[发明专利]心肌CT灌注图像合成

说明书

本发明涉及图像处理设备以及相关的方法。所述图像处理设备(10)包括数据输入部(11)，其用于接收以体素组织的谱计算机断层摄影体积图像数据。所述图像数据包括对象身体中的心脏区域的对比增强的体积图像以及该心脏区域的基准体积图像，例如虚拟的非对比图像，其中，所述对比增强的体积图像传达关于对象的冠状动脉解剖结构的解剖信息。所述设备包括流模拟器(12)，其用于：基于所述体积图像数据来生成三维冠状动脉树模型或者接收基于所述体积图像数据的三维冠状动脉树模型作为输入，并且基于所述三维冠状动脉树模型来模拟冠状动脉流。所述设备包括灌注合成单元(13)，其用于在至少考虑所述基准体积图像和所述冠状动脉流模拟的情况下生成表示在至少一个时刻处在组织中的血液分布的灌注图像。

技术领域

本发明涉及数字图像处理的领域。更具体而言，本发明涉及基于谱CT数据(例如，冠状动脉CT血管造影数据)的心肌计算机断层摄影(CT)灌注图像合成。

背景技术

冠状动脉疾病(CAD)在全世界是重要的死亡原因。在CAD中，斑块物质在冠状动脉中的堆积限制了对心脏肌肉的氧气供应，导致心肌缺血。

本领域中已知的用于评价心脏肌肉活力的无创成像技术包括心肌灌注成像(MPI)(在其中使用诸如SPECT和PET的核成像模态)和心脏磁共振成像(CMR)。然而，这样的现有技术方案的缺点可能是：这些成像技术可能较不适合于实现对冠状动脉的组合详细解剖评价以及对下游心肌区的功能评估。

在计算机断层摄影(CT)中，能够借助于穿透电离辐射来获得揭示研究中的对象的内部结构的图像。这样的图像，例如三维体积图像数据，能够通过对投影图像应用如在本领域中已知的重建技术来获得，所述投影图像由探测器获得并且对应于穿透电离辐射的源和探测器相对于对象的不同取向，例如对应于通过对象的投影辐射的不同方向。重建的图像数据可以以体素来组织，所述体素表示相对于三维坐标系的对象中的不同位置，并且每个体素可以具有与其相关联的值，例如，灰度值，诸如以亨氏单位表示的值，其指示扫描对象在与所述体素相对应的位置处的衰减特性，例如，指示无线电密度，例如相对无线电密度。

使用如在本领域中已知的冠状动脉计算机断层摄影血管造影(CCTA)，能够通过评价冠状动脉狭窄来执行对冠状动脉疾病(CAD)的无创评估。由CCTA图像数据集传达的详细解剖信息以及在CAD检测中的高阴性预测值有利地允许在具有低的至中等的预测试疾病概率的症状患者中排除CAD。然而，通过对CCTA数据的评价而检测到的冠状动脉狭窄是心肌缺血的间接量度。因此，本领域中已知的CCTA方法可能不利地在实现对冠状动脉病灶的血流动力学显著性的详细评价中受限制。

FFR-CT是本领域中已知的允许通过评估血流储备分数(FFR)而基于CCTA数据来评价冠状动脉病灶的血流动力学显著性的方法，所述血流储备分数(FFR)指代病灶远侧的压力与病灶之前的压力之间的比。FFR-CT因此能够潜在地改善CCTA在确定血流动力学显著的CAD方面的特异性。该方案使用基于CCTA数据的数值流模拟来推测FFR度量。对于这样的流模拟，可能需要冠状动脉的三维树模型以及用于对与未成像的脉管系统的界面进行建模的准确边界条件模型。因此，可能需要基于CCTA图像数据的冠状动脉的准确分割来建立用于FFR-CT的准确流模拟模型。

在FFR-CT中，病灶的血流动力学显著性能够通过在病灶处(例如，在观察到狭窄的血管区域中)的局部FFR-CT值或者以被颜色编码以表示FFR-CT值的冠状动脉树的三维网格模型的形式(例如，如在图1中所图示的)来报告。因此，用户对冠状动脉病灶的评价是受限的，而非被提供有用于直接评价心脏肌肉的活力的手段。

本领域中还已知的是，使用“靶心”视图(例如，像心脏核成像中的这样的视图)来呈现从CCTA分析获得的流模拟结果。然而，缺点是这样的视图会被限于左心室的二维表示，而非允许对整个CT体积的灌注的三维评价。