專利名稱：在ct掃描期間的藥物應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在CT掃描期間的藥物應(yīng)用領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及一種在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的方法、一種適用于控制藥物的局部應(yīng)用的CT掃描器系統(tǒng)，涉及一種用于控制藥物的局部應(yīng)用的計(jì)算機(jī)程序和涉及在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的容器的用途。
在醫(yī)療實(shí)踐領(lǐng)域中藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分是公知的。例如，在牙科的情況下，牙科醫(yī)生可以對(duì)將要在那里進(jìn)行手術(shù)的患者口的那部分局部地應(yīng)用麻醉劑。據(jù)此通過(guò)將麻醉劑手動(dòng)注入到患者的組織內(nèi)執(zhí)行所述局部應(yīng)用。
在心臟CT成像的領(lǐng)域中，心臟CT圖像的時(shí)間分辨率敏感地取決于心跳速率和機(jī)架旋轉(zhuǎn)頻率之間的比率。在典型的心臟CT掃描期間，心跳速率可以在開(kāi)始時(shí)作為心臟對(duì)造影劑流入的反應(yīng)而下降。然而在掃描的后半期中，由于患者屏住他的呼吸，所以心跳速率可以因血液中的氧含量減小而再次增加。心跳速率也可以受到類似于由所述裝置等的噪聲引起的壓力、恐懼、情緒的因素的影響。變化的心跳速率導(dǎo)致空間變化的時(shí)間分辨率，并且禁止患者特定的機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間的使用以便優(yōu)化時(shí)間分辨率。因此，為了避免運(yùn)動(dòng)偽像或空間變化的時(shí)間分辨率，心跳速率必須在心臟CT掃描期間保持恒定。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的CT成像。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，可以通過(guò)一種在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的方法來(lái)解決以上目的，其中所述藥物在適合用于引入到患者血流中的容器中被輸送。所述容器阻止應(yīng)用所述藥物，其中第一藥物在第一容器中被輸送。通過(guò)使接近身體的所述部分的第一容器破裂，實(shí)現(xiàn)第一藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分。
有利地，本發(fā)明的該典型實(shí)施例允許藥物通過(guò)血流輸送到身體的所述部分，在所述容器破裂并且因此釋放藥物之前藥物必須應(yīng)用于所述部分。
根據(jù)如權(quán)利要求2中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，監(jiān)視患者心臟的心跳速率，其中藥物被局部應(yīng)用于身體的所述部分是患者的心臟。通過(guò)使接近心臟的第一容器或微泡破裂來(lái)將第一藥物局部應(yīng)用于患者的心臟，并且基于心跳速率來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂，從而導(dǎo)致心跳速率的受控變化。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的該典型實(shí)施例，在心臟CT掃描期間監(jiān)視患者的心跳速率，并且如果檢測(cè)到心跳速率變化，例如心跳速率減小，則位于患者心臟附近的第一容器破裂，因此第一藥物被釋放并且應(yīng)用于患者的心臟。第一藥物的應(yīng)用導(dǎo)致心跳速率變化，例如心跳速率增加。
根據(jù)如權(quán)利要求3中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，第一容器具有第一共振頻率，以使當(dāng)具有對(duì)應(yīng)于第一共振頻率的第一頻率的超聲能量脈沖應(yīng)用于第一容器時(shí)，第一容器發(fā)生破裂，并且從第一容器釋放第一藥物。據(jù)此借助于破壞設(shè)備來(lái)執(zhí)行破裂，其中所述破壞設(shè)備產(chǎn)生聚焦超聲脈沖，所述聚焦超聲脈沖具有對(duì)應(yīng)于第一容器的第一共振頻率的第一頻率。
