量化用造影剂处理过的受试者的特征的方法技术

本方法包括：(a)在一段时间内，接受多个受试者的成像信号；(b)测量所述多个成像信号中的每个成像信号的信号强度，所述成像信号对应于所述受试者上的点；和(c)将所述受试者上的所述点的所述测量的信号强度曲线拟合成包括第一指数项和第二指数项的双指数函数，所述第一指数项表示游离的造影剂的浓度随着时间的减小，且所述第二指数项表示保留在所述受试者上的造影剂的浓度随着时间的减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】量化用造影剂处理过的受试者的特征的方法
本文公开一种量化用造影剂处理过受试者的特征的方法。更具体地但不排他地，该量化公开于所述造影剂包括靶向颗粒的场合，其已经引入至受试者之中。
技术介绍
造影剂可以通过成像来检测。术语“成像”指的是使用成像设备来检测，具体例子包括但不限于，超声或超声成像(US)、核磁共振成像(MRI)、闪烁扫描术、单光子发射计算机断层成像(SPECT)、正电子发射断层成像(PET)、计算机断层显像(CT)、X光成像/透视、荧光成像、生物发光成像、显微镜法、光学方法、或其多模衍生法。用于(增强造影)成像的合适的造影剂本质上取决于所用成像的性质，反之亦然。例如，如微泡等含气微粒可以在US成像中被用作造影剂；含放射性核素(例如，锝-99m、铊-201、碘-123、碘-131、镓-67、铟-111、氟-18、碳-11、氮-13、氧-15、铷-82)的微粒可以在闪烁扫描术、SPECT或PET中作为造影剂；含顺磁、超顺磁或超超顺磁材料(例如，钆(Gd)、氧化铁、铁、铂、镁)的微粒可以在MRI中作为造影剂；含不透射线材料(例如，碘、钡、金属)的微粒可以用于CT或X光成像/透视；含荧光团或荧光染料(例如，荧光素-5-异硫氰酸盐、罗丹明、1,1'-双十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚羰花青高氯酸盐(DiI)、3,3'-双十八烷基氧羰花青高氯酸盐(DiO))的微粒可以用于荧光成像/显微法；含酶底物(例如，荧光素酶)的微粒可以用于生物成像。造影剂可以通过一种以上成像模式来检测，例如，含有/不含有顺磁材料的微泡可以通过US成像、MRI和显微镜法来检测。术语“成像信号”指的是成像中接收的信号，其被识别从而代表造影剂或造影剂和另一成分(例如，组织或血液)的信号。该接收的信号包括但不限于，原始、高频或前端数据，编码或处理前/后的数据，图像像素数据(或图像)，或在显微镜下可视地观测到的微粒的数量/密度/浓度。术语“信号强度”指的是成像信号的密度或强度，它可以同义地使用类似的术语，例如(但不限于)，信号幅度、信号强度(singalstrength)、信号功率(例如，信号压力平方、音频信号响度)、信号分贝(dB)、信号视频强度、视频信号密度(例如、灰色度或其他色标图像上的像素强度)、或在显微镜下可视地观测到的微粒的数量/密度/浓度。如果以适当的方式，图像视频密度(例如，像素强度)通过使用合适的函数(例如，使用反对数函数解压缩)而被基本上线性化。包括分子结合单元的造影剂，可用于合适的分子成像的成像模式中，以检测目标分子(靶分子)。例如，US分子成像可以通过使用靶向微泡作为造影剂来完成。微泡由密封有气体的外壳构成。该外壳可以由脂质、蛋白质或聚合物构成。微泡在声场中振动以产生表现为US图像中亮斑的信号，从而，影响US的造影增强。该微泡足够小，从而可以无障碍地通过小血管，而不像通过红细胞那样流动。靶向微泡具有含分子结合单元的外壳，其结合到所希望检测的分子上。因此，例如，当靶向微泡被引进到血液中，它们随着血液循环，并粘结和累积在目标分子上和其周围，并通过US成像可检测。非靶向微泡也可以通过US分子成像来成像。目标分子(靶分子，靶向分子或分子靶)可以是但不限于，分子、蛋白质、受体、微粒或细胞(包括出现在人造/植入材料上的，例如冠状动脉支架、人工心瓣或封堵器上的金属、聚合物或药物)。该目标分子可以出现于细胞表面。该目标分子可以一开始就出现在或被人为地引入受试者或系统。术语“造影剂”、“微粒”、“靶向微粒”、“微泡”、或“靶向微泡”可被同义地使用。“靶向微泡造影增强超声法”(靶向MCU)是赋予这样的技术的名称，通过该技术靶向微泡被引入到受试者或系统，并且通过使用US装置使该微泡成像。合适的装置的例子包括但不限于，西门子阿库森西库亚512(SiemensAcusonSequoia512)超声系统(例如，使用对比脉冲序列(CPS)成像模式)、飞利浦HDI5000(PhillipsHDI5000)超声系统(例如，使用反向脉冲成像模式)、飞利浦索娜5500(PhillipsSonos5500)超声系统(例如，使用功率调节成像模式)、或可视声音维沃770(VisualSonicsVevo770)(例如，使用线性成像模式)或维沃2100(Vevo2100)(例如，使用非线性成像模式)。微泡给药后很短的一端时间，微泡总体的部分会粘附在目标的分子上，并被描述为保留的微泡，而其他可以是游离的，被描述为游离微泡。保留的微泡是指由于与目标分子的粘附，保留或累积在组织或系统内的微泡(例如，流室系统)。保留的微泡也可以保留在由于其他机制所致的组织或系统内，该机制包括但不限于，非比粘附或细胞吞噬。游离微泡是指在组织或系统中自由循环的微泡。由于它们的消除，保留的和游离微泡的数量随着时间而减少。微泡引入一段时间后，身体或系统内的游离微泡通过消除减少到相对低的水平(例如，当由游离微泡所致的信号变低、不明显、极小或不可测时)，通过测定保留的微泡的信号强度，靶向MCU用于检测目标分子(靶向分子)的浓度。然而，我已经发现这种成像信号的分析方法缺少灵敏度，并具有较低程度的量化，因为其已被证明，它在检测低浓度以及靶向分子浓度中微小变化方面的效果很差。进一步说，它更容易发生误差、不一致性和大的变化。当微泡为高或中浓度的时候，替代的成像信号分析方法会遭受微泡超声信号的衰减和/或饱和，这会使得用于靶向分子浓度检测的信号分析变得很困难或不准确。尽管通过减少进入身体或系统的微泡数量，这些问题将会减轻到一定程度，从而信号的衰减和/或饱和不会发生或减到最小，但是我发现这会减少可检测的靶向分子的数量以及对于该靶向分子浓度量化的准确度和程度。上述描述了限制靶向MCU朝人类应用中的发展的主要障碍。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标在于提供一种成像信号分析方法，其是稳定的和高度量化的，从而适合在人类以及动物受试者造影成像(分子成像)中的应用，尤其适合靶向MCU。所述方法可能具有一个或多个优点，包括但不限于：用于分子靶的更高的灵敏度，准确度和量化程度；更稳定和更好的再现性，且可以使用更大剂量的造影剂(例如，靶向MCU中的靶向微泡)，能够通过推注来给药(例如，持续输注也可以被使用)；同时也能获得其他有用的物理性质，例如保留的或游离造影剂的半衰期；也可以获得组织的血管容积分数(fractionalvascularvolume)。例如，所述方法可以量化较宽范围的靶向分子浓度，以及检测它们当中更小的变化。根据本专利技术的一方面，提供一种通过使用成像以量化受试者的特征的方法，所述受试者使用造影剂处理过，包括：接收来自于成像系统的在一段时间内采集的所述受试者的多个成像信号；在数据处理系统中，测量对应于所述受试者上的点的所述多个成像信号的每一个成像信号中的信号强度；在所述数据处理系统中，将所述受试者上的所述点的所述测量的信号强度曲线拟合成为包括第一指数项和第二指数项的双指数函数，所述第一指数项表示所述游离造影剂的浓度随着时间的减小，且所述第二指数项表示保留在所述受试者上的造影剂的浓度随着时间的减小。根据本专利技术的另一方面，提供一种通过使用成像以量化受试者特征的系统，所述受试者使用造影剂处理过，包括数据处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使用成像以量化受试者特征的方法，所述受试者用造影剂处理过，包括:(a)接收来自于成像系统的在一段时间内采集的所述受试者的多个成像信号；(b)在数据处理系统中，测量对应于所述受试者上的点的所述多个成像信号的每一个成像信号中的信号强度；(c)在所述数据处理系统中，将所述受试者上的所述点的所述测量的信号强度曲线拟合成为包括第一指数项和第二指数项的双指数函数，所述第一指数项表示游离的造影剂的浓度随着时间的减小，且所述第二指数项表示保留在所述受试者上的造影剂的浓度随着时间的减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 GB 1223332.61.一种通过使用成像以量化受试者特征的方法，所述受试者用造影剂处理过且所述造影剂已被引入所述受试者体内，包括:(a)接收来自于成像系统的在一段时间内采集的所述受试者的多个成像信号；(b)在数据处理系统中，测量对应于所述受试者上的点的所述多个成像信号的每一个成像信号中的信号强度；(c)在所述数据处理系统中，将所述受试者上的所述点的所述测量的信号强度曲线拟合成为包括第一指数项和第二指数项的双指数函数，所述第一指数项表示游离的造影剂的浓度随着时间的减小，且所述第二指数项表示保留在所述受试者上的造影剂的浓度随着时间的减小。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：创建包括所述受试者的至少一部分的量化的特征的图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：在一段时间内，采集所述受试者的所述多个成像信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中，如果所述造影剂的浓度小于所述信号强度的衰减和/或饱和为显著的点，则所述多个成像信号被采集。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：(d)对于通过所述受试者的目标区域的点，重复步骤(b)和(c)；和(e)将所述量化的特征平均化。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：(d)对于通过所述受试者的目标区域的点，重复步骤(b)；(e)将在特定时间处通过所述目标区域的点的所述信号强度平均化；和(f)对所述平均强度进行步骤(c)。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在一段时间内采集的所述多个成像信号为多个图像。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述多个成像信号的每一个成像信号中的测量的所述信号强度是对应于所述受试者上的所述点的每一个图像的像素的强度。9.根据权利要求2所述的方法，其中，使用视频密度法处理所述图像。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述双指数函数包括：其中，I为表示造影剂浓度的检测信号强度，Af表示所述游离造影剂在消除期内的最大浓度，Ar表示保留的造影剂在消除期内的最大浓度，λr是保留的造影剂的消除速率常数，λf是所述游离造影剂的消除速率常数，并且t是造影剂给药结束后的时间。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述双指数函数进一步包括：一个或多个以下要素：常数、比例因子和指数项。12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：在所述数据处理系统中，量化保留的造影剂的所述最大浓度Ar的特征。13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：在所述数据处理系统中，量化保留的造影剂的所述消除速率常数λr的特征。14.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶学明，
申请(专利权)人：叶学明，
类型：发明
国别省市：英国;GB