專利名稱：減影計算機體層灌注功能成像方法
技術領域：
本發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：
骨壞死，如股骨頭壞死，是常見病、多發病，其發病率的高增長和發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，而且其預后差，危害大，至今仍是醫學一個棘手的難題。骨壞死重在早期診斷、發現和及時有效干預與治療。但目前尚缺乏一個準確診斷早期甚至超早期骨壞死的有效手段。由于各種原因導致的骨壞死總是導致骨局部血運障礙從而引起骨細胞進一步缺血、壞死、骨小梁斷裂、骨表面塌陷等改變。理論上，CT灌注成像(CTP)可以通過興趣區血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細血管通透性(PS)和達峰時間(TP)等組織血流灌注狀態參數與毛細血管水平上量化的組織功能指標的測量來實現活體自然狀態下定量分析、診斷超早期骨血運障礙的目標。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學(ECT)、單光子發射體層攝影(SPECT)、正電子發射體層攝影(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，利用現有的CTP技術和軟件無法獲得準確有效的骨缺血、骨壞死等生理、病理狀態和變化的評價與診斷信息，使得骨CTP成為CTP臨床應用的瓶頸，至今尚未見成功臨床應用尤其診斷骨壞死的報道。
發明內容
本發明的目的，就是為了解決現有技術存在的上述問題及其他問題，提供一種操作簡單、成本低廉的無創性評估骨組織血運狀態、早期骨壞死及其他CT上表現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。
為了達到上述目的，本發明采用了以下技術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、對局部組織進行單層或多層動態連續增強螺旋CT掃描，得到各層組織在對比劑血流灌注前的圖像數據和對比劑血流灌注后的圖像數據；
B、掃描完成后，將圖像數據傳輸至影像工作站； C、應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據與對比劑血流灌注前的圖像數據相減，創建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數字圖像序列； D、利用影像工作站的CT灌注成像軟件對新的數字圖像序列的數據進行處理與分析，產生一組減影后的組織血流灌注狀態參數的色階圖與數值。 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，經外周靜脈快速團注，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所述的新的數字圖像序列的創建包括將局部組織的同一層面血流灌注后的圖像數據與灌注前的圖像數據相減，以及將組織同一層面依據增強后血流灌注先后的不同圖像數據與灌注前的同一圖像數據逐層自動相減。 步驟D所述的組織血流灌注狀態參數包括興趣區血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細血管通透性(PS)和達峰時間(TP)。 本發明的工藝技術合理，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的應用空白，無環境污染。本發明與傳統的灌注成像方法比較，不僅具有經濟實用、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、可重復性佳、普及廣、檢查費用低等優點，而且解決了之前無法有效實現的骨組織或其他高密度組織與病變的CTP評估與無創檢查，拓展了 CT和CTP技術的應用范疇。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
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，FOV 12cm，球管每轉一周同時掃描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速率經前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲5s、掃描(數據采集)50s。 掃描完成后，將CTP圖像數據傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應用圖像減影軟件
對選定股骨頭層面血流灌注后影像數據與同層面同幀圖像數據、按灌注先后循序逐層相
減，產生一組全新的減影圖像(數據)序列，再采用Perfusion 3軟件的常規骨灌注成像分
析系統對該減影圖像(數據)序列進行成像與分析，計算機即自動測量、產生了該層面股骨
頭CTP之BF、 BV和MTT等組織血流灌注參數的色階圖與數值，選擇的感興趣區(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，FOV 12cm，球管每轉一周同時掃描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速率經前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲8s、掃描(數據采集)50s。 掃描完成后，將CTP圖像數據傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應用圖像減影軟件
對選定腦腫瘤層面血流灌注后影像數據與同層面同幀圖像數據、按灌注先后循序逐層相
減，產生一組全新的減影圖像(數據)序列，在采用Perfusion 3軟件的常規骨灌注成像分
析系統對該減影圖像(數據)序列進行成像與分析，計算機即自動測量、產生了該層面腦瘤
CTP之BF、BV、MTT和PS等組織血流灌注參數的色階圖與數值，選擇的感興趣區(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速率經前臂靜脈高壓注射器自動推注，延遲8s、掃描 (數據采集)40s。 掃描完成后，將CTP圖像數據傳輸至影像工作站(AW 4. 2)，先應用圖像減影軟件 對選定基底節層面血流灌注后影像數據與同層面同幀圖像數據、按灌注先后循序逐層相 減，產生一組全新的減影圖像(數據)序列，在采用Perfusion 3軟件的常規腦灌注成像分 析系統對該減影圖像(數據)序列進行成像與分析，計算機即自動測量、產生了該層面基底 節CTP之BF、BV和MTT等組織血流灌注參數的色階圖與數值，選擇的感興趣區(ROI) 5mm3。
本發明應用減影圖像處理技術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 序列影像數據進行處理與分析，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)，獲得了良好應用效果，為局部骨組織血運 狀態與早期骨壞死的功能評估與成像診斷提供了完全無創性的實用手段。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、對局部組織進行單層或多層動態連續增強螺旋CT掃描，得到各層組織在對比劑血流灌注前的圖像數據和對比劑血流灌注后的圖像數據；B、掃描完成后，將圖像數據傳輸至影像工作站；C、應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據與對比劑血流灌注前的圖像數據相減，創建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數字圖像序列；D、利用影像工作站的CT灌注成像軟件對新的數字圖像序列的數據進行處理與分析，產生一組減影后的組織血流灌注狀態參數的色階圖與數值。
2. 如權利要求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，經外周靜脈快速團注，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所述的新的數字圖像序列的創建包括將局部組織的同一層面血流灌注后的圖像數據與灌注前的圖像數據相減，以及將組織同一層面依據增強后血流灌注先后的不同圖像數據與灌注前的同一圖像數據逐層自動相減。
4. 如權利要求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參數包括興趣區血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細血管通透性(PS)和達峰時間(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行單層或多層動態連續增強螺旋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據；將圖像傳輸至影像工作站；應用圖像減影軟件創建出一組突出組織對比劑血流灌注影像的新的數字圖像序列；利用影像工作站的CT灌注成像(CTP)軟件對新的數字圖像序列的數據進行處理與分析，產生一組反映減影后的組織血流灌注狀態參數的色階圖與數值。本發明具有經濟實用、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、可重復性佳、普及廣、檢查費用低等優點，解決了現有技術無法有效實現的骨組織或其他高密度組織與病變的CTP評估與無創檢查。
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 優先權日2010年2月23日
發明者楊秀軍 申請人:上海市第八人民醫院