有利地，聚焦超聲脈沖以用于破裂或破壞第一容器允許例如接近患者心臟局部釋放第一藥物。此外，根據(jù)本發(fā)明的該典型實(shí)施例，如果不僅將超聲能量脈沖應(yīng)用于第一容器，而且所應(yīng)用的超聲能量脈沖具有某個(gè)對(duì)應(yīng)于第一容器的共振頻率的第一頻率，則可以僅使第一容器破裂。
根據(jù)如權(quán)利要求4中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，第一容器具有第一共振頻率，以使當(dāng)具有對(duì)應(yīng)于第一共振頻率的第一頻率的電磁能量束應(yīng)用于第一容器時(shí)，第一容器發(fā)生破裂，并且從第一容器釋放第一藥物，其中借助于破壞設(shè)備來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂。所述破壞設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射束，并且所述電磁輻射具有對(duì)應(yīng)于第一容器的第一共振頻率的第一頻率。
有利地，這可以允許通過(guò)很好聚焦的且易于調(diào)諧的第一頻率的電磁輻射束局部破壞或破裂第一容器。
根據(jù)如權(quán)利要求5中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，在第二容器中輸送第二藥物，其中第一容器具有第一共振頻率，以及第二容器具有第二共振頻率。第一共振頻率不同于第二共振頻率。
因此，根據(jù)本發(fā)明的該典型實(shí)施例，可以提供第一藥物或第二藥物的局部應(yīng)用，其中通過(guò)使第一容器破裂來(lái)應(yīng)用第一藥物，以及通過(guò)使第二容器破裂來(lái)應(yīng)用第二藥物。由于第一容器的共振頻率不同于第二容器的共振頻率，所以可以執(zhí)行第一和第二容器的選擇性破壞或破裂。
根據(jù)如權(quán)利要求6中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，第一藥物的應(yīng)用增加心跳速率，以及第二藥物的應(yīng)用減小心跳速率。因此，通過(guò)在心臟附近選擇性地破壞第一容器或第二容器，可以有效地控制心跳速率。
根據(jù)如權(quán)利要求7中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，所述容器是微泡。所述微泡可以具有例如在US 2002/0151792 A1中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)和材料，所述專利被結(jié)合于此以作參考。所述微泡可以包含造影劑，所述造影劑在借助于核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)配準(zhǔn)的圖像中是可見(jiàn)的。微泡可以適合用于引入到對(duì)象的血流中，例如患者、動(dòng)物或哺乳動(dòng)物。
根據(jù)如權(quán)利要求8中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，提供了一種CT掃描器系統(tǒng)，其適于在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分，該系統(tǒng)包括CT掃描器、監(jiān)視設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和破壞設(shè)備。藥物在適合用于引入到患者的血流中并且阻止應(yīng)用藥物的容器中被輸送，其中第一藥物在第一容器中被輸送。所述CT掃描器適于采集身體的所述部分的圖像，以及所述監(jiān)視設(shè)備適于在CT掃描期間監(jiān)視患者心臟的心跳速率。此外，所述破壞設(shè)備適于使接近身體的所述部分的第一容器破裂，從而導(dǎo)致第一藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分，以及所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備適于基于心跳速率來(lái)觸發(fā)第一容器的破裂。
有利地，這可以允許在CT掃描期間受控地局部應(yīng)用藥物。
根據(jù)如權(quán)利要求9中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例，基于心跳速率將第一藥物局部地應(yīng)用于患者的心臟，其中第一容器具有一個(gè)共振頻率。所述破壞設(shè)備適于產(chǎn)生聚焦超聲脈沖或者電磁輻射束。此外，聚焦超聲脈沖和電磁輻射束之一的頻率對(duì)應(yīng)于第一容器的共振頻率。
有利地，這可以允許通過(guò)將聚焦超聲脈沖或電磁輻射束的頻率設(shè)置為第一容器的共振頻率來(lái)選擇性地使第一容器破壞或破裂。
本發(fā)明也涉及一種例如可以在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序。這樣的計(jì)算機(jī)程序例如可以是CT掃描器系統(tǒng)的一部分。在權(quán)利要求10中闡述了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的計(jì)算機(jī)程序。這些計(jì)算機(jī)程序可以優(yōu)選地被裝載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器中。所述數(shù)據(jù)處理器因此被配備成執(zhí)行本發(fā)明的方法的典型實(shí)施例。所述計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在諸如CD-ROM之類的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。所述計(jì)算機(jī)程序也可以在諸如萬(wàn)維網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)上被提供，并且可以從這樣的網(wǎng)絡(luò)中下載到數(shù)據(jù)處理器的工作存儲(chǔ)器中。
如權(quán)利要求11中所述的本發(fā)明的另一典型實(shí)施例涉及在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的容器的用途。
下述可以看作是本發(fā)明的典型實(shí)施例的要點(diǎn)僅僅包括某種藥物并且位于某種藥物必須應(yīng)用于那里的患者身體的所述部分附近的容器被破裂或破壞。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，在基于患者的心跳速率由監(jiān)視算法確定的時(shí)間執(zhí)行容器的破裂和因此藥物的應(yīng)用，從而提供心跳速率的快速變化。有利地，這可以允許在心臟CT掃描期間減小患者心跳速率的變化，因此可以導(dǎo)致心臟圖像的改進(jìn)的圖像質(zhì)量。
根據(jù)下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將是顯而易見(jiàn)的，并將參考所述實(shí)施例對(duì)其進(jìn)行闡明。
在下面將參考以下附圖來(lái)描述本發(fā)明的典型實(shí)施例，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明包括破壞設(shè)備的計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)化示圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的反饋環(huán)的示圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)典型實(shí)施例的流程圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的一個(gè)典型實(shí)施例，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)典型實(shí)施例。
圖5示出在0.42秒的旋轉(zhuǎn)時(shí)間下平均時(shí)間分辨率與心率的關(guān)系曲線。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的CT(計(jì)算機(jī)斷層攝影)掃描器系統(tǒng)的一個(gè)典型實(shí)施例的簡(jiǎn)化示圖。參考該典型實(shí)施例，本發(fā)明將被描述成應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不限于在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中的應(yīng)用，而是可以用于諸如行李檢查之類的應(yīng)用以檢測(cè)行李物品中的危險(xiǎn)材料，例如爆炸物，或者用于其它工業(yè)應(yīng)用，例如材料試驗(yàn)。
圖1中所示的掃描器是錐束CT掃描器。圖1中所示的CT掃描器包括機(jī)架1，其可圍繞旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)。機(jī)架借助于電動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)。附圖標(biāo)記4表示諸如X射線源之類的輻射源，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述輻射源發(fā)射多色輻射。
附圖標(biāo)記5表示孔徑系統(tǒng)，該系統(tǒng)形成從輻射源發(fā)射的輻射束以成為錐形輻射束6。
錐束6被導(dǎo)向成使它穿過(guò)布置在機(jī)架1的中心即在CT掃描器的檢查區(qū)中的感興趣對(duì)象7，并且射到探測(cè)器8上。從圖1可以得到，探測(cè)器8被布置在機(jī)架1上與輻射源4相對(duì)，以使探測(cè)器8的表面由錐束6覆蓋。圖1中所示的探測(cè)器8包括多個(gè)探測(cè)器元件。
在感興趣對(duì)象7的掃描期間，輻射源4、孔徑系統(tǒng)5和探測(cè)器8沿機(jī)架1在由箭頭16指示的方向上旋轉(zhuǎn)。為了機(jī)架1與輻射源4、孔徑系統(tǒng)5和探測(cè)器8一起旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)3被連接到電動(dòng)機(jī)控制單元17，所述控制單元被連接到計(jì)算單元18。
在圖1中，感興趣對(duì)象被布置在傳送帶19上。在感興趣對(duì)象7的掃描期間，當(dāng)機(jī)架1圍繞患者7旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳送帶19沿著平行于機(jī)架1的旋轉(zhuǎn)軸2的方向移動(dòng)感興趣對(duì)象7。這時(shí)，沿螺旋掃描路徑掃描感興趣對(duì)象7。也可以在掃描期間停止傳送帶19，由此測(cè)量單個(gè)切片。代替提供傳送帶19，例如在感興趣對(duì)象7是患者的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，使用了活動(dòng)工作臺(tái)。然而，應(yīng)當(dāng)注意，在所述的所有情況下也有可能執(zhí)行圓形掃描，其中在平行于旋轉(zhuǎn)軸2的方向上沒(méi)有位移，而僅僅有機(jī)架1圍繞旋轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)。
探測(cè)器8被連接到計(jì)算單元18。計(jì)算單元18接收探測(cè)結(jié)果，即來(lái)自探測(cè)器8的探測(cè)器元件的讀出，并且基于所述讀出來(lái)確定掃描結(jié)果。探測(cè)器8的探測(cè)器元件可以適于測(cè)量由感興趣對(duì)象導(dǎo)致的錐束6的衰減。此外，計(jì)算單元18與電動(dòng)機(jī)控制單元17進(jìn)行通信，以便使機(jī)架1的運(yùn)動(dòng)與電動(dòng)機(jī)3和20或與傳送帶19協(xié)調(diào)。
計(jì)算單元18可以適于從探測(cè)器8的讀出中重建圖像。由計(jì)算單元18生成的圖像可以通過(guò)接口22輸出到顯示器(未在圖1中示出)。
可以由數(shù)據(jù)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)的所述計(jì)算單元也可以適于基于患者心臟的心跳速率來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂或破壞的觸發(fā)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，監(jiān)視和評(píng)價(jià)患者心臟的心跳速率?；谛奶俾实脑u(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以觸發(fā)破壞設(shè)備23發(fā)出聚焦的超聲脈沖24。超聲脈沖24被聚焦在患者心臟附近或心臟自身上，并且具有一個(gè)對(duì)應(yīng)于包含藥物的容器或微泡的共振頻率的頻率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這些微泡對(duì)于超聲成像系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是可見(jiàn)的，并且此外在諸如PET或SPECT之類的核醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中是可見(jiàn)的。為此，微泡可以包括放射性藥物，例如用于PET的18F、11C、13N或15O，并且例如與用于SPECT的18F-FDG(熒光脫氧葡萄糖)、11C-醋酸和11C-甲硫氨酸、13N-NH3和H215O、或Tc-99m結(jié)合。微泡被設(shè)計(jì)成使得它們適合引入到諸如患者之類的對(duì)象的血流中。微泡的直徑范圍可以是大約1-10μm。關(guān)于微泡材料和微泡結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)例如可以從US 2002/0151792 A1中獲得，該專利被結(jié)合于此以作參考。
此外，從圖1可以得到，計(jì)算單元18可以被連接到揚(yáng)聲器21，例如以自動(dòng)輸出警報(bào)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的反饋環(huán)的示圖。所述反饋環(huán)可以在如圖1中所示的CT掃描器系統(tǒng)中被實(shí)施。監(jiān)視設(shè)備29在心臟CT掃描期間監(jiān)視或測(cè)量患者心臟28的心跳速率。關(guān)于監(jiān)視的心跳速率的信息從監(jiān)視設(shè)備29經(jīng)由線32傳送到數(shù)據(jù)處理設(shè)備27。數(shù)據(jù)處理設(shè)備27適于基于心跳速率來(lái)觸發(fā)容器30的破裂或破壞。如果數(shù)據(jù)處理設(shè)備27得出的結(jié)論是在評(píng)價(jià)心跳速率之后，必須開(kāi)始改變心跳速率，則它經(jīng)由線33將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送到破壞設(shè)備23。破壞設(shè)備23適于通過(guò)發(fā)出聚焦超聲脈沖24使位于患者心臟附近的容器30破裂，從而導(dǎo)致包含在微泡30中的藥物局部應(yīng)用于患者的心臟。
破壞設(shè)備23產(chǎn)生超聲脈沖24的聚焦束，該聚焦束瞄準(zhǔn)患者的心臟28或心臟附近，容器或微泡30位于那里。因此，僅僅破壞在心臟28附近的容器30。遠(yuǎn)離心臟28的容器31沒(méi)有被破壞或破裂。因此，藥物僅僅靠近心臟28被釋放。
微泡30可以包括腔(未在圖2中示出)。微泡或容器30的壁具有受控的脆性，以使借助于預(yù)定超聲能量在壁中產(chǎn)生破裂。微泡30的腔包含藥物，例如用于增加心跳速率的腎上腺素或用于減小心跳速率的醋酸膽堿。腎上腺素和醋酸膽堿這兩種藥物都是用于心跳速率的正常人類控制環(huán)的一部分。腎上腺素作用于整個(gè)心肌，而醋酸膽堿僅僅作用于竇房結(jié)。因此，這兩種藥物局部地且直接地作用于心臟。這兩種藥物并不穿過(guò)細(xì)胞膜，并且通過(guò)改變細(xì)胞膜對(duì)于某些離子的滲透性起作用。已知該作用方式非?？焖伲虼诉@兩種藥物可以用于在CT掃描期間控制心跳速率。
為了在超聲成像中保證微泡的可見(jiàn)性，所述腔可以包含空氣或其它合適的氣體，在其受到超聲的情況下，所述氣體允許微泡的充分壓縮性和振蕩能力。然而，也有可能在微泡的壁中包括空氣或氣體。所述壁可以由脂質(zhì)材料制成。
根據(jù)上述典型實(shí)施例的變型，微泡可以是充氣微球或者包括含有用于局部應(yīng)用的藥物的脂質(zhì)體。所述藥物可以位于微球或脂質(zhì)體的腔中，位于壁中或者可以附著到微球或脂質(zhì)體的壁的外部。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述藥物可以以與在US 5,580,575中公開(kāi)的治療藥物輸送系統(tǒng)的治療化合物相同的方式布置在微球或脂質(zhì)體中，所述專利被結(jié)合于此以作參考。而且，根據(jù)本發(fā)明的該典型實(shí)施例的微球或脂質(zhì)體的壁的成分可以與包括在US 5,580,575中所公開(kāi)的治療藥物輸送系統(tǒng)的治療化合物的微泡或脂質(zhì)體的相同，所述專利被結(jié)合于此以作參考。充氣微泡或脂質(zhì)體在超聲成像中是可見(jiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，所述兩種藥物在不同的容器中被輸送。增加心跳速率的腎上腺素在第一容器類型中被輸送，以及減小心跳速率的醋酸膽堿在第二容器類型中被輸送。第一容器具有第一共振頻率，以及第二容器具有第二共振頻率，其中第一共振頻率不同于第二共振頻率。這例如可以通過(guò)第一容器和第二容器的不同尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者例如可以通過(guò)第一容器和第二容器的不同壁厚來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，由于第一容器和第二容器具有不同的共振頻率，因此它們可以由破壞設(shè)備23單獨(dú)地尋址。因此，有可能借助于具有第一頻率的聚焦超聲脈沖24破壞或破裂第一容器類型，并且同時(shí)不破壞或破裂第二容器類型，所述第二容器類型可以位于第一容器類型附近。另一方面，通過(guò)改變聚焦超聲脈沖24的頻率，有可能尋址并且因此破壞或破裂在心臟28附近的第二容器類型而不影響第一容器類型。
此外，通過(guò)聚焦超聲脈沖24并將聚焦超聲脈沖24瞄準(zhǔn)位于心臟28附近甚至心臟28內(nèi)部的區(qū)域，容器31不受超聲脈沖24的影響，并且因此不被破壞。
