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可能的灌注 缺陷的确定

阅读：265发布：2020-05-30

专利汇可以提供可能的灌注缺陷的确定专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及用于在检查对象(P)的定义的被供血的组织区域(M)根据至少一个包括该组织区域的高能量图像数据组(HEB)和至少一个包括该组织区域的低能量图像数据组(NEB)确定可能的灌注缺陷 (PD)的方法。根据高能量图像数据组(HEB)和低能量图像数据组确定虚拟的造影剂图像数据组(KB)。在虚拟的造影剂图像数据组内检测第一候选灌注缺陷区域(KKP)以及在另一个基于高能量图像数据组和/或低能量图像数据组的图像数据组(MB)内检测第二候选灌注缺陷区域(MKP)，比较第一候选灌注缺陷区域与第二候选灌注缺陷区域并确定可能的灌注缺陷。此外说明用于确定可能的灌注缺陷的图像分析装置(30)以及具有图像分析装置的计算机断层造影系统(1)。，下面是可能的灌注缺陷的确定专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于在检查对象(P)的定义的被供血的组织区域(M)内根据至少一个包括该组织区域的高能量图像数据组(HEB)和至少一个包括该组织区域的低能量图像数据组(NEB)确定可能的灌注缺陷(PD)的方法，具有下列步骤：
-根据高能量图像数据组(HEB)和低能量图像数据组(NEB)确定虚拟的造影剂图像数据组(KB)，
-在虚拟的造影剂图像数据组(KB)内检测第一候选灌注缺陷区域(KKP)，-在另一个基于高能量图像数据组(HEB)和/或低能量图像数据组(NEB)的图像数据组(MB)内检测第二候选灌注缺陷区域(MKP)，
-比较第一候选灌注缺陷区域(KKP)和第二候选灌注缺陷区域(MKP)，并且根据该比较确定可能的灌注缺陷(PD)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，组织区域的一个分区域仅在下述情况作为可能的灌注缺陷(PD)确定，即当该分区域在虚拟的造影剂图像数据组(KB)中作为第一候选灌注缺陷区域(KKP)被检测到，并且在另一个图像数据组(MB)中另外作为第二候选灌注缺陷区域(MKP)被检测到时。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在虚拟的造影剂图像数据组(KB)中的第一候选灌注缺陷区域(KKP)的检测和在另一个图像数据组(MB)中的第二候选灌注缺陷区域(MKP)的检测彼此独立地进行。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在虚拟的造影剂图像数据组(KB)中的第一候选灌注缺陷区域(KKP)的检测和/或在另一个图像数据组(MB)中的第二候选灌注缺陷区域(MKP)的检测自动地进行。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为识别能够分配给可能的灌注缺陷(PD)的图像点而执行阈值分析。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，把检测到的第一候选灌注缺陷区域(KKP)和/或检测到的第二候选灌注缺陷区域(MKP)分段。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，虚拟的造影剂图像数据组(KB)的图像数据和另一个图像数据组(MB)的相应的图像数据彼此重叠在显示装置(21)上输出。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在重叠输出时标记已经检测到的第一候选灌注缺陷区域(KKP)和/或已经检测到的第二候选灌注缺陷区域(MKP)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，规定的组织区域(M)包括心肌组织。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，首先借助X射线辐射测量使用不同的X射线辐射能量采集检查对象(P)的组织区域(M)的至少一个高能量图像数据组(HEB)和检查对象(P)的组织区域(M)的至少一个低能量图像数据组(NEB)。
11.用于在检查对象(P)的一个规定的被供血的组织区域(M)内确定可能的灌注缺陷(PD)的图像分析装置(30)，具有下列部件：
-图像数据组接口(31)，用于读入至少一个包括检查对象(P)的组织区域(M)的高能量图像数据组(HEB)和至少一个包括检查对象(P)的组织区域(M)的低能量图像数据组(NEB)，
-造影剂图像确定单元(32)，构造用于根据高能量图像数据组(HEB)和低能量图像数据组(NEB)确定虚拟的造影剂图像数据组(KB)，
-灌注缺陷确定单元(34)，构造用于：
-在虚拟的造影剂图像数据组(KB)中检测第一候选灌注缺陷区域(KKP)，-在另一个基于高能量图像数据组(HEB)和/或低能量图像数据组(NEB)的图像数据组(MB)中检测第二候选灌注缺陷区域(MKP)，
-根据第一候选灌注缺陷区域(KKP)与第二候选灌注缺陷区域(MKP)的比较确定可能的灌注缺陷(PD)。
12.计算机断层造影系统(1)，其特征在于，具有根据权利要求11的图像分析装置(30)。

说明书全文

可能的灌注缺陷的确定

技术领域

[0001] 本发明涉及用于在检查对象的定义的被供血的组织区域内根据至少一个包括该组织区域的高能量图像数据组和至少一个包括该组织区域的低能量图像数据组确定可能的灌注缺陷的方法。所谓“灌注缺陷”这里应该理解为检查对象的被供血的组织区域的一个分组织区域，其由于病理的原因也就是说具有病变而不被供血或者不足够被供血。此外本发明涉及一种用于确定可能的灌注缺陷的图像分析装置以及具有这样的图像分析装置的计算机断层造影系统。

