X-射线控制的造影剂注射的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及成像系统、控制电动注射器的方法、计算机程序单元以及计算机可读 介质。
【背景技术】
[0002] 血管造影是一种用于使通常不具有所需要的辐射不透明度的结构在由基于辐射 的成像装备采集的投影图像中可见的成像技术。为了至少暂时地给予那些结构以辐射不透 明度，造影剂被引入到患者的相关体液（例如，血液）中。
[0003] 血管造影技术不仅被用于评估血管几何结构，而且还被用于评估诸如在感兴趣区 域处的流量和灌注的功能参数。
[0004] 了解流量特性例如在检查对血流分流器（实质上是一种类型的支架）在血管中的 正确放置时是有用的。为此，在将分流器放置在病变部位之后，获得其血管造影图像序列， 并且之后对其血管造影图像序列进行图像处理以评价血流。然而已经发现，通过这样的血 管造影图像分析获得的血液动力学信息的准确性和保真度并不总是令人满意的。潜在有危 险的血液动力学行为可能未被检测到并且在特定动脉瘤的情况下可能是致命的。
【发明内容】
[0005] 因此，存在对用于改进血液动力学参数确定和/或关于流体的动力学行为的相关 调查的准确性的成像系统或方法的需要。
[0006] 本发明的目的通过独立权利要求的主题得以解决，其中，另外的实施例进一步被 包含在从属权利要求中。应当指出，下文描述的本发明的各方面同样适用于控制电动注射 器的方法、计算机程序单元以及计算机可读介质。
[0007] 根据本发明的第一方面，提供一种成像系统，所述成像系统包括成像器和针对电 动注射器或驱动流体流动的类似设备的控制器。所述控制器包括：
[0008] -输入端口，其用于接收i)当前电动注射器设置以及ii)对象的当前的一幅或多 幅图像。所述一幅或多幅图像是由所述成像器在流体在对象的感兴趣区域中流动或驻留的 同时采集的并且是在由所述电动注射器以根据所述当前注射器设置的当前造影剂流速将 造影剂施予到所述流体中期间或之后采集的；
[0009] -流体性质确定器，其被配置为通过使用所述当前的一幅或多幅图像的图像内信 息来确定所述流体的物理性质；
[0010]-电动注射器设置确定器，其被配置为基于所述当前流体性质来确定期望造影剂 流速；
[0011]-调节后端，其被配置为与所述电动注射器交互以用于重新调节所述电动注射器 设置以实现期望流速。
[0012] 根据一个实施例，所述物理流体性质是当前流体流速。根据一个实施例，所述电动 注射器设置确定器被配置为确定所述期望造影剂流速在所述当前流体流速以下。更具体地 并且根据一个实施例，所述期望造影剂流速被确定为所述流体的所述当前流体流速的预定 义百分数值。在30% -40%的区域中的百分数值已经示出对于人类或动物血液得到令人满 意的结果，并且例如碘帕醇（例如，意大利米兰的Bracco的碘必乐300)作为造影剂，但也 设想对其他造影剂的使用。
[0013] 根据一个实施例，所述控制器包括流体流动分析器，所述流体流动分析器被配置 为基于由所述成像器在所述电动注射器以所确定的期望流速施予造影剂的同时采集的一 幅或多幅后续图像来确定在所述感兴趣区域处的流体流动的向量场（速度场）。
