為造影掃描自動確定參數的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明的名稱為“為造影掃描自動確定參數的方法和系統”。本發明提出了易用的針對性的造影掃描參數確定方法和系統，其提供了多個與各個部位一一對應且自帶掃描參數的掃描協議和一組預測模型以幫助自動設置掃描相關參數，從而免除了用戶確定造影掃描相關參數的步驟，并且提供參數的針對性和精確性。
【專利說明】為造影掃描自動確定參數的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及為造影掃描(contrast scan)自動確定參數的方法和系統。
【背景技術】
[0002]造影劑(contrast media),又稱對比劑,例如X線觀察常用的碘制劑、硫酸鋇等，是為了增強影響觀察效果而注射到人體組織或部位的化學制品。這些制品的密度高于或低于周圍組織，形成的對比可用于由專門儀器來成像。
[0003]造影掃描，又稱增強掃描，是CT掃描技術中應用血管內造影劑的掃描，其經靜脈注射造影劑，使血中造影劑維持一定水平，部位和病灶影像被增強而顯示更清楚，從而有助于發現未使用造影劑的CT掃描難以發現的病灶，主要用于鑒別病變為血管性或非血管性，明確縱膈病變與心臟大血管的關系，了解病變的血供情況以幫助鑒別良、惡性病變等，其增加病灶的信息量，以便于對病灶定性分析甚至明確診斷。
[0004]要使造影掃描對掃描對象的影響降到最小且得到良好的造影掃描圖像，就必須適當設置掃描參數和注射參數。掃描參數包括層厚、重建間隔、螺距、床速、掃描延遲等，其中以掃描延遲尤為重要，而注射參數包括選擇的造影劑的名稱、注射量和注射速率。
[0005]常見的造影劑包括例如泛影葡胺的離子型造影劑以及例如優維顯、歐乃派克等非離子型造影劑。不同的造影劑會對進行造影掃描的不同掃描對象和掃描部位產生程度不同的副反應，包括頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、蕁麻疹等、甚至引起神經系統、心血管系統和肝腎功能障礙的藥物毒性副反應；還會產生程度不同的過敏反應，包括噴嚏、流淚、結膜充血、臉部紅腫，嚴重的還可能出現喉部水腫、肺水腫、低血壓以及休克、抽搐、昏迷等。可見造影劑應該根據掃描對象身體狀況和掃描對象的特定掃描部位來合理選擇。
[0006]注射量和注射速率也對造影掃描的質量有重大影響。注射量和注射速率以及注射持續時間之間的關系為:注射量/注射速率=注射持續時間。一旦設置好注射量和注射速率，就可以根據該關系計算出注射持續時間，而掃描時間應等于注射持續時間。注射量和注射速率越大，血管內造影劑濃度峰值就越高，峰值持續時間也越長，掃描得出的圖像也就清楚。但是，過高的注射量和注射速率會導致副作用，例如引起組織的不良反應、使血管外滲、甚至使血管破裂，因此注射量和注射速率也不宜設置過高。一般來說，對于體質條件和靶部位狀況良好的掃描對象，可以選擇較高的注射速率和較大的注射量，否則選擇較低的注射速率和較小的注射量。
[0007] 在這種情況下，掃描延遲的適當設置就成為造影掃描成像的關鍵所在。掃描延遲是指開始注射造影劑到啟動掃描的間隔時間。掃描延遲太短，則靶部位造影劑濃度還沒有達到峰值，而掃描延遲太長，則靶部位造影劑濃度高峰期已過，這兩種情況都不能得到優質的造影掃描圖像，甚至有的部位根本無法顯示。只有當掃描被延遲到正好與部位內造影劑濃度到達峰值的時期同步，才可達到最佳的成像效果。掃描延遲的適當設置取決于多種因素，這些因素可影響造影劑的流動速率，其中包括:①造影劑注射位置、注射量及注射速率；②掃描對象的血液動力學因素:如心博的快慢，心輸出量的多少，有無心律不齊，心臟瓣膜返流、血管狹窄或擴張等掃描對象的心理因素，如焦慮、恐懼等；④掃描對象的身高、體質掃描的靶部位。可見為得到優化的掃描延遲，最好在設置掃描延遲時盡可能多地的考慮這些因素。
[0008]常見造影掃描方法有以下三種:
一、一般造影掃描(General)方法，其中在確定所有的造影掃描有關的參數以后進行掃描。
