心脏计算机断层摄影制造技术

提出了一种用于利用心脏CT成像系统(200)的前瞻性心电图‑触发在冠状动脉CT中操作所述成像系统(200)的方法。所述方法包括以下步骤：根据心电图数据的数据集来确定多个R峰时间(ti)；通过统计分析所确定的R峰时间(ti)来确定心率变异性；并且基于所确定的心率变异性来自动调节所述CT成像系统的用于采集投影数据的采集时间段(ΔTac)。

Cardiac computed tomography

A prospective electrocardiogram (ECG) triggering method for operating the imaging system (200) in coronary CT is proposed. The method includes the following steps: determining multiple R peak time (ti) according to ECG data set; determining heart rate variability by statistical analysis of the R peak time (ti); and automatically adjusting the acquisition time period (Tac) of the CT imaging system for acquiring projection data based on the determined heart rate variability.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】心脏计算机断层摄影
本专利技术总体上涉及心脏计算机断层摄影(CT)。更具体地，本专利技术涉及用于操作心脏CT成像系统的方法、心脏CT成像系统、计算机程序单元以及计算机可读介质。
技术介绍
用于心脏成像(例如用于冠状动脉CT和/或冠状动脉CT血管造影)的现代计算机断层摄影成像系统通常基于用于确定采集时间和/或采集时间段的心电图(ECG)数据，其中，借助于CT成像系统来采集投影数据和/或扫描数据。在这些所谓的ECG触发的心脏CT扫描(例如，步进和拍摄扫描和/或螺旋扫描)期间，在某些心脏相位时最优地采集心脏的投影数据，在这些心脏相位中，心脏的运动是最小的。其中，ECG触发可以意味着数据采集是分别在心搏周期或心动周期的最后检测到的R峰之后的某个时间开始的。例如，对于舒张晚期采集，可以在心搏周期的接近75％的目标心脏相位(即，在两个相继的R峰之间约75％)时采集投影数据。然而，当下一个R峰的时间点偏离例如根据平均心率计算出的预期时间点时，可以在不同的心脏相位上采集扫描数据。因此，必须在以下两方面之间进行权衡：使递送给患者的辐射剂量最小化，以及确保在以目标心脏相位为中心的足够长的采集时间段内采集数据。采集投影数据的最优投影角度范围可以取决于心率的稳定性。对于相当稳定的心率，针对每次拍摄采集的投影数据可以包括这样的角度范围：其仅仅略大于足以用于图像重建的范围。相反，对于不稳定的心率投影，可能必须在更大的角度范围内采集数据，并且因此在更长的采集时间段内采集数据。这可能意味着采集时间段可能必须增加一定的安全裕量(即，所谓的填充(padding)、填充时间和/或填充时间段)。这不仅要求调节用于图像重建的投影角度范围，而且也会导致剂量增加。
技术实现思路
因此，可能需要使剂量减少和/或最小化，同时改善心脏计算机断层摄影(CT)(例如，冠状动脉CT和/或冠状动脉CT血管造影)中的图像质量。通过独立权利要求的主题解决了本专利技术的目的，其中，在从属权利要求和以下描述中包括的进一步的实施例。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于操作心脏CT成像系统的方法。用于操作心脏CT成像系统的方法特别涉及利用所述成像系统的前瞻性心电图触发(ECG触发)进行的冠状动脉CT。这可以意味着借助于成像系统的数据采集可以在心搏周期的R峰之后的某个时间开始，这是基于ECG数据和/或包括ECG数据的数据集来确定的。用于操作心脏CT成像系统的方法包括以下步骤：-根据心电图数据的数据集来确定多个R峰时间ti；-通过统计分析所确定的R峰时间ti来确定心率变异性；并且-基于所确定的心率变异性来自动调节所述CT成像系统(200)的用于采集投影数据的采集时间段ΔTac。重新描述第一方面，可以采集包括ECG数据(例如，心电图)的数据集。这可以通过例如借助于心电图和/或ECG设备利用电极测量心脏的电势作为时间的函数来实现。该数据集可以包括至少三个R峰(或与R峰有关的信号/数据)，例如至少五个，特别是至少十个R峰。基于该数据集和/或这些数据，可以确定R峰，其中，R峰通常是指ECG数据中的主要偏转，其通常能被识别为心跳。另外，可以确定这些R峰的时刻(即，R峰时间ti)并将其例如存储在CT成像系统的数据存储器上。通常，由于心率并不是完全恒定的，因此心搏周期时间和/或心动周期时间(其可以表示两个相继的R峰之间的时间段)在不同心搏周期间稍有变化。因此，心率变异性可以指R-R峰之间的时间间隔的不均匀性并且/或者心率变异性可以指与平均心率的偏差。在心脏CT扫描期间，应当补偿和/或考虑这种心脏变化，以便采集到处于某个心脏相位的心脏的足够的投影数据，这允许根据所采集的投影数据来全面重建心脏。用于补偿心率变异性的现有技术方法是通过所谓的填充和/或填充时间来延长采集时间段。该填充时间涉及安全裕量，以确保可以在某个心脏相位时采集投影数据。填充时间通常由CT成像系统的用户(例如，医生)在开始实际的心脏CT扫描之前进行指定并手动设定。因此，在一些情况下，填充时间可能会太长而不太合适，因为例如实际的心率变异性可能小于用户所假设的心率变异性。这可能导致不必要的高辐射剂量。