獲得測量數據的方法

2023-05-21 05:48:16 1

專利名稱：獲得測量數據的方法
技術領域：
本發明涉及一種獲得測量數據的方法。
背景技術：
近年來除了磁共振斷層造影(MRI)外正電子發射斷層造影(PET)在醫 學診斷中也得到了越來越廣泛的應用。如果說MRI為用於顯示體內結構和截面 圖像的成像方法，PET則使得可以對活體的新陳代謝活動進行可視化和量化。
PET利用正電子輻射器和正電子湮沒的特殊特性，以量化地確定器官或細 胞區域的功能。在此在進行檢查之前對患者給以適當的、用放射性核標記的化 合物(放射性藥物)。在正電子被擊碎時發出放射性核，其在短距離之後與電子 發生相互作用，由此進入所謂的湮沒(Annihilation )。在此產生兩個彼此相反 方向(錯開180。)飛行的伽瑪量子。這些伽瑪量子由兩個相對置的PET檢測模 塊在特定的時間窗內採集(符合測量)的，由此可以確定湮沒的地點在該兩個 檢測模塊之間的連線上的位置。
為了驗證，PET中的檢測器模塊一般必須覆蓋支架弧長的大部分。檢測器 模塊被劃分為側邊長几毫米的檢測器元件。在測量伽瑪量子時每個檢測器元件 都產生一個事件記錄，其給出時間和驗證地點、即相應的檢測器元件。這些信 息被傳送到快速邏輯電路並在那裡進行比較。如果兩個事件同時發生在一個最 大時間間隔中，則在兩個所屬的檢測器元件之間的連線上發生湮沒過程。PET 圖像的再現利用斷層造影算法、即所謂的反投影來實現。
為了能夠詳細回答診斷設問，如癌症診斷中的診斷設問，採用磁共振(MR) 光譜分析來區分病理組織和正常組織。由此可以一般地檢驗物質結構。共振線 的位置及其細微結構受被激勵的核的化學環境的影響。該化學環境一般被稱為 "化學位移"。因此通過對人體不同點上的^f茲共振光譜分析可以識別不同的組織 類型。尤其是可以給出對身體不同部位的不同組織類型的量化結果。
由WO 02/079801 A2公開了 一種方法，利用該方法可以在藉助SPECT、PET
或CT再現圖像之後選擇感興趣區域，在該感興趣區域中進行活組織檢查。
為獲得患者身體的診斷相關的數據，在患者身體的不同檢查體元上標記磁 共振光譜。在選擇適當的測量參數時，首先考慮為了測量光譜須使被激勵的檢 查立體儘可能大，以在光譜中獲得儘可能高的信噪比。另一方面還應使檢查立 體儘可能小，以便在光譜中僅對組織位置或病灶成像而不涉及周圍健康組織。 通過該兩個條件保證光譜中健康組織和病理組織之間的區別儘可能大並由此而 能夠很好地區分這些組織。由此可以準確地區分不同的組織類型。但該兩個條 件又是相矛盾的，從而對待激勵的檢查立體的最佳選擇常常是十分困難的。
對於一企查可以採用不同的方法。對於所謂的單體素光語學方法來說，僅選
出MR圖像的單個圖像元素用於繼續處理，因此檢查立體受限於立體元素。在 "化學位移成像"中藉助梯度系統對光譜信號進行位置編碼。其結果是空間柵
格形分布的光譜。
為了選出檢查體元例如採用MR圖像。在MR圖像中可見的患者的解剖結 構被用作選擇的基礎，即便是在病理結構如腫瘤在MR圖像中幾乎不可見也是 如此。因此對於優化定位以及選擇立體元素僅有少量支持點。因此檢查體元的 大小常常是根據經驗選擇的。
所述有針對性地選擇檢查體元用於隨後的檢查的問題不僅出現在MR光譜 分析中，在所謂的功能MR成像(fMRI)、擴散圖(Diffusionskart )、 Tl和T2 加權圖像，以及量化參數圖中也存在有針對性地並且儘可能好地選擇檢查立體 的問題。同樣在其它檢測方法中，如計算機斷層造影(灌注測量、多能量成像) 或X射線，也得益於有針對性的立體選擇。

發明內容
因此本發明要解決的技術問題在於，提供一種改進的方法，藉助該方法可 以獲得有針對性地選擇的人體的檢查立體的測量數據。
本發明的技術問題通過一種獲得測量數據的方法來解決，在此首先實施 PET檢查並獲得患者身體的數據組。藉助所獲得的PET數據藉助該數據組的測 量值確定患者體內的至少一個感興趣區域。然後在該至少一個感興趣區域內應 用檢查方法。替代地，還可以對檢測方法的在感興趣區域內的已有的測量數據 進行分析。在這兩種情況下採用PET數據來確定感興趣區域都具有能夠藉助 PET成像高度描述不同病理的優點。這包括其邊界可見的結構的以及化學的異 常。
這樣尤其是在採用高度描述性的PET生物學標記如標記的胺基酸的情況 下可以例如很好地將疾病區域與患者的周圍腦組織隔離開來。通過這種方式可 以選擇具有病理的高度描述的感興趣區域，然後在該區域上進行繼續檢查。在 常規磁共振圖像上定位時由於對不同區域的不良區分性而帶來的不可靠性在 PET圖像上不會發生或至少被極大地消減。