背景技术

[0002] 在许多心脏病的课题中，通过医疗技术的成像方法得到的心肌供血的位置分辨的显示是用于诊断检查的重要的工具。一个典型的应用例是在冠状动脉中狭窄部位的持续的作用检查，该狭窄部位例如事先在心脏病的计算机断层造影检查中已经确定。为能够正确地估计病人的预后，对于这样的狭窄部位检查其血液动力学的相关性是有意义的。这里必须搞清这样的问题，在静止或者负重的状态下通过某个狭窄部位是否减少了心肌的供血并且心肌由此供血不足，或者是否尚有足够的供血。

[0003] 通常当前用于检查心肌供血的这样的灌注测量借助磁共振断层造影方法(所谓的“MR灌注检查”)或者借助核医疗技术例如SPECT执行。然而MR灌注检查仅在专门的中心内可用，此外非常复杂和昂贵。核医疗技术例如SPECT其显示的空间分辨率很小。此外它们经常产生中性的或者错误的阳性检查结果。另外可以选择的方法是通过分析所谓的“Fractional Flow Reserve(微量流储备)”产生关于狭窄部位的血液动力学的相关性的陈述。对此在导管－血管造影的检查的范围内确定狭窄部位之后和狭窄部位之前的压力，由此计算压力比(微量流储备)。这种检查具有涉及介入方法的缺点。

[0004] 基本上也可以使用计算机断层造影方法得出关于心肌供血的陈述。为此例如在注射一种例如含碘的造影剂后用通常的心脏－计算机断层造影协议检查心脏。所谓的计算机断层造影协议在本发明的意义上应该理解为控制指令的汇集，根据该汇集的控制指令，计算机断层造影系统(以下简称“CT系统”)在测量期间在起动后被自动地控制。专业人员熟悉相应的协议或者测量协议。为检查心肌的局部供血，可以在CT图像中分析心肌的图像像素的CT值，例如通过视觉观察或者适宜的软件方法。在健康的心肌中假定造影剂在心肌内均匀分布从而心肌的所有图像像素的CT值均匀地都被提高。心肌内的、其图像像素具有比周围的心肌低的CT值的区域那时可以作为具有造影剂吸收减少的区域从而作为供血减少的区域解释，也就是说作为灌注缺陷解释。然而不利的是可能在心肌中具有不是由造影剂吸收减少而由其他原因引起的CT值的局部的相对降低，例如心肌的局部升高的脂肪成分。也就是说用这种检查技术不能从其他原因中区分出实际的灌注缺陷引起的CT值的相对降低。

[0005] 一种解决这一问题的可能性在于，借助一种所谓的双能量方法执行心脏CT－造影剂摄影。这里感兴趣的组织区域的照片，也就是说在检查心脏的心肌时，用两种不同的X射线谱来检查，并且在至少一个第一X射线辐射能量下或者说用第一X射线谱记录CT原始数据组，和在第二能量下记录第二CT原始数据组。同样可以使用多能量方法，其中又用其他的能量记录另外的图像数据组。从不同的CT原始数据组重建多个不同的图像数据组，其再现在不同的X射线谱下的已成像的组织区域的和造影剂的CT值。尽管脂肪及软组织在不同的X射线谱下具有非常相似的CT值，但是大多数造影剂特别是碘的CT值随X射线能量减少明显升高。由于CT值取决于不同的X射线谱而强烈改变，能够在数量上确定每一图像像素的造影剂含量，并且在所谓的虚拟的造影剂图像中表示。因此在虚拟的造影剂图像数据组中能够把心肌中每一单个的图像像素的造影剂含量作为对于局部供血的尺度定量地说明。以这种方式能够容易地并且以高的灵敏度确定心肌中由于灌注缺陷而很少吸收造影剂的区域。但是根据这种方法的图像分析较强地受伪影的影响。通过经常不可避免的高的造影剂浓度，例如在心脏的右心室中，在这样的造影剂图像数据组中产生伪影，其可能假装是心肌中局部微小的碘浓度从而假装灌注缺陷。通过在用不同的X射线谱拍摄的CT图像之间的其他不一致，例如射束硬化，也会在计算造影剂含量/像素时产生伪影，其作为造影剂图像中的变暗而伪装是心肌中的灌注缺陷。

发明内容

[0006] 本发明的任务是提供一种改进的方法以及一种改进的图像分析装置，用于确定可能的灌注缺陷。

[0007] 该任务通过根据本发明所述的方法以及根据本发明所述的图像分析装置解决。

[0008] 本发明的用于在检查对象的一个定义的被供血的组织区域内根据包括该组织区域(也就是说在其内复述图像数据的组织区域)的高能量图像数据组和包括该组织区域的低能量图像数据组确定可能的灌注缺陷的方法至少具有下述步骤：