[0014] 如本文中提出的所述控制器提供一种自动自适应的造影剂注射器系统。但不同于 常规的系统，所述控制器不仅仅被配置为这样改进图像质量使得实现对人类观看者会想要 图像成为的图像的产生。在后一种情形下，对比度越大越好。与其不同的是，如本文中提出 的所述控制器的配置是要使得能够根据图像进行精确且可靠的速度场确定或分析。在一个 实施例中，所述控制器是两级的。在第一级中，确定所述流体（所述流体包括添加的造影剂 作为掺混物）的优选标量表征。注射器速率被控制使得相对于所确定的或估计的流体流速 (被表达为合适的百分数值）保持是低的。在注射器速率高于允许的注射器速率的情况下， 以重新调节的注射器速率来采集新的图像。然后在第二级中在用户可选择的ROI处基于那 些新采集的图像来确定或计算所述流体的速度场。这得到准确且稳定的结果，该结果适应 所述流体的流动特性的突然变化。一个应用领域是血液动力学，以更好地理解具有在血管 造影中添加的造影剂的人类或动物血液的速度场。能够通过使用所计算的速度向量场来检 查流量分流器的正确位置，以表征在感兴趣区域处的血液动力学。所确定的期望造影剂注 射流速实质上是考虑了所述流体的行为的变化的可变上限阈值，并且控制注射速率保持在 该阈值以下具有这样的益处，所述造影剂的存在对血液或其他流体的动力学的影响保持相 对低。这是为什么基于以降低的注射速率采集的图像对随后的向量场确定如此可靠的一个 原因。
[0015] 根据一个实施例，所述控制器仍然利用图像对比度，因为在该实施例中所述控制 器包括图像对比度确定器，所述图像对比度确定器被配置为测量所述当前图像中或一幅或 多幅后续图像中的图像对比度，所述调节后端被配置为与i)所述电动注射器交互以用于 重新调节所述电动注射器设置，以在所确定的对比度在预定义的对比度阈值以下时实现所 述造影剂流速的增大，或者所述调节后端被配置为与ii)所述成像器交互以调节辐射剂 量。
[0016] 根据该实施例，所述控制器操作用于调和两个竞争性考虑：一个是保持图像质量 (对比度）最小。对比度直接随着由电动注射使用的造影剂注射速率而变化。然而，另一个 考虑是保持所注射的造影剂对血流的影响尽可能地小。换言之，所述控制器操作用于计算 上述与流速相关的上限阈值和与图像的对比度相关的下限阈值。流量阈值在违反使所述控 制器减小所述注射器速率的意义上是"上限"。另一方面，所述"对比度"阈值在违反使所述 控制器增大所述注射器速率的意义上是"下限的"。
[0017] 在一个实施例中，仅计算上限阈值。然而，优选地，两个阈值都被计算并且以由此 从上和下控制所述造影剂流速。
[0018] 根据一个实施例，所述流体是脉动的（例如动脉血液），并且所述物理流动性质是 所述流体的脉动。在该实施例中，所述流体性质确定器操作用于确定所述流体的流动模式。 具体地，所述流体性质确定器被配置为测量在所述一幅或多幅图像上的脉动调制，所述一 幅或多幅图像可能包括所述一幅或多幅后续图像。在一个实施例中，所述测量基于所述图 像中的对比度。在该实施例中，所述调节后端被配置为与所述电动注射器交互以用于重新 调节所述电动注射器设置，以在测得的基于对比度的脉动调制在预定义的脉动阈值以下时 实现所述造影剂流速的减小。换言之，在该实施例中，计算并强制实行额外的上限阈值，但 在这里所述脉动被用作用于描述造影剂与血液的流体混合物的动力学的度量。可以形成两 个上限阈值的加权平均，或者能够选择两个中的最小值，使得期望的目标阈值是组合的上 限阈值。在一个实施例中，脉动调制的量是基于所述一幅或多幅图像中的单幅或者基于至 少两幅图像的序列而确定的。
[0019] 能够在具有或没有形成下限阈值的对比度阈值的情况下使用如此组合的两个上 限阈值。
[0020] 在一个实施例中，所述系统的控制器能够控制不仅所述造影剂流速，而且还有所 述成像器的辐射剂量。这允许打破在上限阈值和下限阈值彼此矛盾的情况下的冲突。
[0021 ] 在备选实施例中，所述流体性质确定器操作用于确定所述流体中的脉动的量而非 所述流速。在该备选实施例中，所述电动注射器设置确定器则被配置为基于所确定的脉动 调制的程度来确定所述期望造影剂流速。所述调节后端则与在流体流速实施例中一样与所 述电动注射器交互以用于重新调节所述电动注射器设置以实现期望流速。