在本發明的優選實施方式中，作為檢查實施》茲共振光譜分析。由此可以詳 細區分病理組織類型。
本發明的其它優選實施方式尤其涉及對感興趣區域的定義。這既可以通過 4喿作者的交互對PET數據組實施，也可以通過自動分割來進行。在此對PET 數據組自動進行分析並將其以不同的信號強度劃分為不同的區域。由於在PET 數據組中病理組織的信號強度特別高或特別低，因此可以獲得用於後續檢查的 相關的區域。在另一種方法中，這樣確定該區域，其中尋找明顯偏離參考值的 相關的測量值。這樣，隨後的檢查將在該具有偏離強度的相關測量值的區域上 實施。
這樣定義的區域可以是兩維的也可以是三維的。
在另 一替代實施方式中，通過將PET數據組與參考數據組相比較來識別感 興趣區域。參考數據組例如可以由從健康人獲得的PET圖像的圖集獲得。就此 說來，可以很快識別出是否存在與存儲在圖集中的PET數據組中的健康組織相 區別的病理組織。
在本發明的另一優選實施方式中，利用PET圖像中的信息來對用戶推薦用 於後續檢查的其它參數。除了本已提出的位置之外例如還可以建議根據選出的 身體部位或待檢查的病症而特殊裁剪的、特定的磁共振序列。
以下結合附圖藉助實施例描述本發明的其它優點和實施方式。其中示出:


圖1示意性示出MR-PET組合設備；
圖2示出本發明方法的優選實施方式的示意流程圖。
具體實施例方式
本發明的實施例優選應用於組合的MR-PET設備。組合設備的優點在於可
以同心地獲得MR數據和PET數據。這使得可以利用第一模態(PET)的數據 準確定義感興趣區域中的檢查立體，並將這些信息在另一模態(如磁共振)中 使用。儘管可以從外部PET設備將感興趣區域的立體信息傳輸到MR設備，但 對於數據配準來說會提高成本。在絕大多數情況下由於缺乏與選擇的放射性藥 物和身體部位相關的對PET數據中解剖結構的顯示而使配準非常地不準確。
詳細描述的本發明的實施例不局限於對光譜學數據的測量。 一般來說是在 PET數據組上選出的感興趣區域上利用磁共振或其它成像方法來確定可確定的 數據。例如，替代光譜學數據還可以藉助在感興趣區域中的磁共振檢查獲得 fMRI數據、擴散圖(Diffusionskart)、 Tl和T2加權圖像，或量化參數圖 (quantitative Parameter-Kart )。同樣，還可以使用計算機斷層造影(例如灌注 測量、多能量成像)或X射線。優選在所描述的方法上藉助PET數據組將感興 趣區域非常有針對性地局限在具體存在的患者的病理上。
但作為補充還可以採用多種所謂的示蹤劑來顯示PET數據組中的不同生 物學特性，並由此更進一步優化感興趣區域以及由此確定的立體，或者一次選 出多個不同的檢查立體，然後在後續的檢查中對它們進行分析。
圖1示出將MRI圖像顯示與PET圖像顯示相重疊的公知的裝置1。裝置1 由/^知的MRI管2構成。
MRI管2定義了垂直於圖1圖紙面延伸的縱方向z。
如圖1所示，在MR1管2內設置了多個圍繞縱方向z成對地相對設置的 PET檢測單元3。 PET檢測單元3優選由APD光電二極體陣列5和連接於其前 的由LSO晶體構成的陣列4以及電子放大電路(AMP) 6構成。但本發明並不 局限於由APD光電二極體陣列5和連接於其前的LSO晶體陣列4構成的PET 檢測單元3，而是還可以使用其它類型的光電二極體、晶體及裝置。
通過計算機7實現對重疊的MRI圖像顯示和PET圖像顯示的圖像處理。
MRI管2沿其縱方向z定義圓柱形的第一^L野。多個PET^r測單元3沿縱 方向z定義圓柱形的第二視野。按照本發明，PET檢測單元3的第二視野基本 上與MRI管2的第一^L野一致。這通過沿縱方向z相應地匹配PET4企測單元3 的設置密度來實現。
圖2示出了本發明優選實施方式的示意流程圖。在此在第一方法步驟Sl 中為患者給予具體適合於待成像的存在的病理如腫瘤的放射性藥物以及PET生 物學標記。在第二方法步驟S3中，將患者送入組合的PET-MR設備並記錄PET數據組。在第三方法步驟S5中，對PET數據組進行分析。在此藉助所描述的 方法，即通過用戶手動地進行分割或通過與參考值比較來確定一個或多個具有 高信號強度的感興趣區域和相應的檢查立體。在第四方法步驟S7中，由用戶 選擇磁共振檢查方法。替代地還可以由系統來建議磁共振檢查方法。該建議例 如可以基於懷疑的或已診斷出的但仍需藉助該檢查進行詳細診斷的患者病症而 做出。在第五方法步驟S9中，設置所選擇的檢查方法。在此由系統自動建議 測量參數。這些測量參數例如保存在資料庫中並且與具體的身體部位或病症圖 像相對應。根據感興趣區域在PET數據組中的位置以及可能由用戶預先給出的 懷疑的病症為磁共振檢查選出相應參數並例如在計算機顯示器上展示給用戶。 在第六方法步驟S11中，實施對感興趣區域的實際磁共振檢查。在此獲得對各 感興趣區域中病理的說明的測量數據。由此可以對例如病症的變化進行有針對 性的診斷。