[0009] 根据该高能量图像数据组和该低能量图像数据组确定一个虚拟的造影剂图像数据组。虚拟的造影剂图像数据组的建立可以用常规的方法进行，例如一种在DE 10 2006009 222B4中说明的方法。

[0010] 在该虚拟的造影剂图像数据组中检测第一候选灌注缺陷区域。

[0011] 此外在另一个基于高能量图像数据组和低能量图像数据组的图像数据组内检测第二候选灌注缺陷区域。该另一个图像数据组例如可以涉及高能量图像数据组或者低能量图像数据组自身。但是优选涉及一个混合图像，其例如通过图像点方式加权相加或者相减而从高能量图像数据组和低能量图像数据组建立。

[0012] 所谓图像数据组在本发明的框架内例如应该理解为多个图像的层叠，它们覆盖一个确定的体积例如一个完整的心肌或者该心肌的一个感兴趣的部分。不言而喻，代替层叠还可以涉及体积数据组，例如涉及一个唯一的3D图像文件，其中在某个确定的时间点为每一个体元(Voxel)存储一个CT值。但是基本上图像数据组还可以涉及依赖于时间的图像数据组，例如同一层的图像的两维系列，它们表示该层的时间上的变化，或者四维的图像数据组，其例如采集一个完整的体积(例如再次以多个层叠的形式)的时间上的变化。

[0013] 此外在本发明的框架内进行第一候选灌注缺陷区域与第二候选灌注缺陷区域的比较并且根据该比较确定亦即识别可能的灌注缺陷。换句话说，将两个不同的图像即一个造影剂图像数据组和另一个图像数据组中的候选灌注缺陷彼此相关，并且为确定可能的灌注缺陷而考虑该相关结果。

[0014] 以这种方式能够协同地结合在造影剂图像数据组中检测可能的灌注缺陷的优点和在“正常的”单一能量CT图像数据组(如仅用单一能量拍摄的)中检测灌注缺陷的优点，从而避免两种方法的缺点。由此该结果能够被极大地改善，因为能够以极大的可靠性避免错误的阳性检查结果。尽管如此这样的方法相对于双能量方法的简单的分析仅增加微小的花费。这里不需要对病人另外拍摄从而引起更大的负荷。

[0015] 这里要指出，这些步骤不必以上面说明的顺序一个接一个或者单独进行。所以完全能够在建立造影剂图像数据组后以另外的顺序或者同时进行第一候选灌注缺陷区域和/或第二候选灌注缺陷区域的检测。同样可以与在虚拟的造影剂图像数据组和/或另外的图像数据组内的候选灌注缺陷区域的检测同时执行候选灌注缺陷区域的比较和根据该比较对于可能的灌注缺陷的确定。

[0016] 如还将在下面要说明的那样，根据本方法的更详尽的结构，优选能够完全自动地进行图像数据组中的可能的灌注缺陷的确定，使得例如在该方法结束时为操作者例如医生显示图像数据组中的可能的灌注缺陷，然后他仅确认或者以更精确的方式诊断或者拒绝它们。

[0017] 但是同样也可以想到半自动的方法，其中操作者在检测候选灌注缺陷区域和进行比较时能够由相应构造的图像分析装置支持。

[0018] 本发明的用于执行这样的方法的图像分析装置至少需要下面的部件：

[0019] 图像数据组接口，用于读入至少一个包括检查对象的组织区域的高能量图像数据组和至少一个包括该检查对象的组织区域的低能量图像数据组。该高能量图像数据组和该低能量图像数据组可以在任意的时间点事先借助X射线测量，优选计算机断层摄影测量，使用不同的X射线辐射能量在施用造影剂后产生。即使X射线辐射能量不相应于任何离散的值，而以自然的方式始终包括一个具有围绕给定的值的一定的带宽的能量谱时，“X射线辐射能量”在这样的测量中通常通过一个规定的值给出，例如通过X射线管电压(也就是说用于电子的放出电压)。用于计算机断层双能量测量的典型的X射线辐射能量对于低能量图像数据组约为80keV，对于高能量图像数据组约为140keV。

[0020] 此外图像分析装置需要一个造影剂图像确定单元，其构造用于根据高能量图像数据组和低能量图像数据组确定一个虚拟的造影剂图像数据组。此外图像分析装置必须具有一个灌注缺陷确定单元，其构造用于在虚拟的造影剂图像数据组内检测第一候选灌注缺陷区域，在另一个基于高能量图像数据组和/或低能量图像数据组的图像数据组内检测第二候选灌注缺陷区域，并且用于根据第一候选灌注缺陷区域与第二候选灌注缺陷区域的比较确定可能的灌注缺陷。