[0009]二、測試Bolus造影掃描(Test)方法，該方法在測試之前設置注射參數，并在測試期間采用小量的注射和低劑量的測試掃描以檢測造影峰值時間，然后根據此測試峰值時間來計算最佳掃描延遲。采用這種方法，將進行兩次注射和掃描，使掃描對象遭受更多造影劑和福射劑量。
[0010]三、Bolus跟蹤造影掃描(Track)方法，該方法首先獲取監控層面并在關注區ROI設定觸發閾值，注入造影劑IOs左右后開始跟蹤掃描，例如每隔2s進行一次低劑量跟蹤掃描并計算ROI內的CT值，當CT值到達閾值后自動觸發造影掃描，可見掃描延遲在該方法中表現為閾值的形式，設置了適當的閾值，自然就能在適當的掃描延遲后自動觸發掃描。由于自動觸發掃描技術直接采用CT值作為觸發閾值，所以較前兩種方法更為準確客觀。在該方法中，將進行多次掃描和一次注射。
[0011]然而，上述方法當前需要用戶憑經驗設置掃描參數和注射參數，這是非常不方便和不精確的。例如，一般造影掃描方法當前由用戶根據經驗來確定所有參數，可靠性低；當前在測試Bolus造影掃描方法中，用戶需要憑經驗來設置注射參數，并按照經驗公式來計算最佳掃描延遲；當前在Bolus跟蹤造影掃描方法中，用戶需要憑經驗設置注射參數和閾值等。
[0012]現在將結合圖1-4的現有用戶界面(UI)來具體說明當前為Bolus跟蹤造影掃描方法設置參數的各個步驟及其缺點。
[0013]這些步驟在圖1的主Π中以圓圈示出:用戶在主Π上點擊“Select NewProtocol”按鈕，彈出圖2所示的掃描協議選擇Π以查看掃描對象信息，其中掃描對象信息已經在之前被輸入或者從諸如數據庫等數據源獲得，然后用戶根據掃描對象信息來憑經驗確定造影掃描相關參數，并在該Π上選擇掃描協議；用戶在主Π上點擊“ttreamInjector”，彈出圖3所示的注射參數設置Π以設置注射參數；用戶在主Π上點擊iiSmartPrep Rx”按鈕，彈出圖4所示的跟蹤掃描參數設置Π以設置跟蹤掃描參數。這些步驟是繁瑣的、使得用戶難以操作；這些步驟中對參數的設置是憑經驗的且非針對性的，這使得設置的參數不精確。
[0014]因此，有必要為造影掃描提供易于使用且設置精確的參數確定的方法和系統。

【發明內容】

[0015]本發明提出了易用的針對性的造影掃描參數確定方法和系統，其提供了多個與各個部位一一對應且自帶掃描參數的掃描協議和一組預測模型以幫助自動設置掃描相關參數，從而免除了用戶確定造影掃描相關參數的步驟，并且提供參數的針對性和精確性。
[0016]具體來說，本發明提供一種為造影掃描自動確定參數的方法，包括以下步驟:獲取掃描對象的信息；從多個與部位對應的且內置掃描參數的掃描協議來選擇與所述掃描對象的待掃描部位相對應的掃描協議；針對所述掃描對象和所述待掃描部位來自動確定掃描延遲和注射參數。
[0017]本發明還提供一種為造影掃描自動確定參數的系統，包括:用于獲取掃描對象的信息的部件；用于從多個與部位對應的且內置掃描參數的掃描協議來選擇與所述掃描對象的待掃描部位相對應的掃描協議的部件；用于針對所述掃描對象和所述待掃描部位來自動確定掃描延遲和注射參數的部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]現在將參考附圖在下面更詳細地描述本發明，其中附圖圖示的目的在于通過僅示例性的而非限制性的方式示出本發明的原理及與現有技術的比較，并且附圖包括:
圖1是當前的造影掃描參數設置方法使用的主Π；
圖2是掃描協議選擇Π ；
圖3是注射參數設置UI ；
圖4是跟蹤掃描參數設置UI ；
圖5是本發明方法使用的主Π；
圖6是示出本發明方法的流程的框圖； 圖7示出一般造影掃描當前參數設置方法和本發明方法的比較；
圖8示出測試Bolus造影掃描當前參數設置方法和本發明方法的比較；
圖9示出Bolus跟蹤造影掃描當前參數設置方法和本發明方法的比較。
【具體實施方式】
