通過mr分子成像確定造影劑的分布信息的制作方法

專利名稱：通過mr分子成像確定造影劑的分布信息的制作方法
技術領域：
本發明涉及分子成像領域。特別地，本發明涉及一種用于對感興 趣對象進行檢查的檢查儀、 一種圖像處理設備、 一種對感興趣對象進 行檢查的方法、 一種計算機可讀介質及一種程序單元。
背景技術：
基于磁共振(MR)的分子成像很大程度上依賴于造影劑的精確量 化。在臨床事務中，監視例如改變肺瘤血管化和腫瘤灌注的治療效果 具有重大意義。檢測治療效果要求精確確定和定量確定造影劑的分 布。特別關心的是造影劑是否結合進細胞或是否溶于液體，例如血液 中。
可以期望改善造影劑的分布確定。

發明內容
根據本發明的示例性的實施例，可以提供用于對感興趣對象進行 檢查的檢查儀，該檢查儀包括確定單元，其適用于在造影劑的第一弛 豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的基礎上確定造影劑的分
布信息。
因此，通過確定第一弛豫時間與第二弛豫時間之間的差異，可以 通過在測試過程中比較這兩個弛豫時間來確定與造影劑的分布相關的 信息。這可以增強MR成像弛豫(relaxometry )的檢查結果的重要性。
根據本發明的另 一個示例性的實施例，第 一弛豫時間是自旋- 自旋 橫向弛豫時間，其中，第二弛豫時間基于第一弛豫時間且含有磁場不 均勻性。
換句話說，根據本發明的這個示例性的實施例，第一弛豫時間可 以是T2弛豫時間，而第二弛豫時間是T2'弛豫時間。
應當指出，R2 (也被認為是自旋-自旋橫向弛豫率)被定義為T2 弛豫時間的倒數(1/T2 ) 。 R2'被定義為T2'弛豫時間的倒數，其包括
T2而且另外含有磁場不均勻性。
根據本發明的另一個示例性的實施例，檢查儀進一步包括適用于 獲取感興趣對象的數據集的獲取單元，其中，基于所獲得的數據集來 確定差異。
例如，可以借助于多個自旋-回波序列來測量T2，而且，可以借 助于多個梯度-回波序列來測量T2'。但是，應該注意，也可以^吏用其 它方法測量同樣序列內的T2和T2'。因此，可以同時獲得(例如與T2 和T2'相關的)信息。這樣就可以排除兩個測量之間的變化，而這些變 化可能會歪曲結果。
因此，通過獲取感興趣對象各自的測量數據集以及通過分析所測 量的數據集來確定在兩個弛豫時間之間的差異，可以對感興趣對象進 行檢查。這可以提供一種活體檢查方法。
根據本發明的另 一個示例性的實施例，分布信息包括基于該差異 的與造影劑的結合狀態相關的信息。
因此，通過這個測量，可以知道造影劑是否與靶標相結合。
根據本發明的另一個示例性的實施例，分布信息包括關于分布的 不均勻性(heterogeneity)的信息。
例如，如果分布是均勻的，則R2值可以與各個R2'值相等。增加 分布的不均勻性可以導致各個R2與R2'值(R2'〉R2)之間的差異增大。
根據本發明的另一個示例性的實施例，分布信息包括與造影劑在 感興趣對象的細胞內的內4匕(internalization)狀態相關的信息。
這個可以進一步提供與感興趣對象的內在性質相關的信息。
根據本發明的另 一個示例性的實施例，所述造影劑為靶向造影劑。
根據本發明的另 一個示例性的實施例，造影劑是超順磁性氧化鐵 造影劑(SPIO)。
根據本發明的另 一個示例性的實施例，該檢查儀可以被用作行李 檢查設備、醫療設備、材料測試設備或材料科學分析設備。本發明的 應用范圍可以是材料科學分析，這是因為本發明所限定的功能可以提 供安全的、可靠的和非常精確的材料分析。
根據本發明的另一個示例性的實施例，提供用于對感興趣對象進 行檢查的圖像處理設備，該圖像處理設備包括用于存儲感興趣對象的