[0021] 如果该另一个图像数据组是高能量图像数据组和低能量图像数据组的混合图像，则图像分析装置包括一个相应的混合图像确定单元是有利的，其构造用于根据高能量图像数据组和低能量图像数据组确定混合图像。这样的混合图像例如可以这样计算，使得其相应于一个通常的单一能量CT图像数据组，其例如在120keV的典型的X射线能量下拍摄。这具有这样的优点，为分析该图像数据组，例如为以后的分段，能够至少部分地使用已经存在的分析软件部件，它们通常与这样的X射线能量一致。

[0022] 这样的图像分析装置可以是计算机断层造影系统的一部分，也就是说它例如可以在计算机断层造影系统的控制或者分析计算机上安装。相应地，具有这种图像分析装置的计算机断层造影系统，优选双源计算机断层造影系统或者多源计算机断层造影系统，也属于本发明。但是基本上这样的图像分析装置也可以在独立的计算机单元上例如放射网络等的纯粹的分析单元上实现，其例如为接收数据而与计算机断层造影系统连接，或者能够以其他方式供给相应的数据。

[0023] 特别是造影剂图像确定单元和灌注缺陷确定单元可以各作为软件模块在一个具有相应的存储可能性的适合的计算机上实现。图像数据组接口也可以以软件形式实现，如果仅需从其他程序单元接收高能量图像数据组和低能量图像数据组。但是基本上图像数据组接口也作为组合的硬件/软件接口实现，以便实现从其他设备的外部接收。因此本发明还包括具有程序代码段的计算机程序产品，其可以直接在这种图像分析装置的存储器中加载，用以执行本发明的方法的所有步骤。这样的软件方式的实现具有优点：已经存在的用于分析相应的图像数据使用的图像分析装置(例如计算机断层造影系统的适合的控制装置)也能够通过执行程序以适宜的方式修改，以便根据本发明的方法工作。

[0024] 从属权利要求和另外的说明包含本发明的特别有利的结构和扩展。特别是其中一类权利要求也能够类似另一类权利要求来扩展。

[0025] 在方法的框架内优选要检查的规定的组织区域的一个分区域仅当该分区域既在虚拟的造影剂图像数据组内也在另外的图像数据组内被作为候选灌注缺陷区域被检测时才作为可能的灌注缺陷确定。以这种方式能够相对可靠地避免在本文开头提到的方法中以高风险出现的错误的阳性检查结果。在其内例如造影剂图像数据组提示造影剂吸收减小、但是相应于用单一能量技术拍摄的图像数据组的另一个图像数据组的相对的CT值不降低的区域内，以很高的可能性认为，这涉及一种通过双能量分析引起的伪影。反之，在其内另外的图像的与周围环境相比降低的CT值提示灌注缺陷、但是造影剂图像不显示造影剂吸收减少的区域内，以很高的可能性认为，它在这里涉及心肌中的其他组织改变，例如局部的脂肪沉积。亦即因为在虚拟的造影剂图像数据组中显示每一图像点(像素或者体元)的实际的造影剂成分，所以也就是说造影剂图像数据组对于心肌的组织成分的变化、例如脂肪成分的升高不敏感。这就是说，通过脂肪成分的升高在造影剂图像数据组不能伪造灌注缺陷。

[0026] 这里，当在虚拟的造影剂图像数据组内第一候选灌注缺陷区域的检测和在另外的图像数据组内第二候选灌注缺陷区域的检测彼此完全独立即不影响地进行时特别具有优点。但是另一方面，为加速本方法也可以首先仅在虚拟的造影剂图像数据组内确定第一候选灌注缺陷区域然后使用它用以在另外的图像数据组中针对相应的位置查找第二候选灌注缺陷区域，或者反过来首先仅在另外的图像数据组中确定第二候选灌注缺陷区域然后据此在虚拟的造影剂图像数据组内查找第一候选灌注缺陷区域。

[0027] 通过在输出设备上向操作者显示图像数据组，基本上也能够用视觉在各图像数据组中进行候选灌注缺陷区域的检测。但是优选自动执行在虚拟的造影剂图像数据组内的第一候选灌注缺陷区域的检测和/或在另外的图像数据组内的第二候选灌注缺陷区域的检测。

[0028] 为此优选借助阈值分析识别可能与可能的灌注缺陷或者候选灌注缺陷区域对应的图像点。例如可以为造影剂图像数据组设定一个确定的造影剂值作为阈值，并且在某个确定的像素或者体元处低于该造影剂值的情况下确定该像素或体元为供血不够从而属于可能的灌注缺陷。这里优选可以考虑另外的视点，例如多个这样的具有低于阈值的图像点必须并排存在，由此注意可能的灌注缺陷。以相似的方式可以为另外的图像数据组设定阈值或者边界值。如果CT值小于该阈值，则相应的像素在这里也视为可能的灌注缺陷的或者候选灌注缺陷区域的可能的像素。

[0029] 为后来对于候选灌注缺陷区域进行比较，也可以将其事先在各图像中分段。专业人员熟知为从图像数据组中“剪切出”或者以其他的方式孤立确定的区域的适宜的分段方法，例如区域增长方法等。为此图像分析装置优选应该具有例如形式为软件模块的合适的分段单元。

