專利名稱：減影計算機體層灌注功能成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機成像方法，尤其涉及一種組織減影計算機體層灌注功能成
像方法。
背景技術(shù)：
骨壞死，如股骨頭壞死，是常見病、多發(fā)病，其發(fā)病率的高增長和發(fā)病人群的青壯年化使全社會及人類健康面臨極大危害與挑戰(zhàn)，而且其預(yù)后差，危害大，至今仍是醫(yī)學(xué)一個棘手的難題。骨壞死重在早期診斷、發(fā)現(xiàn)和及時有效干預(yù)與治療。但目前尚缺乏一個準(zhǔn)確診斷早期甚至超早期骨壞死的有效手段。由于各種原因?qū)е碌墓菈乃揽偸菍?dǎo)致骨局部血運障礙從而引起骨細(xì)胞進(jìn)一步缺血、壞死、骨小梁斷裂、骨表面塌陷等改變。理論上，CT灌注成像(CTP)可以通過興趣區(qū)血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細(xì)血管通透性(PS)和達(dá)峰時間(TP)等組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)與毛細(xì)血管水平上量化的組織功能指標(biāo)的測量來實現(xiàn)活體自然狀態(tài)下定量分析、診斷超早期骨血運障礙的目標(biāo)。CTP與MR灌注成像(MRP)比較，其掃描時間短、空間分辨率高，運動偽影少，所測BV、BF、MTT等參數(shù)值更為真實地反映局部組織血流灌注情況。CTP分辨率也更是遠(yuǎn)高于既往主要采用的使用有害人體健康的放射性示蹤劑的核醫(yī)學(xué)(ECT)、單光子發(fā)射體層攝影(SPECT)、正電子發(fā)射體層攝影(PET)等方法。但在CT圖像上，骨組織由于本身極高的密度影像掩蓋了對比劑注入前后其局部血流灌注之改變，利用現(xiàn)有的CTP技術(shù)和軟件無法獲得準(zhǔn)確有效的骨缺血、骨壞死等生理、病理狀態(tài)和變化的評價與診斷信息，使得骨CTP成為CTP臨床應(yīng)用的瓶頸，至今尚未見成功臨床應(yīng)用尤其診斷骨壞死的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題及其他問題，提供一種操作簡單、成本低廉的無創(chuàng)性評估骨組織血運狀態(tài)、早期骨壞死及其他CT上表現(xiàn)為高密度的組織與病變(如鈣化性、成骨性、出血性腫瘤等)的減影計算機體層灌注成像方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種組織減影計算機體層灌注成像方法，包括以下步驟 A、對局部組織進(jìn)行單層或多層動態(tài)連續(xù)增強螺旋CT掃描，得到各層組織在對比劑血流灌注前的圖像數(shù)據(jù)和對比劑血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)；
B、掃描完成后，將圖像數(shù)據(jù)傳輸至影像工作站； C、應(yīng)用影像工作站的圖像減影軟件逐層將同層面組織在對比劑血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)與對比劑血流灌注前的圖像數(shù)據(jù)相減，創(chuàng)建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數(shù)字圖像序列； D、利用影像工作站的CT灌注成像軟件對新的數(shù)字圖像序列的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，產(chǎn)生一組減影后的組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)的色階圖與數(shù)值。 步驟A所述的對比劑為含碘對比劑，如濃度為300mgl/ml歐乃派克，總量50ml，經(jīng)外周靜脈快速團(tuán)注，速率為3-5mL/s，延遲5s-8s，采用電影模式掃描，掃描時間40s或50s。