應(yīng)當(dāng)理解，容器30和31可以包括兩種不同類型的容器，即具有第一共振頻率的第一容器和具有第二共振頻率的第二容器。第一容器包括第一類型的藥物，以及第二容器包括第二類型的藥物。
還應(yīng)當(dāng)注意，圖2中所示的組件被設(shè)計(jì)成反饋環(huán)的形式。通過(guò)監(jiān)視心跳速率并評(píng)價(jià)所監(jiān)視的心跳速率，可以識(shí)別心跳速率的變化，并且可以發(fā)出相應(yīng)的束24以便破壞在心臟附近的某個(gè)容器類型，從而導(dǎo)致心跳速率增加或減小。當(dāng)然，總的影響可以是不發(fā)生心跳速率的較大變化，因?yàn)闇y(cè)量的心跳速率的增加將導(dǎo)致第二容器的破壞，從而引起醋酸膽堿的釋放，因此減小心跳速率，反之亦然。
代替被包含在微泡的腔中，藥物也可以被包含在微泡的壁中。
此外應(yīng)當(dāng)注意，束24可以是電磁能量束，該束具有對(duì)應(yīng)于第一容器或第二容器30的共振頻率的頻率。所述共振頻率可以是容器或微泡的振動(dòng)模式或變形振蕩的頻率，或者所述共振頻率可以對(duì)應(yīng)于在容器的分子的兩種能量狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化能量或能量差。通過(guò)將電磁輻射應(yīng)用于容器，整個(gè)容器或容器的某些分子可以以使容器破裂這樣的方式吸收能量，從而導(dǎo)致包含在容器內(nèi)部的藥物流出。
在下面，將參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的方法以及在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的容器的用途。
在步驟S1中開(kāi)始之后，在步驟S2中例如通過(guò)注射將第一和第二容器應(yīng)用于患者的血流。然后，在步驟S3中，借助于患者的血流將容器輸送到待檢查的患者的感興趣區(qū)域，例如患者的心臟。在此之后，在步驟S4中，例如通過(guò)采集患者心臟的投影數(shù)據(jù)來(lái)開(kāi)始CT掃描。
在步驟S5中，例如通過(guò)ECG執(zhí)行實(shí)際心跳速率的測(cè)量，并且在步驟S6中評(píng)價(jià)所測(cè)量的心跳速率。到那時(shí)，注射的容器已經(jīng)借助于血流被輸送到患者的心臟。如果評(píng)價(jià)心跳速率的數(shù)據(jù)處理設(shè)備觀察到心跳速率的變化，那么它可以觸發(fā)心臟附近微泡的破壞。然后可以借助于在微泡的共振頻率下的聚焦超聲脈沖破壞微泡，從而導(dǎo)致藥物的局部輸送。為了一次僅僅輸送兩種藥物中的一種，用于輸送藥物的微泡必須具有不同的尺寸，并且因此具有不同的共振頻率。例如，如果數(shù)據(jù)處理設(shè)備觀察到心跳速率增加，那么它觸發(fā)第二類型容器(即包含減小心跳速率的醋酸膽堿的微泡)的破壞。
當(dāng)在步驟S8中由破壞設(shè)備破壞微泡之后，藥物被局部應(yīng)用于患者的心臟，從而在步驟S9中導(dǎo)致心跳速率的變化。然后，在步驟S10中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備決定CT掃描是否繼續(xù)或者是否結(jié)束。如果CT掃描繼續(xù)，則所述方法跳回到步驟S5，并且再次測(cè)量心跳速率。該過(guò)程可以被理解為反饋環(huán)，其中測(cè)量的心跳速率的非期望變化導(dǎo)致局部應(yīng)用在另一方向上改變心跳速率的藥物。
然而，如果在步驟S10中數(shù)據(jù)處理設(shè)備確定已經(jīng)到達(dá)CT掃描的結(jié)束，則不執(zhí)行心跳速率的進(jìn)一步測(cè)量，并且用步驟S11結(jié)束投影數(shù)據(jù)采集的過(guò)程和心跳速率的控制。
圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的一個(gè)典型實(shí)施例，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)典型實(shí)施例。圖4中所示的數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括連接到存儲(chǔ)器152的中央處理單元(CPU)或圖像處理器151，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)顯示諸如患者之類的感興趣對(duì)象的圖像。數(shù)據(jù)處理器151可以被連接到多個(gè)輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)或診斷設(shè)備，例如MR設(shè)備或CT設(shè)備。此外數(shù)據(jù)處理器可以被連接到顯示設(shè)備154，例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器，以用于顯示在數(shù)據(jù)處理器151中計(jì)算或修改的信息或圖像。操作者或用戶可以通過(guò)鍵盤155和/或未在圖4中示出的其它輸出設(shè)備與數(shù)據(jù)處理器151交互。