[0019]如下更詳細描述的，本發明提出高效造影掃描參數確定方法是針對特定掃描對象和部位的，其中提供了與各個部位一一對應的多個掃描協議，構造了一組預測模型以幫助預測最佳掃描延遲和注射參數，從而免除了用戶設置這些參數的步驟，這甚至使得無經驗的用戶也能進行造影掃描，增加了效率和易用性，同時，針對特定掃描對象和部位所提供的參數也更精確。
[0020]當使用本發明進行造影掃描參數確定時，在由用戶輸入或者從某個數據源獲得掃描對象信息后，用戶按照掃描對象的待掃描部位來選擇掃描協議。在本發明中，掃描協議是與部位一一對應的且內置了掃描參數，因此，用戶選擇了某個特定的掃描協議就相當于選擇了該掃描協議內置的掃描參數，并且在用戶選擇特定掃描協議之后，系統無需用戶輸入部位名稱就可以根據選擇的掃描協議而得知其對應的部位，由此，系統將掃描協議內置的掃描參數自動設置在Π上，系統還將針對所述掃描對象信息和所述部位名稱來自動確定掃描延遲和注射參數。雖然掃描協議內置的掃描參數也包括掃描延遲，但系統針對掃描對象和部位所自動確定的掃描延遲將覆蓋掃描協議內置的掃描延遲。在本發明的一個實施例中，系統自動確定的掃描延遲以時間-HU曲線的形式輸出，從該曲線開始處到該曲線最高峰值處對應的時間即為最佳掃描延遲。在本發明的一個實施例中，所述注射參數包括適合該掃描對象和部位的造影劑的名稱、注射速率和注射量。在本發明的一個實施例中，由預測模型針對所述掃描對象信息和所述部位名稱來自動確定掃描延遲和注射參數。在本發明的一個實施例中，預測模型與部位也具有對應關系。在本發明的一個實施例中，用戶還可以對該預測模型的模型參數進行進一步調整。在本發明的一個實施例中，預測模型的模型參數包括造影劑濃度，在該實施例中，用戶可以在預測模型的高級設置Π上調整造影劑濃度。預測模型采用所述掃描對象信息和所述部位名稱作為輸入，為此特定掃描對象和部位計算得到最佳掃描延遲和注射參數。在本發明的一個實施例中，預測模型采用藥代動力學算法或血流動力學算法來進行所述計算，其它適合的算法當然也可以由預測模型用于所述計算。在本發明的一個實施例中，用戶也可以對預測模型進行所述計算所采用的算法進行修改。在本發明的一個實施例中，預測模型計算的最佳掃描延遲以時間-Hu曲線的形式輸出。在本發明的一個實施例中，當用戶采用跟蹤Bolus造影掃描方法時，預測模型輸出的最佳掃描延遲可以由系統自動轉換為跟蹤掃描使用的閾值。在本發明的一個實施例中，所述自動轉換由預測模型來完成。在本發明的一個實施例中，預測模型計算得到的是一組參數。在本發明另外的實施中，預測模型計算得到多組參數，然后根據一定的準則從所述多組參數中選擇最佳的一組參數作為輸出。在本發明的一個實施例中，預測模型進行上述選擇所使用的準則是預測模型內置的。在本發明另外的實施例中，預測模型進行上述選擇所使用的準則可以由用戶來設置。預測模型計算出的參數將被自動設置到Π中，因而用戶能夠無需手動設置這些參數而進行掃描。在本發明的一個實施例中，自動設置到Π中的掃描參數和注射參數還可以被用戶進一步修改。
[0021]選擇掃描協議之后的本發明的一個實施例的主Π在圖5中示出，該圖示僅作為示例。除了掃描參數之外，該主Π上還有以下三部分的信息:
(1)掃描對象信息(Patient Info)，該部分信息是具有部位針對性的，即，對于不同部位顯示不同信息。掃描對象信息是預測模型的輸入。
[0022](2)模型信息(Model Info)，包括所選擇的預測模型、造影掃描方法、高級設置(Advanced Setting)選項以及時間-Hu曲線。“高級設置”按鈕提供使用戶設置預測模型的模型參數和設置跟蹤信息的接口，模型參數包括上面提到的造影劑濃度、模型選擇最佳參數所使用的標準、模型計算采用的算法等。
[0023](3)注射信息(Injector Info),它是模型輸出的一部分，包括造影劑名稱、注射速
率以及注射量。
[0024]從該主Π的以上描述和圖示可以看出，該主Π的特點在于:將幾種常見的造影掃描方法集成在整合Π框架中；以模塊化組織緊密關聯于造影掃描的掃描對象信息、注射信息以及預測模型信息等模塊化信息；以及以淺色顯示輸入信息和以深色顯示輸出信息從而引起用戶關注這些聞売顯不的關鍵/[目息；僅顯不造影掃描相關數據而隱減無關?目息直到掃描結束為止以免使用戶混淆。