[0022] 一般地，在该备选实施例中，所述控制器用于降低造影剂注射速率，以确保没有丢 失太多潜在的脉动调制。能够在用于流体表征的算法取决于脉动调制的量而非所述流体的 流速而运行的情况下使用所述控制器的该备选实施例。脉动调制的量或程度能够通过那些 算法基于具有所述造影剂的所述对象的所述一幅或多幅图像被测量并被量化为指数（即， 数字）。针对脉动调制的量的预设值能够被用作针对在该内容之前引入的其他实施例的基 于所述流体流速的阈值的备选上限阈值。
[0023] 在一个实施例中，所述控制器能够由所述用户切换以确定所述流速或所述流体中 的脉动的量。
[0024] 根据一个实施例，所述图像或者所述一幅或多幅后续图像被显示在屏幕上，所述 控制器包括用于在所述屏幕上生成图形用户界面的图形用户界面生成器或控制器，所述图 形用户界面被配置为允许用户在所显示的图像中选择子图像，所述流速确定器和/或图像 对比度确定器被配置为响应于用户选择的子图像通过使用仅仅所述子图像中的图像内信 息来确定所述当前流体流速。这允许更详细地集中在小的ROI上以节省CPU时间或者更进 一步增大对所述流体的时间变化速度场的确定的稳定性。
[0025] 根据一个实施例，首先，所述电动注射器在斜升阶段中施予所述造影剂，其中，所 述造影剂流速以预定义的斜率基本上线性上升，其中，所述控制器在该斜升阶段期间操作 用于确定期望造影剂流量。这允许所述控制器在无需用于校准的额外图像采集运行的情况 下操作。
[0026] 根据一个实施例，图形显示控制器被配置为在屏幕上显示对如由流体流动分析器 计算的所计算的流体（速度）向量场的图形描绘。这允许视觉检查所述速度场。
[0027] 所述系统在这样的意义上是闭环反馈控制器，在所述阈值中的一个尤其是上限阈 值被违反的情况下所述输出影响在使用该注射速率时采集的图像中的像素信息输出，所述 输出是更新的造影剂注射速率。
[0028] 同时，如此影响的图像之后被反馈到所述控制器中，以可能重新调节所述造影剂 流速。
[0029] 所述X-射线装备、所述造影剂注射器与所述控制器之间的通信链路能够是有线 或无线的或两者的组合。例如，控制器与所述电动注射器无线通信，但被连线到所述X-射 线成像装备。
[0030] 根据一个实施例，出于安全原因，一个或多个经调节的注射速率和造影剂用量 (例如通过在所述屏幕上显示）被传达给监视的临床医师。
[0031] 在实施例中，所述一幅或多幅图像或者图像流或图像序列是包括"血管造影图"的 X-射线投影图像。然而，本领域技术人员将认识到，所提出的控制器也可以被用在CT或MR 血管造影中。所述图像可以是数字的或模拟的，例如如在模拟X-射线图像增强器TV系统 中使用的。
[0032] 术语流体包括"动脉"血液或静脉血液。在本文中将理解，可以通过使用如本文中 提出的所述控制器来调查（除了血液以外的）其他体液或流体混合物。在其他流体动力学 上下文中，可以使用其他上限/下限阈值，例如所述上限阈值可以反映所述流体是否为层 流的或湍流的，并且控制器被配置为确保相关流体保持为层流的或保持在湍流阶段。
【附图说明】
[0033] 现在将参考以下附图来描述本发明的示范性实施例，其中：
[0034] 图1提供人类或动物血管的示意图；
[0035] 图2示出包括电动注射器和用于控制所述电动注射器的控制设备的成像布置；
[0036] 图3示出血管造影图的局部强度的阶段与时间曲线；
[0037] 图4示出血管造影图的局部强度与时间曲线；
[0038] 图5示出用于分析流体的向量场的图形用户界面的示意图；以及
[0039] 图6是控制电动注射器的方法的范例的流程图。
【具体实施方式