數據集的存儲器。此外，該圖像處理設備可以包括確定單元，其適用 于在造影劑的第一弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的基 礎上確定造影劑的分布信息。
因此，可以提供一種圖像處理設備，其適用于執行改善的造影劑 的分布確定，并因此產生更具體的或更顯著的檢查結果。
根據本發明的另一個示例性的實施例，可以提供用于對感興趣對
象進行檢查的方法，該方法包括步驟在造影劑的第一個弛豫時間與 造影劑的第二弛豫時間之間的差異的基礎上確定造影劑的分布信息。 此外，該方法可以包括獲取感興趣對象的數據集的步驟，其中，基于 所獲得的數據集來執行差異確定。第 一弛豫時間可以是自旋-自旋橫向 弛豫時間，而第二弛豫時間可以基于第一弛豫時間且另外含有磁場不 均勻性。
因此，提供一種通過MR分子成像對感興趣對象進行檢查的方法， 其可以改善造影劑的分布確定，獲得與造影劑的區域化 (compartmentalization )或與結合狀態相關的活體信息。這可以提 供對感興趣對象的更為詳細的分析。
根據本發明的另 一個示例性實施例，可以提供計算機可讀介質， 其中存儲有對感興趣對象進行檢查的計算機程序，當由處理器執行該
計算機程序時，其適用于執行上述方法的步驟。
此外，本發明涉及一種對感興趣對象進行檢查的程序單元，其可 以存儲在計算機可讀介質上。該程序單元可以適用于執行以下步驟 獲得感興趣對象的數據集，在造影劑的第一弛豫時間與造影劑的第二 弛豫時間的差異的基礎上確定造影劑的分布信息，其中，基于所獲得 的數據集來確定所述差異。
優選地，該程序單元可以載入數據處理器的工作存儲器。因此， 可以裝配該數據處理器以使其執行本發明的方法的示例性實施例。可 以用任何適當的程序設計語言如0++來編寫計算機程序，而且，該計算 機程序可以存儲在計算機可讀介質如CD-ROM上。同時，也可以從網絡 如萬維網獲得該計算機程序，即，可以從網絡將計算機程序下載入圖 像處理單元或處理器或任何適當的計算機。
本發明的示例性實施例的要點可以看作是基于在應用造影劑之 后測量的數據來確定組織的R2和R2'弛豫率之間的差異。這可以提供
與造影劑的區域化或與結合狀態相關的活體信息。因此，可以增強MR 成像弛豫的檢查結果的有效性。
參照以下所描述的實施例，本發明的這些及其它方面將變得顯然 且明白。
下面將參照附圖描述本發明的示例性實施例。


圖1示出根據本發明的示例性實施例的MR掃描器的簡圖。
圖2示意性i也示出'溶于水的SPIO的R2和R2'值。
圖3示意性地示出結合進細胞的SPIO的R2和R2'值。
圖4示出根據本發明的圖像處理設備的示例性實施例，用于執行
根據本發明方法的示例性實施例。
附圖中的插圖是示意性的。在不同的附圖中，相似或同樣的元件 設有相同的附圖標號。
具體實施例方式
圖1示出根據本發明的MR掃描器系統的實施例的簡圖。該MR掃 描器系統包括線圉210，其沿著軸218設置，包圍著待檢查患者215 所處的檢查空間217。然而，應當指出，所描述的檢查儀也可用在行李 檢查或材料科學分析的領域中。因此，感興趣對象215可以是必須要 進行分析的行李或材料。
有利地，感興趣對象215位于活動工作臺或運輸帶216上，其被 設置在檢查空間217的下半部分。包圍檢查空間217的線圏系統210 包括HF-線團219、含有內層線團213和主動屏蔽線圏或隔離罩212以 及低溫恒溫器211的梯度線圏的主動保護結構，在低溫恒溫器內設置 線圏的目的是在產生磁場期間進行冷卻。梯度線圏213和212的結構 可以連接至梯度放大器220和確定單元(圖1中未示出)，該確定單 元適用于根據造影劑的第 一弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的 差異來確定造影劑的分布信息，其中，第一弛豫時間是自旋-自旋橫向 弛豫時間，而其中第二弛豫時間基于第一弛豫時間且含有磁場不均勻 性。