与该方法相反，根据本专利技术，可以通过统计分析所确定的R峰时间来确定心率变异性。这可以意味着将统计学应用于所确定的R峰时间的分布，这可以允许精确地估计和/或确定心率变异性。另外，由于可以例如借助于CT成像系统的控制器来统计分析R峰时间，因此可以使用在借助于CT成像系统采集投影数据之前立即采集的ECG数据来执行该统计分析。而且，可以在实际CT扫描期间实时(即，在采集投影数据时)执行该统计分析。这可以考虑到心率变异性的短期变化。另外，根据本专利技术，可以由CT成像系统和/或其控制器自动调节和/或设定采集时间段。其中，术语“自动调节”可以包括借助于控制器的自动调节，例如基于反馈控制以用于确定心脏变化并相应地设定采集时间段。有利地，这允许根据当前的心率变异性使采集时间段最小化。因此，有利地，可以通过考虑患者当前的心率变异性来减少剂量。根据示例，基于所确定的心率变异性自动调节采集时间段包括基于所确定的心率变异性自动调节采集时间段的长度。换句话说，自动调节采集时间段可以包括基于所确定的心率变异性增加和/或减少采集时间段的长度。根据另外的示例，自动调节采集时间段还可以包括确定触发时间点，在该触发时间点时可以开始借助于CT成像系统进行的投影数据采集。根据实施例，统计分析R峰时间ti的步骤包括基于所确定的R峰时间ti来确定多个心搏周期时间。其中，心搏周期时间可以与R-R间隔时间有关，即，与两个相继的R峰之间的时间有关，并且心搏周期时间可以被表示为ΔTi＝ti-ti-1，其中，i＝1...N表示多个R峰。换句话说，可以基于确定多个心搏周期时间来确定心率变异性。替代地或额外地，统计分析R峰时间ti的步骤包括基于所确定的R峰时间ti来确定多个相继心搏周期时间差异。相继心搏周期时间差异可以被表示为ΔTi+1-ΔTi，其中，i＝1...N表示多个R峰。换句话说，可以基于确定多个相继心搏周期时间差异来确定心率变异性。通过这种方式，可以确定和/或分析心率变异性，并且可以有利地减少采集时间以及剂量，对于稳定的心率尤为如此。另外，例如当进行和/或开始造影剂注入时，心率可能增加。通过分析相继心跳(即，R峰)的心搏周期时间差异，可以有利地考虑这种影响。根据实施例，统计分析R峰时间ti的步骤还包括确定所确定的多个心搏周期时间的标准偏差。换句话说，可以基于所确定的多个心搏周期时间的标准偏差来确定心率变异性。标准偏差可以被表示为其中，var(ti-ti-1)是方差。所确定的多个心搏周期时间的标准偏差可以为心脏变化提供全面且能准确确定的度量。替代地或额外地，统计分析R峰时间ti的步骤还包括确定所确定的多个相继心搏周期时间差异的标准偏差。换句话说，可以基于所确定的多个相继心搏周期时间差异的标准偏差来确定心率变异性。该标准偏差可以被表示其中，var(ΔTi+1-ΔTi)是方差。而且，所确定的多个相继心搏周期时间差异的标准偏差可以为心脏变化提供全面且能准确确定的度量。根据实施例，所述方法还包括以下步骤：通过将所述多个心搏周期时间的标准偏差和/或所述多个相继心搏周期时间差异的标准偏差与相位因子γ相乘来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于利用心脏CT成像系统(200)的前瞻性心电图‑触发在冠状动脉CT中操作所述成像系统(200)的方法，所述方法包括：根据心电图数据的数据集来确定多个R峰时间(ti)；通过统计分析所确定的R峰时间(ti)来确定心率变异性；并且基于所确定的心率变异性来自动调节所述CT成像系统(200)的用于采集投影数据的采集时间段(ΔTac)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 EP 16187741.01.一种用于利用心脏CT成像系统(200)的前瞻性心电图-触发在冠状动脉CT中操作所述成像系统(200)的方法，所述方法包括：根据心电图数据的数据集来确定多个R峰时间(ti)；通过统计分析所确定的R峰时间(ti)来确定心率变异性；并且基于所确定的心率变异性来自动调节所述CT成像系统(200)的用于采集投影数据的采集时间段(ΔTac)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，统计分析所述R峰时间(ti)包括：基于所确定的R峰时间(ti)来确定多个心搏周期时间；和/或基于所确定的R峰时间(ti)来确定多个相继心搏周期时间差异。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，统计分析所述R峰时间(ti)还包括：确定所确定的多个心搏周期时间的标准偏差；和/或确定所确定的多个相继心搏周期时间差异的标准偏差。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述多个心搏周期时间的标准偏差和/或所述多个相继心搏周期时间差异的标准偏差与相位因子(γ)的乘积来确定填充时间(ΔTpad)，所述相位因子与所述心搏周期的心脏相位有关。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述相位因子(γ)对于65％至85％的心脏相位在0.65与0.85之间。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述相位因子(γ)对于30％至50％的心脏相位在0.3与0.5之间。7.根据权利要求4至6中的任一项所述的方法，还包括：基于所述多个心搏周期时间的标准偏差和/或所述多个相继心搏周期时间差异的标准偏差与所述相位因子(γ)和置信因子(μ)的乘积来确定所述填充时间(ΔTpad)，所述置信因子指...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·特伦，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL