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用于改进软组织对比度、多尺度建模和能谱CT的系统和方法技术方案

技术编号:40294543 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-07 20:43
提供了用于改进软组织对比度、表征组织、表型分类、风险分层以及在多个能量或对比度激励和评估的辅助下执行多尺度建模的系统和方法。该系统和方法可以包括单相和多相采集以及广谱和局部频谱成像,以评估血管壁和血管周围空间中的动脉粥样硬化的斑块组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及疾病的计算机辅助表型分析(cap),其可以包括对患者数据应用计算机化影像分析和/或数据融合算法。具体地,本专利技术涉及用于阐明动脉粥样硬化疾病过程的定量成像和分析,包括用于改进软组织对比度、多尺度建模和/或能谱ct的技术。


技术介绍

1、动脉粥样硬化可能威胁生命,尤其是在老龄化人群中,但即使是在相对年轻的人群中也是如此。当前用于诊断动脉粥样硬化的方法(例如,使用血液标志物,如胆固醇水平)和/或确定管腔变窄的程度(狭窄)是有局限的,因此可能导致不理想的治疗决策(例如,进行或不进行手术,或进行强化药物治疗)。例如,许多血管手术对患者没有益处,而一些需要手术的患者却得不到手术,以及许多患者可以用药物有效治疗但可能未被开具处方。

2、目前的工具可以分析血管腔,但这可能不足以真正诊断动脉粥样硬化,因为动脉粥样硬化是血管壁的疾病,而不是血液或其流动通道的疾病。可能会出现风险水平分类错误率高、无法评估对药物治疗的可能反应、和/或无法测量对药物的反应的问题。

3、目前,放射成像可作为一种无创且安全的定位疾病起源的方法。当前的医学成像工具可包括计算机断层摄影(ct,包括单能、多能或能谱ct)、磁共振成像(mr、mra、dce-mri或多对比度mri)、超声(b型或血管内超声),以及具有各种成像方式的靶向造影剂方法。

4、增强成像技术使医学成像成为患者护理的重要组成部分。成像的价值在于,它可以使用非侵入性或微创方法提供空间和时间上局部的解剖和/或功能信息。然而,期望实现的是处理不断增加的分辨率的技术,以利用通常不容易用人眼评估的数据中的模式和/或信号,以及例如管理大量数据以有效地将之整合到临床工作流程中。对于较新的高分辨率成像技术,在没有辅助的情况下,放射科医生可能会被数据“淹没”。因此,例如,为了整合定量成像以进行个体患者管理,可能需要提供一类决策支持的信息学工具,以能够在现有工具工作流程和/或报销限制(reimbursement constraints)的现实中进一步利用成像功能。

5、目前,动脉粥样硬化的成像通常通过导管插入术进行侵入性成像,以及通过超声、ct、mr和核医学技术进行非侵入性成像。最典型的评估是管腔狭窄。最近在确定血流储备分数方面取得了进展。

6、当前动脉粥样硬化成像的一个困难可能包括所使用的方法缺乏稳健性(robustness)。例如,当前的方法通常仅提供血管外壁和血管周围组织之间的低水平对比度,因此难以区分两者。一些当前的方法简单地采用围绕管腔的环形圈,而没有具体确定外壁边界。血管变细、分支血管、附近组织等也可能成为问题。

7、当前动脉粥样硬化成像的另一个困难可能是由于特定的成像设备使用有限的激励(excitation)来询问(interrogating)组织,并且尽管一方面使用了多对比度mr,另一方面使用了多能量ct(multi-energy ct),但结果可能是产生的信号中有一定程度的非特异性响应。


技术实现思路

1、本专利技术的优点可包括改进的软组织对比度。本专利技术的一些优点可以包括改进的表征组织。本专利技术的一些优点可以包括表型分类。本专利技术的一些优点可以包括风险分层。本专利技术的一些优点可以包括在多能量或对比度激励和评估的辅助下执行多尺度建模。

2、本专利技术的一些优点可以包括应用单相采集与多相采集以及广谱的能谱ct来评估血管壁和血管周围空间中的动脉粥样硬化的斑块组织。本专利技术的一些优点可以包括分布式组织类型,作为局部结构化组织上的覆盖。

3、一方面,本专利技术涉及一种用于改进软组织分析的计算机化方法。该方法还可以涉及获得患者的多个放射影像,其中每个放射影像均使用不同的激励获得。该方法还可以涉及在多个处理中选择一个处理以基于预期的软组织类型来分析多个激励。该方法还可以涉及对处理后的多个激励进行分割以显示软组织。

4、在一些实施例中,多个放射影像是计算机断层摄影(ct)影像并且不同的激励是不同的x射线能量。在一些实施例中,多个放射影像是磁共振(mr)影像并且不同的激励是不同的射频脉冲。

5、在一些实施例中,多个放射影像是超声影像并且不同的激励是不同的频率。

6、在一些实施例中,本专利技术涉及经由计算设备基于患者的多个放射影像来确定感兴趣区域中的第一组织类型,其中该第一组织类型由遍布感兴趣区域的点的网格(grid ofpoints)表示,并且经由计算设备基于患者的多个放射影像来确定感兴趣区域中的第二组织类型,其中该第二组织类型是感兴趣区域中的病灶区域,其中第一组织类型的至少一些网格点(grid points)与第二组织类型在位置上重合。

7、在一些实施例中,多个处理包括数字减法处理、数字加法处理、多变量统计处理或激励选择处理。在一些实施例中,数字减法处理包括从多个放射影像的一个或多个影像中减去多个放射影像的第一子集,其中该多个放射影像的一个或多个影像不在子集中。数字加法处理包括对接收到的多个放射影像进行平均。