此外，通過(guò)總線系統(tǒng)153，也有可能將圖像處理和控制處理器151連接到例如監(jiān)視感興趣對(duì)象的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)監(jiān)視器。例如如果對(duì)患者的肺進(jìn)行成像，那么運(yùn)動(dòng)傳感器可以是呼氣傳感器。如果對(duì)心臟進(jìn)行成像，那么運(yùn)動(dòng)傳感器可以是心電圖(ECG)。
圖5示出在恒定心率下在輻射源的旋轉(zhuǎn)時(shí)間trot＝0.42秒下平均時(shí)間分辨率與患者心率的模擬關(guān)系曲線。x軸示出心率，在左側(cè)上開(kāi)始于每分鐘40次心跳，一直到在右側(cè)上每分鐘120次心跳。y軸示出從0.00到0.50秒的平均時(shí)間分辨率。六個(gè)不同的曲線表示在六個(gè)不同的相對(duì)間距(pitch)下平均時(shí)間分辨率與心率的關(guān)系曲線。最上面的曲線表示間距為0.30，下面的虛曲線表示在相對(duì)間距為0.27時(shí)的平均時(shí)間分辨率，在這之下的曲線表示在相對(duì)間距為0.24時(shí)的平均時(shí)間分辨率，下面的曲線表示在相對(duì)間距為0.21時(shí)的平均時(shí)間分辨率，倒數(shù)第二低的曲線表示在相對(duì)間距為0.18時(shí)的平均時(shí)間分辨率，以及最低曲線表示在相對(duì)間距為0.15時(shí)的平均時(shí)間分辨率。每個(gè)曲線的選通位于85％RR，并且旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.42秒。在掃描之前選擇相對(duì)間距，例如0.15(最低曲線)。從最低曲線可以看出，在每分鐘88次心跳時(shí)平均時(shí)間分辨率大約為70毫秒。如果患者的心跳速率增加到95bpm，那么時(shí)間分辨率減小到大約200毫秒。因此，心跳速率增加大約10％導(dǎo)致平均時(shí)間分辨率減小1/2到1/3。因此，為了獲得可接受的平均時(shí)間分辨率，在數(shù)據(jù)采集期間保持心跳速率恒定可能是有利的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，這可以通過(guò)在由監(jiān)視算法基于患者的心跳速率(其可以由心電圖監(jiān)視)確定的時(shí)間使包括相應(yīng)藥物的某些容器破裂而實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這樣做，可以觸發(fā)心跳速率的快速變化，從而允許在心臟CT掃描期間減小患者心跳速率的變化，因此導(dǎo)致心臟圖像的改進(jìn)的圖像質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的方法，其中所述藥物在適合用于引入到患者血流中的容器中被輸送；其中所述容器阻止應(yīng)用所述藥物；其中第一藥物在第一容器中被輸送；所述方法包括以下步驟使接近身體的所述部分的第一容器破裂，從而導(dǎo)致第一藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟監(jiān)視患者心臟的心跳速率；其中所述藥物被局部應(yīng)用的身體的所述部分是患者的心臟；其中通過(guò)使接近心臟的第一容器破裂來(lái)將第一藥物局部地應(yīng)用于患者的心臟；以及其中基于心跳速率來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂，從而導(dǎo)致心跳速率的受控變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一容器具有第一共振頻率，以使當(dāng)具有對(duì)應(yīng)于第一共振頻率的第一頻率的超聲能量脈沖應(yīng)用于第一容器時(shí)，第一容器發(fā)生破裂，并且從第一容器中釋放第一藥物；其中借助于破壞設(shè)備來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂；其中所述破壞設(shè)備產(chǎn)生聚焦的超聲脈沖；以及其中所述超聲脈沖具有對(duì)應(yīng)于第一容器的第一共振頻率的第一頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