此外，MR掃描器系統可以包括具有各自的馬達(圖1中未示出)
的馬達控制單元，例如，用于移動運輸帶216。
基于MR成像的分子成像被用于對造影劑的濃度進行量化。R2 (= 1/T2)和R2' (= 1/T2')弛豫率包括關于超順磁性氧化鐵造影劑(SPIO) 的濃度信息。除此之外，特別關心的問題是造影劑是否結合進細胞或 是否溶于例如血液的液體中。T2與T2'之間(或者R2與R2'之間的) 差異可以包括與這些造影劑的分布相關的信息。如果SPIO在細胞中區 域化，則R2'弛豫率高于R2。在SPIO溶于液體的情況下，弛豫率相似 (可以從圖2中看出)。
根據本發明的方面，可以借助于R2與R2'的這些差異來活體測量 SPI0的區域化。通過測量附加參數，這可以擴大MR成^f象弛豫的應用， 所述附加參數包括與造影劑的結合狀態相關的信息，其在靶向造影劑 的情況下是有特別意義的。通過這個測量，可以知道造影劑是否與靶 標相結合。因此，R2'-R2的信息可以有助于確定SPIO造影劑的結合狀 態或在細胞內的內化狀態，并且因此可以增強檢查結果的有效性。
圖2示意性地示出溶于水的SPIO的R2和R2'值。R2凈皮定義為T2 弛豫時間的倒數(1/T2 )，也被稱作自旋-自旋橫向弛豫時間。R2'被 定義為T2'弛豫時間的倒數，其包括T2而且還另外含有磁場不均勻性。
橫軸101示出任意單位下的鐵濃度，例如在單位ng/ml下，鐵濃 度范圍是從大約0 fig/ml到大約28 fig/ml。縱軸102示出任意單位下 的弛豫率，例如在單位1/ms下，范圍是從大約0 ms到0. 15 ms。
從圖2可以看出，R2值103與R2'值104之間幾乎沒有可探測的 差異。因此，如果造影劑溶于水，則弛豫率并無不同，并且因此在細 胞中不被區域化(至少在有效的測量精度內)。
圖3示出結合進細胞的SPIO (超順磁性氧化鐵造影劑)的R2和 R2'值。橫軸105相當于圖2中的橫軸101，而縱軸106相當于圖2中 的縱軸102。
從圖3可以看出，R2弛豫率107與R2'弛豫率108之間存在著明
顯的差異。因此，通過確定這兩個弛豫率之間的差異(或者，通過確 定兩個各自的弛豫時間之間的差異)，可以確定獲得與結合狀態或細
胞內的內化狀態或區域化相關的信息。
圖4示出根據本發明的圖像處理設備的示例性實施例，用于執行 按照本發明方法的示例性實施例。圖5所描繪的圖像處理設備400包
括連接至存儲器402的中央處理器(CPU)或圖像處理器401，所述存 儲器402用于存儲描繪感興趣對象的圖像，該對象諸如待分析的患者 或材料。數據處理器401可以連接至多個輸入/輸出網絡或診斷設備， 例如，MR設備。數據處理器401還可以連接至顯示設備403，例如， 計算機監視器，以顯示在數據處理器401中計算或修改的信息或圖像。 經由鍵盤404和/或未在圖4中描繪的其它輸出設備，操作員或用戶可 以與數據處理器401進行交互。此外，經由總線系統405，也可以將圖 像處理和控制處理器401連接至例如監視感興趣對象的動作的動作監 視器。舉例來說，在對患者的肺進行成像的情況下，動作傳感器可以 是呼氣傳感器。在對心臟進行成像的情況下，動作傳感器可以是心電 圖儀。
本發明的示例性的實施例可以作為MR掃描器控制臺工作站的選擇 軟件而銷售。
