本發(fā)明涉及用于自動確定造影劑注射方案的方法。此外，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方法，該關(guān)系數(shù)據(jù)庫用于自動確定造影劑注射方案。此外，本發(fā)明涉及用于自動確定造影劑注射方案的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明還涉及用于自動確定造影劑注射方案的造影劑注射方案設(shè)備。此外，本發(fā)明涉及醫(yī)療成像設(shè)施。最后，本發(fā)明涉及具有用于自動確定造影劑注射方案的計算機程序的計算機程序產(chǎn)品以及具有用于自動確定造影劑注射方案的計算機程序的計算機可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)：

利用現(xiàn)代成像方法的幫助，頻繁地生成可用于呈現(xiàn)被檢查的成像對象以及用于傳統(tǒng)應(yīng)用的兩維或三維圖像數(shù)據(jù)。

成像方法通?；赬射線的記錄，生成所謂的投影測量數(shù)據(jù)。例如，投影測量數(shù)據(jù)可以通過計算機斷層掃描系統(tǒng)(CT系統(tǒng))的幫助來獲取。通過CT系統(tǒng)，彼此相對地配置在機架上的X射線源和X射線檢測器的組合通常在定位被檢查對象(不失一般性，下文稱為病人)的測量空間周圍旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)中心(也稱為“等中心”)與所謂的系統(tǒng)軸z一致。在一個或多個旋轉(zhuǎn)中，用來自X射線源的X射線照射病人，利用相對的X射線檢測器記錄投影測量數(shù)據(jù)和/或X射線測量數(shù)據(jù)。

用于CT成像的X射線檢測器通常具有多個檢測單元，它們大多數(shù)以常規(guī)的像素陣列的形式來配置。每個檢測單元都生成用于撞擊檢測單元的X射線的檢測信號，其在特定時間關(guān)于X射線的強度和光譜分布進行分析，以得到關(guān)于被檢查對象的結(jié)論并生成投影測量數(shù)據(jù)。

其他成像技術(shù)基于磁共振斷層成像。當生成磁共振圖像時，被檢查對象被暴露于相對較高的恒定磁場，例如1.5特斯拉、3特斯拉或者在較新的大磁場系統(tǒng)中甚至為7特斯拉。然后，使用適當?shù)奶炀€設(shè)備發(fā)射高頻激勵信號，并且這導致給定磁場中的特定共振激勵原子的核自旋被相對于恒定磁場的磁場線呈特定翻轉(zhuǎn)角的高頻場所傾斜。然后，使用適當?shù)奶炀€設(shè)備(其也可與發(fā)射天線設(shè)備相同)拾取在核自旋的松弛期間發(fā)射的高頻信號(所謂的磁共振信號)。由此獲取的原始數(shù)據(jù)最后被用于重構(gòu)期望的圖像數(shù)據(jù)。對于空間編碼，在高頻信號的發(fā)射和讀出或接收期間，分別定義的磁場梯度被疊加在恒定的磁場上。

前述成像方法可用于不僅僅視覺地再現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)。此外，通過所述成像方法還可以越來越多地致力于功能成像，利用其可以確定功能和/或動態(tài)測量變量(諸如，譬如血管中的血液流速的測量)。

在病人的功能連接以及身體結(jié)構(gòu)的視覺化的情況下，所謂的造影劑(contrast agent)用于醫(yī)療成像。然而，在可以開始造影增強(contrast-enhanced)醫(yī)療成像之前，必須確保在造影劑注射到病人身體之后，造影劑實際存在于病人身體用于檢查的區(qū)域中。

這通過造影劑注射和圖像記錄的協(xié)同控制來實現(xiàn)。這種協(xié)同控制所需的參數(shù)可以保存在造影劑注射方案中并用于控制。造影劑注射方案是造影劑被給予病人所依據(jù)的清楚指定的時間段，并且例如包括造影劑量、開始時間、流速和造影劑給予的結(jié)束時間。此外，造影劑注射方案還可以包括用于控制成像記錄所需的參數(shù)，諸如成像記錄的時間、掃描區(qū)域、掃描持續(xù)時間以及掃描方案的附加參數(shù)。造影劑注射參數(shù)基于經(jīng)驗值來建立，并且有時根據(jù)特定病人(例如，體重)并根據(jù)檢查種類來調(diào)整。