[0030] 为进行比较，可以把虚拟的造影剂图像数据组的图像数据和另外的图像数据组的相应的图像数据同时，优选彼此重叠地，在显示装置上输出亦即表示。图像数据的这样的同时表示－正像自动地比较或者自动地修正－在本发明的方法中不用另外花费大地互相配准图像数据组就可能，因为无论是虚拟的造影剂图像数据组还是另外的图像数据组都基于相同的高能量图像数据组和低能量图像数据组。仅在建立虚拟的造影剂图像数据组或者在产生另外的图像数据组时才必须根据数据组的建立的种类也许以合适的方式互相配准高能量图像数据组和低能量图像数据组。但是为此专业人员熟知适合的方法。

[0031] 在重叠或者平行表示时可以每次涉及完全的图像数据组或者涉及部分的图像数据组，只要它包括候选灌注缺陷区域，或者还仅涉及已经检测到的候选灌注缺陷区域。通过这种同时的视觉表示，特别是重叠表示，能够容易地进行视觉的比较从而确定可能的灌注缺陷而且还能够确认或者拒绝已经自动地确定的灌注缺陷。

[0032] 通过在图像数据组中标记已确定的候选灌注缺陷区域并且然后自动地(虚拟地)重叠所述图像数据组和检查标记的区域的一致的标记，例如能够根据先前自动地确定的第一和第二候选灌注缺陷区域自动地确定灌注缺陷。所述一致例如可以取决于下面的一点评定，即在两个图像数据组中的一个确定的关联的区域内标记了多少像素。同样该标记例如也可以与适宜的数字值结合并且在确定灌注缺陷的框架内加上(aufaddieren)单个像素的数字值并且又与阈值比较。超过该阈值的像素对于可能的灌注缺陷关于邻近的其他的准则被分析。如果例如存在足够数目的超过阈值的关联的像素，则把它们分配给某个可能的灌注缺陷。

[0033] 在另外一种可选的方法中，例如仅在一个图像数据组中事先检测候选灌注缺陷区域并且自动地分段然后把分段后的区域与另外的图像数据组重叠，以便尽可能在一个过程中进行另外的候选灌注缺陷区域的确定和候选灌注缺陷区域的比较以及可能的灌注缺陷的确定。

[0034] 在重叠输出时优选再次以适宜的方式标记已经检测到的第一候选灌注缺陷区域和/或已经检测到的第二候选灌注缺陷区域，也就是说与周围的组织的表示不同，优选通过配合的颜色编码。这样的标记可以与图像数据组是否全部重叠或者是否例如仅已经分段的区域与另一个图像数据组重叠无关。

[0035] 本方法特别好地适合确定心肌中的灌注缺陷，也就是说规定的组织区域优选是心肌组织区域。正如在本文开头提到的，正是在该区域内出现特别的问题，以致在那里能够特别有利地使用本方法。但是本发明基本上不限于在心肌检查中应用，而其基本上能够检查所有身体部位内的组织，在所述身体部位内在造影剂图像中造影剂浓度的减小可以被识别为局部血液体积减小。

[0036] 测量既可以在静止状态下也可以在例如通过服用腺甙或者类似药物引起的负荷状态下进行。以这种方式既能够检测不可逆转的灌注缺陷，其在静止和负重情况下都存在，也能够检测可逆转的灌注缺陷，其仅在负荷情况下存在。

[0037] 在一个优选的变体方案中，通过特别把冠状动脉良好地进行X光造影从而心肌也通过造影剂将其CT值容易地升高，在施用造影剂后的某个时间点进行测量。这样的检查称为“第一次通过增强”检查。通过例如在自动注射造影剂后用通常的心脏CT双能量协议检查心脏，这是可能的，其中例如优选使用EKG触发的顺序的协议或者EKG选通的螺旋协议。这里通过分析测试药丸或者通过通常的药丸触发方法如此控制检查，使得尽可能准确地在“第一次通过增强”时间点时执行启动。另选或者作为补充还可以分析后增强，其中通过拍摄CT图像在注射造影剂后等待数分钟。

[0038] 原理上为执行本发明的方法要采用一个低能量图像数据组和一个高能量数据组，它们在一个任意的时间点事先通过计算机断层摄影测量。也可以采用已经测量的低能量投影数据组和高能量投影数据组并且在本发明的方法的框架内从它们重建图像数据组。数据的接收在这里例如通过网络进行。

[0039] 然而在一种变体方案中本发明的方法自身包括在对检查对象施用造影剂后借助使用X射线辐射能量的X射线辐射测量取得包括检查对象的组织区域的高能量图像数据组和包括检查对象的组织区域的低能量图像数据组。也就是说完整的方法以测量开始，接着直接根据测量数据或者从其重构的图像数据，例如在计算机断层造影系统的控制装置上，进行在规定检查的组织区域内的灌注缺陷的确定。