步驟C所述的新的數(shù)字圖像序列的創(chuàng)建包括將局部組織的同一層面血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)與灌注前的圖像數(shù)據(jù)相減，以及將組織同一層面依據(jù)增強后血流灌注先后的不同圖像數(shù)據(jù)與灌注前的同一圖像數(shù)據(jù)逐層自動相減。 步驟D所述的組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)包括興趣區(qū)血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細(xì)血管通透性(PS)和達(dá)峰時間(TP)。 本發(fā)明的工藝技術(shù)合理，操作簡單、安全，價廉，實用，尤其彌補了目前CTP評價骨組織或其他高密度組織與病變的缺陷與技術(shù)的應(yīng)用空白，無環(huán)境污染。本發(fā)明與傳統(tǒng)的灌注成像方法比較，不僅具有經(jīng)濟實用、無需使用放射性同位素、圖像空間與時間分辨率高、掃描與成像時間短、影響因素少、可重復(fù)性佳、普及廣、檢查費用低等優(yōu)點，而且解決了之前無法有效實現(xiàn)的骨組織或其他高密度組織與病變的CTP評估與無創(chuàng)檢查，拓展了 CT和CTP技術(shù)的應(yīng)用范疇。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1
對象股骨頭 采用GE LightSpeed 4層螺旋CT儀，使用電影模式，80kV， 200mA，矩陣512X512，F(xiàn)OV 12cm，球管每轉(zhuǎn)一周同時掃描4層、掃描時間為ls，層厚5mm，掃描范圍20mm，對比劑采用300mgl/ml歐乃派克50ml、以4ml/s速率經(jīng)前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲5s、掃描(數(shù)據(jù)采集)50s。 掃描完成后，將CTP圖像數(shù)據(jù)傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應(yīng)用圖像減影軟件
對選定股骨頭層面血流灌注后影像數(shù)據(jù)與同層面同幀圖像數(shù)據(jù)、按灌注先后循序逐層相
減，產(chǎn)生一組全新的減影圖像(數(shù)據(jù))序列，再采用Perfusion 3軟件的常規(guī)骨灌注成像分
析系統(tǒng)對該減影圖像(數(shù)據(jù))序列進(jìn)行成像與分析，計算機即自動測量、產(chǎn)生了該層面股骨
頭CTP之BF、 BV和MTT等組織血流灌注參數(shù)的色階圖與數(shù)值，選擇的感興趣區(qū)(ROI) 6mm3。 實施例2 對象腦(腦腫瘤) 采用GE LightSpeed 4層螺旋CT儀，使用電影模式，80kV， 200mA，矩陣512X512，F(xiàn)OV 12cm，球管每轉(zhuǎn)一周同時掃描4層、掃描時間為ls，層厚5mm，掃描范圍20mm，對比劑采用300mgl/ml歐乃派克50ml、以4ml/s速率經(jīng)前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲8s、掃描(數(shù)據(jù)采集)50s。 掃描完成后，將CTP圖像數(shù)據(jù)傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應(yīng)用圖像減影軟件
對選定腦腫瘤層面血流灌注后影像數(shù)據(jù)與同層面同幀圖像數(shù)據(jù)、按灌注先后循序逐層相
減，產(chǎn)生一組全新的減影圖像(數(shù)據(jù))序列，在采用Perfusion 3軟件的常規(guī)骨灌注成像分
析系統(tǒng)對該減影圖像(數(shù)據(jù))序列進(jìn)行成像與分析，計算機即自動測量、產(chǎn)生了該層面腦瘤
CTP之BF、BV、MTT和PS等組織血流灌注參數(shù)的色階圖與數(shù)值，選擇的感興趣區(qū)(ROI) 8mm3。 實施例3 對象腦(腦梗死)
4
采用GE LightSpeed 4層螺旋CT儀，使用電影模式，80kV， 200mA，矩陣512X512， FOV 25cm，球管每轉(zhuǎn)一周同時掃描4層、掃描時間為ls，層厚10mm，掃描范圍40mm，對比劑采 用300mgl/ml歐乃派克50ml、以4ml/s速率經(jīng)前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲8s、掃描 (數(shù)據(jù)采集)40s。 掃描完成后，將CTP圖像數(shù)據(jù)傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應(yīng)用圖像減影軟件 對選定基底節(jié)層面血流灌注后影像數(shù)據(jù)與同層面同幀圖像數(shù)據(jù)、按灌注先后循序逐層相 減，產(chǎn)生一組全新的減影圖像(數(shù)據(jù))序列，在采用Perfusion 3軟件的常規(guī)腦灌注成像分 析系統(tǒng)對該減影圖像(數(shù)據(jù))序列進(jìn)行成像與分析，計算機即自動測量、產(chǎn)生了該層面基底 節(jié)CTP之BF、BV和MTT等組織血流灌注參數(shù)的色階圖與數(shù)值，選擇的感興趣區(qū)(ROI) 5mm3。