存在通過執(zhí)行所謂的團注(bolus)跟蹤掃描(簡稱BT掃描)來使得造影劑的分布在身體中可見的選項—這在實際成像之前執(zhí)行。這種BT掃描可以是依賴于時間的、低分辨率CT掃描，利用其記錄用于檢查的區(qū)域部分的時間密度曲線。對于BT掃描。這種部分通常包括在正交于z方向(成像系統(tǒng)的系統(tǒng)軸的方向)形成的以及查看的薄片。具體地，在BT掃描中，衰減值被記錄為時間以及被檢查區(qū)域部分中通常被發(fā)現(xiàn)動脈的空間的函數(shù)。如果注射的造影劑現(xiàn)在流過觀察的動脈，則衰減值顯著增加。如果超過衰減值的預定閾值(例如，150亨氏單位(HU))，則這可以解釋為證明造影劑以充分的濃度存在于被檢查區(qū)域中，并且開始實際的圖像分析。使用BT掃描檢查的部分的位置和大小通常還可以手動改變。

在DE 10 2012 209 410.5的之前專利申請中，描述了一種用于基于測試團注數(shù)據(jù)確定個體的病人特定的造影劑脈沖響應(yīng)函數(shù)(以下還簡稱為“脈沖響應(yīng)函數(shù)”或“病人函數(shù)”)的方法，利用該方法可以通過造影劑支持成像測量稍后進行造影劑路線的預測。該病人函數(shù)描述了測量測試團注時病人的心血管特性。原則上，用于任何注射方案的造影劑路線由此可以在假設(shè)各個病人函數(shù)在稍后時間仍然有效的情況下來預測。

然而，這些方法要求用戶具有經(jīng)驗或者執(zhí)行測試團注掃描并且不特別精確。通常，開始成像記錄的時間被安排得太遲，由此延長了造影劑在病人中的總體時間。然而，原則上，目的是在保持造影劑在身體中盡可能短的持續(xù)時間，因為造影劑會對人體產(chǎn)生不利影響。如果成像記錄開始太早，則這會導致圖像質(zhì)量的劣化。在最差情況下，甚至必須重復圖像記錄和造影劑給予，對病人產(chǎn)生附加的壓力。

因此，本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種與造影劑成像相關(guān)的確定造影劑注射方案的更精確且有效的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

概括來說，本發(fā)明涉及一種用于自動地確定針對被檢查病人的造影劑注射方案的方法，包括以下步驟：

a)提供多個病人參考參數(shù)、多個造影劑注射方案參數(shù)以及病人參考參數(shù)到造影劑注射方案參數(shù)之間的多個指派，

b)將至少一個病人參數(shù)與多個病人參考參數(shù)進行比較，病人參數(shù)基于病人信息，

c)基于步驟(b)，從多個病人參考參數(shù)中選擇至少一個病人參考參數(shù)，

d)從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)。

本發(fā)明涉及一種用于自動確定地針對被檢查病人的造影劑注射方案的方法，包括以下步驟：

a)提供關(guān)系數(shù)據(jù)庫，其具有多個病人參考參數(shù)、多個造影劑注射方案參數(shù)以及至少一個給定病人參考參數(shù)與至少一個給定造影劑注射方案參數(shù)之間的多個指派，

b)將至少一個病人參數(shù)與多個病人參考參數(shù)進行比較，病人參數(shù)基于病人信息，

c)基于步驟(b)，從多個病人參考參數(shù)中選擇至少一個病人參考參數(shù)，

d)從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)。

病人參數(shù)是可以基于病人信息針對病人確定的參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，病人參數(shù)基于從包括以下項的組中選擇的病人信息：

i，臨床信息，

ii，圖像信息，尤其是圖像質(zhì)量信息，

iii，病人身份信息，

iv，檢查檔案信息，以及

v，(i)-(v)的組合。

病人信息可以包括臨床信息。術(shù)語臨床信息包括與病人的健康狀態(tài)相關(guān)的所有數(shù)據(jù)和信息，包括年齡、性別、體重、身高、更年期/荷爾蒙狀態(tài)、發(fā)病機理(etiopathological)數(shù)據(jù)、醫(yī)療歷史數(shù)據(jù)、使用體外診斷方法(例如，血檢或尿檢)收集的數(shù)據(jù)、來自成像方法(例如，X射線程序、CT、MR、SPECT、PET、超聲程序)的數(shù)據(jù)、電生理學數(shù)據(jù)、遺傳數(shù)據(jù)、基因表現(xiàn)分析、活組織檢查、來自臨床表現(xiàn)的所有信息(包括手術(shù)發(fā)生和/或介入性的表現(xiàn))。

具體地，病人臨床信息例如包括年齡、性別、體重、身高、體質(zhì)指數(shù)、血壓、心率、通過心血管疾病的標記物得到的實驗結(jié)果(例如，CRP、BNP、proBNP、NTproBNP等)、關(guān)于病人醫(yī)療的信息等。