應該注意，術語"包括"并不排除其它元件或步驟，而"一"或"一 個，，并不排除復數，此外，單個處理器或系統可以完成權利要求中所 述的幾個部件或單元的功能。同時，結合不同的實施例所描述的元件 也可以一起j吏用。
應該注意，權利要求中的任何附圖標記都不應視作對權利要求范 圍的限制。
權利要求
1.一種用于對感興趣對象(215)進行檢查的磁共振檢查儀，該磁共振檢查儀包括確定單元(401)，其適用于在造影劑的第一弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的基礎上確定造影劑的分布信息。
2. 如權利要求1所述的檢查儀，其中，第一弛豫時間為自旋-自旋橫向弛豫時間；和其中，第二弛豫時間基于第一弛豫時間且含有磁場不均勻性。
3. 如權利要求1所述的檢查儀，進一步包括獲取單元(212， 213)，其適用于獲取感興趣對象(215)的數據集；其中，基于所獲得的數據集來確定差異。
4. 如權利要求1所述的檢查4義，其中，分布信息包括與分布的不均勻性相關的信息。
5. 如權利要求1所述的檢查儀，其中，分布信息包括基于該差異的與造影劑的結合狀態相關的信息。
6. 如權利要求1所述的檢查儀，其中，分布信息包括與造影劑在感興趣對象(215)的細胞內的內 化狀態相關的信息。
7. 如權利要求1所述的檢查儀， 其中，造影劑為靶向造影劑。
8. 如權利要求1所述的檢查儀，其中，造影劑為超順磁性氧化鐵造影劑。
9. 如權利要求1所述的檢查儀，被配置為行李檢查設備、醫療設 備、材料測試設備或材料科學分析設備中的一個。
10. —種用于對感興趣對象(215)進行檢查的圖像處理設備，該 圖像處理設備包括用于存儲感興趣對象(215)的數據集的存儲器； 確定單元(401)，其適用于在造影劑的第一弛豫時間與造影劑的 第二弛豫時間之間的差異的基礎上確定造影劑的分布信息。
11. 一種計算機可讀介質(402 )，其中存儲有對感興趣對象(215) 進行檢查的計算機程序，當由處理器(401 )執行該計算機程序時，其 適用于執行步驟在造影劑的第 一弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的 基礎上確定造影劑的分布信息。
12. —種用于對感興趣對象(215)進行檢查的程序單元，其中， 當由處理器(401)執行該程序單元時，其適用于執行步驟在造影劑的第 一 弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的 基礎上確定造影劑的分布信息。
13. —種對感興趣對象(215)進行檢查的方法，該方法包括步驟 在造影劑的第 一 弛豫時間與造影劑的第二弛豫時間之間的差異的基礎上確定造影劑的分布信息。
14. 如權利要求13所述的方法，進一步包括步驟 獲取感興趣對象(215)的數據集；其中，基于所獲得的數據集來確定差異；其中，第一弛豫時間為自旋-自旋橫向弛豫時間；和其中，第二弛豫時間基于第一弛豫時間且含有磁場不均勻性。
全文摘要
基于MR的分子成像被用于對造影劑的濃度進行量化。根據本發明的示例性實施例，基于在應用造影劑之后測量的數據來確定造影劑的R2和R2^*弛豫率之間的差異。這可以提供與造影劑的區域化或結合狀態相關的活體信息，并且可以增強檢查結果的有效性。
文檔編號G01R33/028GK101189531SQ200680019313
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月24日 優先權日2005年6月1日
發明者H·達恩克, T·謝夫特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司