[0040] 使用不同能量的测量以合适的方式在很短的时间间隔内进行，使得在高能量图像数据组和低能量图像数据组之间不出现检查对象或者至少检查对象要拍摄的部位的明显的运动。这里所谓很短的时间间隔要理解为这样的时间区间，其内检查对象内的造影剂浓度最大变化5％。这里为拍摄高能量图像数据组和低能量图像数据组原理上可以使用任意的计算机断层造影系统。当计算机断层造影系统在移动方向上具有这样的检测器宽度，其覆盖规定的全部组织区域例如全部心脏时，例如能够在高能量图像数据组和低能量图像数据组的测量之间保证短的持续时间。

[0041] 然而特别优选为重建高能量图像数据组和低能量图像数据组所需要的原始数据组(投影数据组)的拍摄在具有至少两个X射线源的双源计算机断层造影系统内进行，这里这些X射线源同时辐射不同X射线辐射能量的X射线。X射线发生器多错开90°在门架上以可共同围绕断层摄影系统的纵轴旋转的方式设置，其中第一X射线源发射第一X射线能量的X射线，第二X射线源发射与第一X射线能量不同的第二X射线能量的X射线。作为结果在重建后存在高能量图像数据组和低能量图像数据组，其中由于检查对象的运动引起的差几乎被完全排除，因为图像数据组彼此的配准已经重叠地通过测量过程自身给出并且十分完美。如上所述，原理上也可以使用多于两个的X射线源。附图说明

[0042] 下面参照附图根据实施例再次详细说明本发明。附图中：

[0043] 图1表示本发明的计算机断层造影系统的一个实施例的示意图，[0044] 图2表示本发明的方法的一个可能的第一实施例的流程图，

[0045] 图3表示本发明的方法的一个可能的第二实施例的流程图。

具体实施方式

[0046] 在下面的例子中假定，要确定病人的心肌内的可能的灌注缺陷。然而它不排除还确定其他组织内的灌注缺陷。

[0047] 图1示意表示一个计算机断层造影系统(CT系统)1，具有本发明的图像分析装置30。

[0048] CT系统1在这里基本上包括一个通常的双源扫描器11，其内在门架10上设置两个数据获取系统5、6，它们各具有一个X射线源15、16和各一个对着X射线源15、16设置的检测器17、18，环绕测量空间3运行。在扫描器11前有一个病人支撑装置或者病人台4，它的上部2连同一个位于其上的检查对象P，这里是病人，能够相对于扫描器11沿与纵向通过测量空间3的系统轴线z相应的z方向移动，以便病人8通过测量空间3相对于数据获取系统5、6运动。扫描器11和病人台4通过控制装置4控制，从控制装置4出发通过一个通常的控制接口23，输入用于病人台定位的控制数据PS和用于数据获取系统5、6的控制数据AS，以便根据预先规定的协议以常规方式控制CT系统1。

[0049] 这里基本上能够同时使病人沿z轴线运动和使X射线源15、16环绕运行，使得为X射线源15、16各相对于病人P在测量期间产生一个螺旋轨道。由此记录病人身体的体积数据。在另一种顺序测量方法中病人P每次逐步在z方向继续运动，在病人台静止的状态下X射线源15、16每次环绕至少一个规定的圆周角度(通常至少180°)，以便在一个规定的剪切平面内产生足够的投影。也就是说在这种变体方案中体积数据以具有各个层图像的层叠的形式垂直于系统轴线z产生。在本发明的框架内所有这些方法都可以使用。在所述双源扫描器11的情况下两个X射线源15、16分别如此设定，使得它们以不同的X射线管电压工作，从而输出不同能量的X射线辐射。以这种方式在测量期间同时产生两个投影数据组(下面称“原始数据组”)，亦即一个低能量原始数据组NER和一个高能量原始数据组HER。

[0050] 应该指出，代替在图1中表示的系统，也可以使用任意其他的计算机断层造影系统，用以产生用于本发明的方法的原始数据组NER、HER。一方面可以使用仅具有一个数据获取系统的扫描器并且在两次短的彼此相继的测量中分别不同地设定X射线管电压。同样可以以另外的方式构造扫描器并且例如代替分别与在位于对面一侧的X射线管一起运行的检测器还具有一个圆形的检测器环，它的检测器元件配合环绕运行的X射线源被读出。同样可以设想其他的结构变体。

[0051] 如此借助数据获取系统5、6获得的原始数据组NER、HER然后通过原始数据接口24传输给控制装置20。在重建单元25内从低能量原始数据组NER重建低能量图像数据组NEB，从高能量原始数据组HER重建高能量图像数据组HEB。从原始数据组向图像数据组的重建可以用任意的方法进行。专业人员了解许多重建方法，例如滤波的反投影方法、迭代重建方法等。

[0052] 为能够实现病人P的感兴趣的组织区域M这里是心肌M自动受控的造影剂的吸收，可以通过造影剂泵接口26由控制装置20控制造影剂泵7。那时可以借助该造影剂泵7通过事先设置的通路任何时间给病人施用精确分配剂量的造影剂量。