病人參數(shù)可以包括圖像信息，或者從圖像信息中得到的信息，例如器官大小、血管直徑、血管路線等。圖像信息例如可以使用成像方法獲取或者從先前的成像檢查中得到。圖像信息可以是靜態(tài)或動態(tài)圖像信息。圖像信息例如可以通過CT掃描、MR掃描、CT血管造影檢查或超聲掃描得到。圖像信息可以包括圖像質(zhì)量信息。

病人參數(shù)可以包括病人身份信息，例如病人姓名、出生日期、保險號碼、身份號碼等。

病人參數(shù)可以包括檢查檔案信息，即，來自先前檢查中的信息，其特別地來自先前的成像檢查以及特別地來自相同圖像形式(針對其確定造影劑注射方案)的先前的成像檢查。

病人參考參數(shù)是例如存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)，并且可以指派給可通過病人確定的病人參數(shù)。在這方面中，病人參考參數(shù)可以與病人參數(shù)也相關(guān)的所有參數(shù)相關(guān)。此外，病人參考參數(shù)可以與病人參數(shù)的類別相關(guān)，例如年齡類別、體重類別、疾病類別和/或病人表現(xiàn)類別等。

從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)基于選擇的病人參考參數(shù)來進行。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫包括多個病人參考參數(shù)、多個造影劑注射方案參數(shù)、以及至少一個給定病人參考參數(shù)到至少一個給定造影劑注射方案參數(shù)的多個指派。病人參考參數(shù)和造影劑注射方案參數(shù)可以指派為1:1，但是還可以指派多次并且以復雜的方式指派。因此，造影劑注射方案參數(shù)可以被指派給多個病人參考參數(shù)。類似地，病人參考參數(shù)可以指派給多個造影劑注射方案參數(shù)。

指派可以相對于彼此進行加權(quán)，因此，給定的第一指派能夠相對于給定的第二指派具有更大的權(quán)重。在這種情況下，例如，相對于給定第二指派，給定的第一指派對于確定所指派的造影劑注射方案參數(shù)而言將是決定性的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了確定多個病人參數(shù)并且基于其確定一個或多個病人參考參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的方法可以通過造影劑注射方案設(shè)備來執(zhí)行，其例如被設(shè)計為用于控制成像設(shè)備11和/或造影劑注射器的控制設(shè)備。

此外，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生用于自動確定造影劑注射方案的關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方法，其中，數(shù)據(jù)庫具有多個病人參考參數(shù)和多個造影劑注射方案參數(shù)，其中，該方法包括以下步驟：

I，提供多個病人參考參數(shù)和多個造影劑注射方案參數(shù)，

II，將病人參考參數(shù)與造影劑注射方案參數(shù)相鏈接。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了使用機器學習算法來進行步驟(II)。為此，可以使用對應(yīng)的機器學習算法(例如，深度學習算法)來分析多個病人參考參數(shù)和多個造影劑注射方案參數(shù)的條目。這可以使用對應(yīng)的計算機程序來進行。這能夠在具有每個數(shù)據(jù)條目的數(shù)據(jù)庫中自動生成新的指派。

此外，本發(fā)明涉及用于自動地確定造影劑注射方案的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，其具有多個病人參考參數(shù)和多個造影劑注射方案參數(shù)，其中，該數(shù)據(jù)庫具有來自病人參考參數(shù)和來自造影劑注射方案參數(shù)的指派。

此外，本發(fā)明涉及一種造影劑注射方案設(shè)備，用于自動確定針對被檢查病人的造影劑注射方案，包括：

a)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，具有多個病人參考信息、多個造影劑注射方案參數(shù)以及至少一個給定病人參考參數(shù)和至少一個給定造影劑注射方案參數(shù)之間的多個指派，

b)輸入接口，用于基于病人信息項輸入病人參數(shù)，

c)比較單元，用于將病人參數(shù)與多個病人參考參數(shù)進行比較，

d)選擇單元，用于基于步驟(b)，從多個病人參考參數(shù)中選擇病人參考參數(shù)，以及

e)確定單元，用于從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)。

任選地，造影劑注射方案設(shè)備還具有輸出接口，用于輸出確定的造影劑注射方案參數(shù)。

此外，本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備，尤其是計算機斷層成像系統(tǒng)，具有根據(jù)本發(fā)明的造影劑注射方案設(shè)備。成像設(shè)備還可以具有造影劑注射設(shè)備，例如造影劑注射器。造影劑注射設(shè)備(例如，造影劑注射器)可以例如根據(jù)造影劑注射方案在限定時間處在限定時間段內(nèi)以限定的流速和/或限定的流速路線配送限定量的造影劑。