本發(fā)明應(yīng)用減影圖像處理技術(shù)把局部組織對比劑血流灌注后的圖像與灌注前的 圖像相減而創(chuàng)建一個突出組織對比劑血流灌注影像的新序列，再采用CTP軟件對這個新 序列影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，這就有效克服了骨組織等極高密度影像對對比劑注入前后 其局部血流灌注改變的掩蓋，實現(xiàn)了無骨組織等極高密度影像影響的組織減影CTP(sCTP， subtraction computer tomogr即hyperfusion)，獲得了良好應(yīng)用效果，為局部骨組織血運 狀態(tài)與早期骨壞死的功能評估與成像診斷提供了完全無創(chuàng)性的實用手段。sCTP也可用于其 他臟器的CT功能成像檢查與評估。
權(quán)利要求
一種減影計算機體層灌注功能成像方法，其特征在于，包括以下步驟A、對局部組織進(jìn)行單層或多層動態(tài)連續(xù)增強螺旋CT掃描，得到各層組織在對比劑血流灌注前的圖像數(shù)據(jù)和對比劑血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)；B、掃描完成后，將圖像數(shù)據(jù)傳輸至影像工作站；C、應(yīng)用影像工作站的圖像減影軟件逐層將同層面組織在對比劑血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)與對比劑血流灌注前的圖像數(shù)據(jù)相減，創(chuàng)建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數(shù)字圖像序列；D、利用影像工作站的CT灌注成像軟件對新的數(shù)字圖像序列的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，產(chǎn)生一組減影后的組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)的色階圖與數(shù)值。
2. 如權(quán)利要求1所述的組織減影計算機體層灌注成像方法，其特征在于步驟A所述的對比劑為含碘對比齊U，如濃度為300mgl/ml歐乃派克，總量50ml，經(jīng)外周靜脈快速團(tuán)注，速率為3-5mL/s，延遲5s-8s，采用電影模式掃描，掃描時間40s或50s。
3. 如權(quán)利要求1所述的組織減影計算機體層灌注成像方法，其特征在于步驟C所述的新的數(shù)字圖像序列的創(chuàng)建包括將局部組織的同一層面血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)與灌注前的圖像數(shù)據(jù)相減，以及將組織同一層面依據(jù)增強后血流灌注先后的不同圖像數(shù)據(jù)與灌注前的同一圖像數(shù)據(jù)逐層自動相減。
4. 如權(quán)利要求1所述的組織減影計算機體層灌注成像方法，其特征在于步驟D所述的組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)包括興趣區(qū)血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細(xì)血管通透性(PS)和達(dá)峰時間(TP)。
全文摘要
一種減影計算機體層灌注功能成像方法，其步驟包括對局部組織進(jìn)行單層或多層動態(tài)連續(xù)增強螺旋CT掃描，得到各層組織在對比劑血流灌注前的圖像和對比劑血流灌注后的圖像數(shù)據(jù)；將圖像傳輸至影像工作站；應(yīng)用圖像減影軟件創(chuàng)建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數(shù)字圖像序列；利用影像工作站的CT灌注成像(CTP)軟件對新的數(shù)字圖像序列的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，產(chǎn)生一組反映減影后的組織血流灌注狀態(tài)參數(shù)的色階圖與數(shù)值。本發(fā)明具有經(jīng)濟實用、無需使用放射性同位素、圖像空間與時間分辨率高、掃描與成像時間短、影響因素少、可重復(fù)性佳、普及廣、檢查費用低等優(yōu)點，解決了現(xiàn)有技術(shù)無法有效實現(xiàn)的骨組織或其他高密度組織與病變的CTP評估與無創(chuàng)檢查。
文檔編號A61B6/03GK101779963SQ20101011235
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者楊秀軍 申請人:上海市第八人民醫(yī)院