[0025]現在將參考該主Π，并結合圖6的流程圖來描述本發明的方法。在第一步中，通過用戶手動輸入或從例如數據庫的數據源獲得掃描對象信息，例如身高、體重、年紀、性別等。在第二步中，用戶基于該對象的待掃描部位來選擇掃描協議，如上所述，掃描協議與部位是一一對應的且內置了掃描參數，選擇了協議也就相當于選擇了部位和掃描參數，從而系統從選擇的協議來確定部位名稱，并且用掃描協議內置的掃描參數填充在主Π上。第三步是可選步驟，在第三步中，用戶使用第二步中設置的掃描參數來進行勘察掃描(scout scan),從而對部位進行定位，如果先前確定的部位不在掃描范圍內，則提醒用戶對掃描儀器進行位置校正以對準該部位。在第四步中，系統針對掃描對象和部位自動確定掃描延遲和注射參數，并將其自動填充在主UI上，且在本發明的一個實施例中，其中的某些關鍵參數被高亮顯示以提醒用戶注意，用戶還可以對自動填充的參數進行手動調整。第五步是可選步驟，即系統為造影掃描自動確定好參數后，用戶可選擇啟動掃描。在第五步中，存在三種選擇:
a)用戶確認參數并且直接進行一般掃描；b)用戶忽略第四步中自動確定的掃描延遲，但繼續使用第四步中自動確定的部分注射參數和掃描參數，選擇主Π上的“Test”按鈕以進行測試掃描，在本發明的一個實施例中，在測試掃描后，系統將自動調整測試結果中得到的掃描延遲，在本發明的一個實施例中，由預測模型來進行所述自動調整，在本發明的另外實施例中，直接使用測試結果中得到的掃描延遲進行造影掃描；c)選擇主Π上的“Track”按鈕以進行跟蹤掃描，此時系統將第四步中自動確定的掃描延遲轉換為為跟蹤掃描使用的閾值，且在本發明的一個實施例中，由預測模型來完成所述轉換，而造影掃描將在達到該閾值之后被自動觸發。
[0026]圖7-9示出各種造影掃描方法的當前參數設置方法和本發明方法之間的比較，其中假設CT系統中已經集成注射器，自動觸發功能已經啟用，Bolus跟蹤采用SmartPrep來實現。在圖7中，一般造影掃描的當前參數設置方法需要用戶在主Π中點擊“XtreamInjector” 按鈕以調用 “Xtream InjectorUI 并在 “Xtream Injector” UI 上填充注射參數以及在主Π上填充掃描延遲，而本發明的方法能夠自動設置主Π上的參數。在圖8中，測試Bolus造影掃描的當前參數設置方法需要用戶在主Π中點擊“Xtream Injector”按鈕以調用“Xtream Injector^UI并在“Xtream Injector”UI上填充注射參數以及在主UI上設置掃描參數的重復步驟，而本發明的方法能夠自動確定測試掃描和造影掃描的各種參數。在圖9中，Bolus跟蹤造影掃描的當前參數設置方法需要用戶在主Π上點擊“XtreamInjector”按鈕以調用“Xtream Injector^UI 并在“Xtream Injector^UI 上填充注射參數以及在主UI上點擊“SmartPr印Rx”按鈕以調用“SmartPr印”UI并在“SmartPr印” UI上填充Prep信息，而本發明的方法能夠自動確定跟蹤掃描和造影掃描的各種參數。
[0027]從圖7-9的比較可以看出，本發明方法的Π數量、步驟的數量、按鈕點擊次數以及需要填充的參數數量分別遠低于當前參數設置方法的這些相應數量。對于一個掃描階段和一個注射階段來說，具體的各個數量如下表所示:
【權利要求】
1.一種為造影掃描自動確定參數的方法，包括以下步驟: 獲取掃描對象的信息； 從多個與部位對應的且內置掃描參數的掃描協議來選擇與所述掃描對象的待掃描部位相對應的掃描協議； 針對所述掃描對象和所述待掃描部位來自動確定掃描延遲和注射參數。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述造影掃描是指一般造影掃描。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述造影掃描是指測試Bolus造影掃描。