8、在一些实施例中,多变量统计处理包括组合多个放射影像以及通过多变量统计方法去除类间依赖性(inter-class dependencies)。

9、在一些实施例中,多个放射影像是ct影像,并且多个ct影像中的每一个是通过经由第一x射线源将第一x射线衰减(first x-ray attenuation)引导至能量积分检测器来形成的,其中能量积分检测器的尺寸被设计为产生患者的预定区域的影像,经由第二x射线源将第二x射线衰减引导至光子计数检测器,其中光子计数检测器在预定区域内产生特定组织目标的影像;以及基于患者的预定区域的影像和预定影像内的特定组织目标的影像,经由处理器产生最终ct影像。

10、在一些实施例中,激励选择处理涉及基于组织类型选择多个放射影像中的特定放射影像。

11、在另一方面,本专利技术包括混合计算机断层摄影(ct)扫描仪。混合ct扫描仪可以包括将第一x射线衰减引导至能量积分检测器的第一x射线源,其中能量积分检测器的尺寸被设计为产生患者的预定区域的影像。混合ct扫描仪还可以包括第二x射线源,其将第二x射线衰减引导至光子计数检测器,其中光子计数检测器产生预定区域内的特定组织目标的影像。混合ct扫描仪还可以包括处理器以产生最终ct影像,该最终ct影像是基于患者的预定区域的影像和预定影像内的特定组织目标的影像所产生的。

12、一些实施例中,能量积分检测器和光子计数检测器被定位成询问相同的视场。在一些实施例中,患者的预定区域的影像是灰度ct影像。在一些实施例中,预定影像内的特定组织目标的影像是能谱ct影像。在一些实施例中,能量积分检测器相对于其第一x射线源定位在光子计数检测器与其第二x射线源之间相差90度处。

13、在一些实施例中,处理器被配置为分析组织类型,该分析包括在多个处理中选择一个处理以基于预期软组织类型来分析最终ct影像,以及分割处理后的最终ct影像以显示软组织。

14、在一些实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于改进软组织分析的计算机化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是计算机断层摄影(CT)影像并且所述不同的激励是不同的X射线能量。

3.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是磁共振(MR)影像并且所述不同的激励是不同的射频脉冲。

4.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是超声影像并且所述不同的激励是不同的频率。

5.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,进一步包括:

6.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个处理包括数字减法处理、数字加法处理、多变量统计处理或激励选择处理。

7.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述数字减法处理包括从所述多个放射影像的一个或多个中减去所述多个放射影像的第一子集,其中所述多个放射影像的一个或多个不在所述子集中。

8.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述数字加法处理包括对接收到的多个放射影像进行平均。

9.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述多变量统计处理包括:

10.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是CT影像,并且多个CT影像中的每一个通过以下方式形成:

11.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述激励选择处理涉及基于组织类型来选择所述多个放射影像中的特定放射影像。

12.一种混合计算机断层摄影(CT)扫描仪,其特征在于,包括:

13.根据权利要求12所述的混合扫描仪,其特征在于,所述能量积分检测器和所述光子计数检测器被定位成询问相同的视场。

14.根据权利要求12所述的混合CT扫描仪,其特征在于,患者的所述预定区域的影像是灰度CT影像。

15.根据权利要求12所述的混合CT扫描仪,其特征在于,所述预定影像内的所述特定组织目标的影像是能谱CT影像。

16.根据权利要求12所述的混合CT扫描仪,其特征在于,所述能量积分检测器相对于其第一X射线源定位在所述光子计数检测器与其第二X射线源之间相差90度处。

17.根据权利要求12所述的混合CT扫描仪,其特征在于,所述处理器被配置为分析组织类型,所述分析包括:

18.根据权利要求12所述的混合CT扫描仪,其特征在于,所述光子计数检测器包括被配置为对特定组织目标进行成像的多个能量箱。

19.一种用于确定和显示混合组织类型的计算机化方法,其特征在于,所述方法包括:

20.根据权利要求19所述的计算机化方法,其特征在于,多个放射影像是计算机断层摄影(CT)影像、磁共振(MR)影像或超声影像。

21.根据权利要求19所述的计算机化方法,其特征在于,所述第一组织类型和所述第二组织类型在显示时重叠。

22.根据权利要求19所述的计算机化方法,其特征在于,点的网格具有变化的密度。

23.根据权利要求19所述的计算机化方法,其特征在于,所述第一组织类型是微钙化,并且所述第二组织类型是LNRC、致密钙化或IPH。

24.根据权利要求19所述的计算机化方法,其特征在于,进一步包括:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于改进软组织分析的计算机化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是计算机断层摄影(ct)影像并且所述不同的激励是不同的x射线能量。

3.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是磁共振(mr)影像并且所述不同的激励是不同的射频脉冲。

4.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是超声影像并且所述不同的激励是不同的频率。

5.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,进一步包括:

6.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个处理包括数字减法处理、数字加法处理、多变量统计处理或激励选择处理。

7.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述数字减法处理包括从所述多个放射影像的一个或多个中减去所述多个放射影像的第一子集,其中所述多个放射影像的一个或多个不在所述子集中。

8.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述数字加法处理包括对接收到的多个放射影像进行平均。

9.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述多变量统计处理包括:

10.根据权利要求1所述的计算机化方法,其特征在于,所述多个放射影像是ct影像,并且多个ct影像中的每一个通过以下方式形成:

11.根据权利要求6所述的计算机化方法,其特征在于,所述激励选择处理涉及基于组织类型来选择所述多个放射影像中的特定放射影像。

12.一种混合计算机断层摄影(ct)扫描仪,其特征在于,包括:

【专利技术属性】
技术研发人员:A·J·巴克勒姬长国M·阿亚皮莱
申请(专利权)人:易鲁希德生物成像公司
类型:发明
国别省市:

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