替代地，還可以同時進行MR檢查和PET檢查。在這種情況下，通過PET 檢查的結果影響對MR數據的分析而不是MR數據記錄。
對於磁共振檢查的實施有多種可能性。這樣就可以進行單體素光譜分析， 以更準確地對位於感興趣區域中的組織的病症進行才全查。在此可以將待4企查的 立體定義為正方體，該正方體儘可能準確地包含藉助PET數據組定義的感興趣 區域的立體。替代地還可以在單體積光譜分析中激勵任意形狀的立體，並為此 而採用合適的高頻脈沖。這些特殊的高頻脈沖與梯度系統的脈沖同時使用。類 似地，在接收高頻信號時可以這樣進行位置編碼，使得通過入射高頻信號僅激 勵預先確定的立體。在此尤其具有優點的是利用平行的發送鏈來測量，因為由 此可以降低激勵脈衝的持續時間(發送SENSE )。該方法基於利用多於一個的 高頻脈衝同時激勵。
在"化學移位成像，，中可以在數據記錄前這樣匹配立體元素柵格(Gitter) 的位置以及體積元素的大小，使得體積元素完全落入藉助PET數據組定義的立 體，或者全部位於該立體之外。在這兩種情況下立體元素仍為立方體形。
同樣，在"化學移位成像"中可以這樣優化激勵序列，使得立體元素的形 狀與PET數據組中定義的立體相同。在這種情況下立體不必是立方體形的。一 種實現這一點的可能的技術是SLOOP (利用優化點展開函數的空間定位)。在 "化學移位成像"中在數據再現期間可自由選擇立體元素柵格的位置。這尤其 可以用於使立體元素的邊緣與PET數據組中定義的立體的邊緣一致。由此可使
磁共振檢查具有儘可能高的位置準確性。同樣，還可以在再現之後定義其它區 域，並在該區域中對立體元素求平均值，由此得出總的光譜。該應在其上對立 體元素求平均的區域同樣可以利用PET數據組來定義。
權利要求
1.一種獲得測量數據的方法，具有以下方法步驟實施PET檢查並獲得患者身體的數據組；藉助該數據組的測量值自動確定患者體內的至少一個感興趣區域；以及實施至少一種成像檢查方法以獲得該至少一個感興趣區域內的測量數據。
2. —種分析測量數據的方法，具有以下方法步驟 實施PET檢查並獲得患者身體的數據組；藉助該數據組的測量值確定患者體內的至少一個感興趣區域；以及 對該至少 一個感興趣區域內的檢查方法的測量數據進行分析。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述檢查方法是磁共振檢查方法。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，在磁共振檢查的範圍內進行光譜分析。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，通過尋找偏離參考值 的相關的測量值來確定感興趣區域。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，感興趣區域的形狀與相關的測量值 的形爿大相匹配。
7. 才艮據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，通過自動分割來確定 感興趣區域。
8. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，通過將所述數據組與 參考數據組相比較並尋找與該參考數據組的偏差來確定感興趣區域。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，利用位於感興趣區域 中的測量值來確定用於^r測方法的測量參數。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的方法，其中，對感興趣區域中的 測量數據求平均值。
全文摘要
本發明公開了一種獲得測量數據的方法，其中實施PET檢查並藉助該檢查獲得患者身體的數據組。藉助該數據組的測量值確定患者體內的至少一個感興趣區域，在該至少一個感興趣區域內實施至少一種檢查方法。
文檔編號A61B6/03GK101336829SQ200810128279
公開日2009年1月7日 申請日期2008年7月4日 優先權日2007年7月4日
發明者于爾根·坎普邁耶, 克裡斯廷·施米德豪森, 岡瑟·普拉奇, 塞巴斯蒂安·施米特, 史蒂芬·羅爾, 麥可·西姆特寧斯, 馬丁·勒夸特 申請人:西門子公司