[0053] 此外控制装置20在这里装备本发明的图像分析装置30，其在图1中将其部件再次放大表示。

[0054] 图像分析装置30首先为接收由重建单元25产生的图像数据组HEB、NEB而具有图像数据组接口31。由重建单元25产生的图像数据组HEB、NEB也可以首先直接在存储器27中存储而从那里被接收。重建单元25可以通过适宜的输出接口把重建的图像数据组例如在屏幕21上直接输出。

[0055] 此外图像分析装置30具有造影剂图像确定单元32，其根据由图像数据组接口31接收的高能量图像数据组HEB和低能量图像数据组NEB以常规方式产生虚拟的造影剂图像数据组KB。此外图像分析装置30具有混合图像确定单元33，它从高能量图像数据组HEB和低能量图像数据组NEB通过加权相加产生混合图像数据组MB。无论虚拟的造影剂图像数据组KB还是混合图像数据组MB都由灌注缺陷确定单元34接收，其以本发明的方式，如在后面还要再次根据图2和3说明的那样，确定可能的灌注缺陷。该灌注缺陷确定单元34的一个组成部分也可以是一个分段单元35，用以把在图像数据组中找到的候选灌注缺陷区域分段。此外该灌注缺陷确定单元34通过驱动器接口36与用户接口连接，例如与显示装置21和/或控制装置20的键盘22或者与其他的用户接口例如鼠标等连接。通过该驱动器接口36，能够把用户接口指令UIB在用户接口也就是说键盘、显示装置21上的图形用户表面之间用鼠标或者其他的指示设备等向灌注缺陷确定单元34传输，并且反过来能够把这样的用户接口指令UIB从灌注缺陷确定单元34输出，以便例如在显示装置21上以确定的方式输出图像，但是特别还为在菜单等内询问用户输入。

[0056] 通过网络和存储器接口37，图像分析装置30与控制装置20的存储器27连接，用于在那里中间存储数据或者还存储完成的具有例如在其内标记的可能的灌注缺陷的图像数据，或者用于给已经在存储器27中存储的图像分配仅关于可能的灌注缺陷的相应的数据。

[0057] 通常控制装置20通过适宜的接口与网络例如无线电的信息系统和/或PACS(Picture Archiving and Communication System(图像档案和通信系统))连接，用于例如把原始数据组和/或图像数据组通过打印机或者其他的输出装置通知其他的计算机单元例如诊断站以及用于长期保存数据。同样也可以通过这样的接口接收数据。

[0058] 至少重建单元25和图像分析装置30连同其不同的部件在这里以软件的形式在控制装置20的一个处理器或者在多个共同工作的处理器上构建。但是应该指出，存在用于构建控制装置20的不同的变化可能性。例如可能经常是这种情况，原始数据接口25和重建单元23在这里独立地也就是说不作为本发明的图像分析装置30的部分在控制装置20内实现，并且图像分析装置21从独立的重建单元25接收需要的图像数据组HEB、NEB。但是基本上也可能，重建单元25作为图像分析装置30的一部分实现，并且图像分析装置30相应地代替图像数据组接口31而具有原始数据组接口。

[0059] 下面根据图2和3详细说明图像分析装置30的可能的工作方式。

[0060] 图2表示本发明的方法的第一变体方案，其全自动运行，最后向操作者输出具有在其内标记的可能的灌注缺陷的图像数据组，使得操作者根据建议确认可能的灌注缺陷PD并且继续评价或者也可以拒绝或者根据建议的可能的灌注缺陷作出具有完全的诊断的检查结果。

[0061] 在开始原来的输出图像的方法或者本发明的分析方法前，首先在步骤I负责以适宜的方式给病人施用造影剂。然后在步骤1.II执行双能量扫描，其中优选使用双能量CT系统，以便同时确定高能量原始数据HER和低能量原始数据NER。不同的X射线能量例如一方面对于高能量原始数据组HER可以是140keV，对于低能量原始数据组NER可以是80或者100keV。为在正确的时间点执行第一次通过增强测量，借助测试药丸或者通过通常的药丸触发方法控制拍摄方法。

[0062] 该双能量测量的结果那时一方面是高能量原始数据组HER，另一方面是低能量原始数据组NER。在步骤1.IIIa根据高能量原始数据组HER重建高能量图像数据组HEB。之前、同时或之后可以在步骤1.IIIb从低能量原始数据组NER产生低能量图像数据组NEB。

[0063] 在步骤1.IVa然后从高能量图像数据组HEB和低能量图像数据组NEB产生虚拟的造影剂图像。因为作为造影剂在大多数情况下使用含碘的制剂，所以该图像也经常称为“碘图像”。事先、并行地或者以后在步骤1.IVb从高能量图像数据组和低能量图像数据组通过一种图像点方式(亦即像素或者体元方式)加权相加产生混合图像数据组MB，优选是这样的混合图像数据组，其相应于管电压约为120keV情况下的单一能量测量。