一容器具有第一共振頻率，以使當(dāng)具有對(duì)應(yīng)于第一共振頻率的第一頻率的電磁能量束應(yīng)用于第一容器時(shí)，第一容器發(fā)生破裂，并且從第一容器中釋放第一藥物；其中借助于破壞設(shè)備來(lái)執(zhí)行第一容器的破裂；其中所述破壞設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射束；以及其中所述電磁輻射具有對(duì)應(yīng)于第一容器的第一共振頻率的第一頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在第二容器中輸送第二藥物；其中第一容器具有第一共振頻率；其中第二容器具有第二共振頻率；以及其中第一共振頻率不同于第二共振頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中第一藥物的應(yīng)用增加心跳速率；以及其中第二藥物的應(yīng)用減小心跳速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述容器是微泡。
8.一種CT掃描器系統(tǒng)，其適于在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分，該系統(tǒng)包括CT掃描器；監(jiān)視設(shè)備；數(shù)據(jù)處理設(shè)備；破壞設(shè)備；其中所述藥物在適合用于引入到患者的血流中并且阻止應(yīng)用所述藥物的容器中被輸送；其中所述CT掃描器適于采集身體的所述部分的圖像；其中所述監(jiān)視設(shè)備適于在CT掃描期間監(jiān)視患者心臟的心跳速率；其中所述破壞設(shè)備適于使接近身體的所述部分的容器破裂，從而導(dǎo)致所述藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分；以及其中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備適于基于心跳速率來(lái)觸發(fā)所述容器的破裂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的CT掃描器系統(tǒng)，其中基于心跳速率來(lái)將所述藥物局部應(yīng)用于患者的心臟；其中所述容器具有共振頻率；其中所述破壞設(shè)備適于產(chǎn)生聚焦的超聲脈沖和電磁輻射束之一；以及其中聚焦的超聲脈沖和電磁輻射束之一的頻率對(duì)應(yīng)于所述容器的共振頻率。
10.一種用于在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的計(jì)算機(jī)程序，其中當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在處理器上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序使所述處理器執(zhí)行以下操作評(píng)價(jià)患者心臟的心跳速率；基于心跳速率的評(píng)價(jià)來(lái)觸發(fā)包括藥物的容器的破裂；其中所述容器位于身體的所述部分附近，從而導(dǎo)致所述藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分。
11.在CT掃描期間控制藥物局部應(yīng)用于患者身體的一部分的容器的用途，其中所述藥物在適合用于引入到患者血流中的容器中被輸送；其中所述容器阻止應(yīng)用所述藥物；其中所述容器在身體的所述部分的附近破裂，從而導(dǎo)致所述藥物局部應(yīng)用于身體的所述部分。
全文摘要
在心臟CT掃描期間藥物受控局部應(yīng)用于患者身體的某個(gè)部分可能是相當(dāng)重要的。通過(guò)在阻止應(yīng)用藥物的容器中輸送藥物并且通過(guò)僅僅使位于藥物必須應(yīng)用于那里的患者身體的所述部分附近的那些容器破裂，可以執(zhí)行藥物的局部應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，破裂以及因此藥物的應(yīng)用可以通過(guò)用于評(píng)價(jià)患者心跳速率的變化的監(jiān)視算法來(lái)觸發(fā)。有利地，所述方法允許在精細(xì)的時(shí)間標(biāo)度上局部輸送藥物，并且因此允許在CT掃描期間快速控制心跳速率。
文檔編號(hào)A61B8/00GK1921801SQ200580005445
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者T·克勒, M·格拉斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司