此外，本發(fā)明涉及一種計算機程序產(chǎn)品，具有用于自動確定造影劑注射方案的計算機程序，計算機程序可以直接加載到成像設(shè)備(優(yōu)選為計算機斷層成像系統(tǒng)或磁共振斷層成像系統(tǒng))的控制設(shè)備的具有程序段的存儲設(shè)備中，從而當在計算機斷層成像系統(tǒng)的控制設(shè)備中執(zhí)行計算機程序時，以用于根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。

此外，本發(fā)明涉及一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲可由處理器單元輸入和執(zhí)行的程序段，從而當通過處理器單元執(zhí)行程序段時，執(zhí)行用于確定造影劑注射方案的方法的所有步驟。

使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)，可以通過本發(fā)明優(yōu)化即將到來的檢查。如果可能利用造影劑增強的先前檢查(例如，CT掃描)的圖像質(zhì)量特別好，則造影劑注射方案參數(shù)可以調(diào)整到先前檢查的那些參數(shù)，以能夠再次計算出特別好的圖像。用于引入先前參數(shù)的原因可以是圖像的可比性，例如為了在相同的注射條件下評估病灶大小。

如果檢查同一病人，這可以是基于病人的，或者如果病人類似于數(shù)據(jù)可用的病人組，則還可基于群體或病人組。具有相似臨床情況、心率和可能群組的組合的類似體重的人是示例。

可以從先前檢查中存檔的相關(guān)信息例如包括年齡、習慣、體重、身高、掃描參數(shù)、所有圖像數(shù)據(jù)、心率、造影劑方案、測試團注數(shù)據(jù)和從中計算的病人響應(yīng)函數(shù)(例如參見DE 10 2012 209 410.5)、或者團注跟蹤數(shù)據(jù)和相關(guān)CT檢查的數(shù)據(jù)。所得到的圖像信息(例如，血管直徑或身體區(qū)域/器官之間的距離)還可以從現(xiàn)有的圖像信息中提取，利用該信息可以更加精確地預測/建模身體中的造影劑給予的路線。

為了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)比較或者為了指派給群體，可以使用可從造影劑增強掃描中得到的所有參數(shù)，例如來自RIS(放射信息系統(tǒng))的信息、來自定位片(topogram)的圖像信息、年齡、習慣、體重、身高、掃描參數(shù)、心率等。

例如，可使用病人或病人組的響應(yīng)函數(shù)來計算使用預設(shè)的造影劑注射方案參數(shù)的特定增強(＝特定結(jié)構(gòu)中的造影劑的增強)而無需在掃描之前進行測試團注，或者調(diào)整掃描和造影劑注射方案參數(shù)以實現(xiàn)期望的增強。

類似地，現(xiàn)有病人響應(yīng)函數(shù)可快速地預測延遲(＝時間間隔)直到團注跟蹤掃描期間的峰值增強(＝最大增強)。所有所需為等待目標區(qū)域中的造影劑的到來，而不是等待達到特定的閾值。如果基于所得到的圖像對預測進行比較，則本發(fā)明還可使用學習算法優(yōu)化預測。

附圖說明

以下，參照示例性和所示附圖以示例性方式進一步說明本發(fā)明，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法的概略圖，

圖2是根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療成像設(shè)備的概略圖。

具體實施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的概略圖，其中，(a)提供多個病人參考參數(shù)、多個造影劑注射方案參數(shù)以及至少一個給定病人參考參數(shù)與至少一個給定造影劑注射方案參數(shù)之間的多個指派。例如，這可以在對應(yīng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中提供。根據(jù)第一示例性實施例中，針對72歲、體重84kg和心絞痛的臨床表現(xiàn)的病人來確定造影劑注射方案。

在又一步驟中，(b)將病人參數(shù)與多個病人參考參數(shù)進行比較。對于被檢查病人的造影劑注射方案的自動確定，可以基于病人信息確定病人的一個或多個病人參數(shù)。為此，根據(jù)第一示例性實施例，可以確定臨床信息中的一項或多項，例如年齡、體重或臨床表現(xiàn)(即，特定臨床情況的表現(xiàn))。根據(jù)第一示例性實施例，該步驟包括：將被檢查病人分類為多個病人類別中的病人類別。例如，病人可以指派給體重類別、年齡類別或病人表現(xiàn)類別(換句話說，具有特定臨床情況的表現(xiàn)的病人類別)。因此，具有84kg體重的病人可以指派給“<60kg”、“60-70kg”、“70-80kg”、“80-90kg”或“>90kg”的多個示例性體重類別中“80-90kg”的體重類別。在這種情況下，指派的體重類別表示病人參考參數(shù)。代替各個病人參考參數(shù)，可以確定病人參考參數(shù)的組合，其中，從對應(yīng)多個病人參考參數(shù)的組合中選擇每個個體的病人參考參數(shù)，例如“80-90kg”的體重類別、“超過70歲”的年齡類別以及“心絞痛”的病人表現(xiàn)類別。