[0064] 在步骤1.Va在建立造影剂图像数据组KB后在一个任意的时间点在该造影剂图像数据组KB内检测第一候选灌注缺陷区域KKP。为此例如可以使用阈值方法，其中为每一个像素检查造影剂值是否足够，也就是说是否大于阈值。如果在一种规定的环境中多个像素具有低的造影剂值，则该区域作为第一候选灌注缺陷区域KKP被检测。以类似的方式自动在步骤1.Vb在建立混合图像数据组MB后在一个任意的时间点在该混合图像数据组MB中检测第二候选灌注缺陷区域MKP。这也可以借助阈值方法进行，其中检查像素的CT值是否超过阈值。

[0065] 然后在步骤I.VI进行第一候选灌注缺陷区域KKP和第二候选灌注缺陷区域MKP的相关或者比较。为此例如可以在一种特别简单的变体方案中把其内属于候选灌注缺陷区域KKP、MKP的各像素以适宜的方式例如通过特别高的数字值突出的造影剂图像数据组KB和混合图像数据组MB简单地重叠或者相加。然后通过另一个阈值可以确定，在哪一些像素处既在造影剂图像数据组KB中确定了候选灌注缺陷区域KKP也在混合图像数据组MB中确定了候选灌注缺陷区域MKP。然后如此确定的可能的灌注缺陷PD可以在步骤1.VII以适宜的方式输出，例如通过在屏幕上显示混合图像数据组MB和以适宜的方式，例如通过颜色编码突出，在混合图像中标记可能的灌注缺陷PD。

[0066] 图3表示一种方法变体，其半自动地也就是说在操作者的干预下运行。这里也在步骤2.I在开始实际的成像方法或者本发明的分析方法前施用造影剂。在步骤2.II以和根据图1的方法相同的方式进行双能量扫描，使得接着能够从高能量原始数据组HER在步骤2.IIIa重建高能量图像数据组HEB和从低能量原始数据组NER在步骤2.IIIb重建低能量图像数据组NEB。

[0067] 在根据图3的方法中也和根据图2的方法中一样，在步骤2.IVa从高能量图像数据组HEB和低能量图像数据组NEB产生虚拟的造影剂图像数据组KB和在步骤2.IVb从高能量图像数据组HEB和低能量图像数据组NEB产生混合图像数据组MB。但是接着仅在步骤2.V在混合图像数据组MB中进行候选灌注缺陷区域MKP的自动检测。这可以以和根据图2的方法中在方法步骤1.Vb中同样的方式进行。

[0068] 然后在步骤2.VI进行在混合图像数据组MB中检测到的候选灌注缺陷区域MKP的分段。该分段后的候选灌注缺陷区域SKP仅包括根据步骤2.V的检测也许能够分配给某个灌注缺陷的组织的区域的图像数据。然后该分段后的区域SKP在步骤2.VII与虚拟的造影剂图像数据组KB重叠在显示器上显示，使得在混合图像数据组MB中检测到的候选灌注缺陷区域MKP在造影剂图像数据组KB中被标记。操作者现在具有视觉分析造影剂图像数据组KB的可能性，以便在造影剂图像数据组KB中寻找候选灌注缺陷区域KKP，这里他同时能够确定，其是否与自动找到的混合图像数据组MB的候选灌注缺陷区域MKP相关。这在步骤2.VIII进行。同时操作者在这里也能够直接根据相关或者通过分段的区域SKP和混合图像数据组MB的候选灌注缺陷区域MKP的重叠显示确定可能的灌注缺陷区域PD并且立即验证和根据希望继续判断或者得出最后的诊断。

[0069] 不言而喻图3中表示的也可以反过来以同样的方式如此执行，使得仅在造影剂图像数据组内执行候选灌注缺陷区域的自动检测，然后把以这种方式找到的候选灌注缺陷区域在造影剂图像数据组内分段并且把这里分段后的区域在步骤2.VII与混合图像数据组重叠。最后这导出同一结果。

[0070] 也就是说使用本发明的方法仅增加微小的花费并且不用进行附加的测量就能够极大地改善灌注缺陷的正确的检测，特别在心肌中，使得能够据此建立改善的诊断和特别是正确的治疗方案。

[0071] 最后再次指出，上面说明的方法和设备仅涉及本发明的优选的实施例，并且本发明能够由专业人员改变，而不离开本发明的范围，只要该范围由权利要求预先规定。例如在上面说明的方法运行中说明为并行运行的方法步骤也许也可以以另外的顺序彼此相继执行。同样再次指出，代替混合图像数据组基本上也可以简单地使用高能量图像数据组或者低能量图像数据组。出于完整性的考虑还指出，不定冠词“一个”或者“某个”的使用不排除所涉及的特征可以存在多个。同样术语“单元”不排除其由多个部件组成，这些部件也许也可以在空间上分布。

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可能的灌注缺陷的确定

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