定量灌注成像而不需要快速旋转的图像采集。换言之，能够获得测量血流量的速度(诸如CBF)的动态灌注参数，因此对诸如仅捕获血液浓度的纯粹的静态灌注参数(诸如CBV)没有限制。

根据一个实施例，控制器被配置为通过调节脉冲注射速率信号的谐波中的至少一个的频率来减轻混叠，使得至少一个谐波的经调节的频率与X射线衰减信号样本的频率频谱中的混叠-分量的频率中的每个相差至少用户可定义的/预设的裕量。

根据一个实施例，控制器被配置为调节脉冲宽度与周期之间的比率，以便基本抑制脉冲注射速率信号的谐波中的可选的一个。根据一个实施例，该比率为1/3，以便抑制第三个谐波。

根据一个实施例，控制器被配置为控制注射器在由扫描器开始图像采集时段之前的阶段中递送造影剂。这避免记录在注射后很快出现的瞬态特征。延迟允许造影剂在图像采集开始前沉降。