在又一步驟中，從基于步驟(b)得到的多個病人參考參數(shù)中選擇(c)病人參考參數(shù)。根據(jù)第一示例性實施例，由此現(xiàn)在選擇病人參考參數(shù)的組合，因此為“80-90kg”的體重類別、“超過70歲”的年齡類別以及“心絞痛”的病人表現(xiàn)類別。

在又一步驟中，基于選擇的病人參考參數(shù)，從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)(d)。通過至少一個給定病人參考參數(shù)向至少一個給定造影劑注射方案參數(shù)的給定指派，至少一個或多個造影劑注射方案參數(shù)可以針對所選的病人參考參數(shù)來確定或者針對多個病人參考參數(shù)的組合來確定。根據(jù)第一示例性實施例，以這種方式，對于具有84kg的體重以及心絞痛的臨床表現(xiàn)的72歲年老病人的造影劑注射方案參數(shù)的最佳組合可以被確定。造影劑注射方案包括以這種方式確定的造影劑注射方案參數(shù)。

在又一步驟(e)中，向成像設(shè)備和/或造影劑注射器輸出或轉(zhuǎn)送一個或多個確定的造影劑注射方案參數(shù)來用于成像的協(xié)同控制，并且隨后可選地進行造影劑注射。

根據(jù)又一示例性實施例，可以基于檢查檔案信息(換句話說，關(guān)于先前檢查的信息)來確定病人參數(shù)?？梢詫ν徊∪嘶?qū)?yīng)病人類別(也被指派給被檢查病人)的病人來執(zhí)行先前的檢查。

根據(jù)又一示例性實施例，特別地，可以將病人身份信息確定為病人信息，該病人信息使得能夠清楚地確立病人的身份。病人的身份可以作為病人參考參數(shù)存儲在例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。因此，通過向造影劑注射方案參數(shù)指派病人參考參數(shù)，可以參考來自涉及相同病人的先前檢查中的造影劑注射方案參數(shù)。

根據(jù)又一示例性實施例，特別地，可以確定基于圖像信息(特別地為圖像質(zhì)量信息)的病人信息。該圖像信息病人參數(shù)可以指派給對應(yīng)的圖像信息病人參考參數(shù)。因此，例如，通過向造影劑注射方案參數(shù)指派病人參考參數(shù)，可以參考來自具有尤其良好的圖像質(zhì)量的先前檢查中的造影劑注射方案參數(shù)。

圖2示出了成像設(shè)備1。成像設(shè)備1例如可以是計算機斷層成像設(shè)備。成像設(shè)備1包括造影劑注射方案設(shè)備3、4、5、7、9、9’。

造影劑注射方案設(shè)備包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫7，其具有多個病人參考參數(shù)、多個造影劑注射方案參數(shù)以及病人參考參數(shù)到造影劑注射方案參數(shù)的多個指派。

造影劑注射方案設(shè)備還包括輸入接口4、5，用于基于病人信息輸入病人參數(shù)5。

在圖2的示例性實施例中，造影劑注射方案設(shè)備包括中央單元3，其具有用于將病人參數(shù)與多個病人參考參數(shù)進行比較的比較單元、用于基于步驟(b)從多個病人參考參數(shù)中選擇病人參考參數(shù)的選擇單元、以及用于從多個造影劑注射方案參數(shù)中確定至少一個造影劑注射方案參數(shù)的確定單元。

造影劑注射方案設(shè)備還包括輸入接口9、9’，以輸出確定的造影劑注射方案參數(shù)。

造影劑注射方案參數(shù)例如可以經(jīng)由輸出接口輸出至成像設(shè)備11和/或造影劑注射器13來用于成像和造影劑注射的協(xié)同控制。成像設(shè)備例如可以包括計算機斷層成像系統(tǒng)和/或設(shè)備，或者磁共振斷層成像系統(tǒng)和/或設(shè)備。

可以通過造影劑注射方案設(shè)備來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，該設(shè)備例如被設(shè)計為控制設(shè)備3來用于成像設(shè)備11和/或造影劑注射器13的控制。