4.如權利要求3所述的方法，其中在測試掃描完成后，將自動調整測試結果中的掃描延遲。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述造影掃描是指Bolus跟蹤造影掃描。
6.如權利要求5所述的方法，其中在啟動跟蹤掃描時，自動將所述掃描延遲轉換為跟蹤掃描使用的閾值。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述掃描延遲以時間-Hu曲線的形式輸出。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述注射參數包括造影劑名稱、注射速率和注射量。
9.如權利要求1-8的任一項所述的方法，還包括所述選擇掃描協議的步驟之后和所述自動確定的步驟之前的勘察掃描的步驟。
10.如權利要求1 -8的任一項所述的方法，還包括所述自動確定的步驟之后和所述啟動掃描的步驟之前修改掃描參數和注射參數的步驟。
11.如權利要求1-8的任一項所述的方法，其中所述自動確定的步驟由預測模型來執行。
12.如權利要求11所述的方法，其中預測模型與部位具有對應的關系。
13.如權利要求11所述的方法，其中所述預測模型的模型參數可以被進一步調整。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述模型參數包括造影劑濃度、模型所采用的算法和模型確定最佳參數所使用的標準中的一項或多項。
15.如權利要求11所述的方法，其中所述預測模型使用藥代動力學算法來執行所述自動確定的步驟。
16.如權利要求11所述的方法，其中所述預測模型使用血流動力學算法來執行所述自動確定的步驟。
17.—種為造影掃描自動確定參數的系統，包括以下部件: 用于獲取掃描對象的信息的部件； 用于從多個與部位對應的且內置掃描參數的掃描協議來選擇與所述掃描對象的待掃描部位相對應的掃描協議的部件； 用于針對所述掃描對象和所述待掃描部位來自動確定掃描延遲和注射參數的部件。
18.如權利要求17所述的系統，其中所述造影掃描是指一般造影掃描。
19.如權利要求17所述的系統，其中所述造影掃描是指測試Bolus造影掃描。
20.如權利要求19所述的系統，包括用于在測試掃描完成后自動調整測試結果中的掃描延遲的部件。
21.如權利要求17所述的系統，其中所述造影掃描是指Bolus跟蹤造影掃描。
22.如權利要求21所述的系統，包括用于在啟動跟蹤掃描時自動將所述掃描延遲轉換為跟蹤掃描使用的閾值的部件。
23.如權利要求17所述的系統，其中所述掃描延遲以時間-Hu曲線的形式輸出。
24.如權利要求17所述的系統，其中所述注射參數包括造影劑名稱、注射速率和注射量。
25.如權利要求17-24的任一項所述的系統，還包括用于在所述選擇掃描協議之后和所述自動確定之前進行勘察掃描的部件。
26.如權利要求17-24的任一項所述的系統,還包括用于在所述自動確定之后和所述啟動掃描之前修改掃描參數和注射參數的部件。
27.如權利要求17-24的任一項所述的系統，其中所述自動確定的部件是預測模型。
28.如權利要求27所述的系統，其中預測模型與部位具有對應的關系。
29.如權利要求27所述的系統，其中所述預測模型的模型參數可以被進一步調整。
30.如權利要求29所述的系統，其中所述模型參數包括造影劑濃度、模型所采用的算法和模型確定最佳參數所使用的標準中的一項或多項。
31.如權利要求27所述的 系統，其中所述預測模型使用藥代動力學算法來執行所述自動確定。
32.如權利要求27所述的系統，其中所述預測模型使用血流動力學算法來執行所述自動確定。
【文檔編號】A61B6/03GK103892860SQ201210582011
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】田亞鈴, 趙靜, 劉瑩 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司