用于心脏获取的同步生理学测量的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在冠状动脉疾病(CAD，Coronary Artery Disease)的诊断中，使用分子成像技术来测量心肌中的血流。将用作用于血液的示踪剂(tracer)的放射性药物引入患者中，并且使用单光子发射计算机断层成像(SPECT，Single Photon Emiss1n Computed Tomography)或者正电子发射断层成像(PET，Positron Emiss1n Tomography)扫描仪进行成像。
[0002]在通过PET或SPECT扫描产生的图像中，心肌显示为高活性区域，其中，血液正通过冠状动脉运送并且进入心脏壁中。流量减少的区域是冠状血管狭窄的可能的指示，这是CAD的特征。
[0003]在许多情况下，在休息和压力两种状况下重复进行获取。每一种状况下的血流的测量值都可以增强临床医生可用的信息。压力状况可以通过让患者例如在锻炼自行车上进行锻炼来引起，或者可以通过药物来引起。
[0004]在该领域中用于检测疾病的一种已建立的技术，是将要检查的患者中的血流的测量值与表示健康个体的类似测量值的“正常”情况的数据库进行比较。这种技术有助于医师评估检测到的测量的血流的变化在临床上是否重要。然而，所比较的测量值通常表示相对血流，这使这种比较不太理想。
[0005]动态扫描协议包含在一段时间上的不同的时间点获取心脏的若干带有时间戳(time-stamped)的SPECT或PET图像。根据这些带有时间戳的图像的集合，可以确定示踪剂已经进入心肌的不同区域的速率。使用本身已知的动力学建模技术，可以使用该信息来得到特定时间的绝对血流的测量值，这允许在患者数据获取和“正常”情况的数据库之间进行更直接并且有意义的比较。
[0006]这种方法的问题是所得到的绝对血流速率是仅根据心肌中的SPECT或PET活性的改变的速率计算的。实际绝对血流速率还取决于进行获取时的患者的心率和血压以及血管直径。使用各种技术来将所得到的血流测量值相对于这些参数的变化归一化。
[0007]然而，这些技术涉及在患者的SPECT或PET数据获取之前和/或之后，对相关参数(在这种情况下为心率、血压和血管直径)的测量。没有考虑在这些参数的测量的时间和患者的SPECT或PET数据获取的时间之间的这些参数的值的改变，这些时间尤其在压力扫描的情况下可能是显著的时间。
[0008]患者的心率(HR)和血压(BP)在患者的SPECT或PET数据获取过程中，特别是在可能花费多分钟的动态心脏获取的情况下可能显著变化。这种变化将使结果偏差于强调与较高的血压和心率的时间段相对应的数据。
【发明内容】
[0009]本发明相应地提供在所附权利要求中限定的装置、数据结构和方法。
【附图说明】
[0010]参考下面结合附图对本发明的特定实施例的描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得明显，其中:
[0011]图1图示具有同步血压和心率测量值的动态地获取的PET数据的数据模型；
[0012]图2示出为了改善与数据库的比较，而在将血流计算值归一化时，使用同步血压和心率测量的流程图；以及
[0013]图3示意性地图示根据本发明的计算机系统。
【具体实施方式】
[0014]根据本发明的一方面，提供一种与SPECT或PET扫描仪相关联、优选集成到SPECT或PET扫描仪中的用于测量BP和HR的设备。
[0015]在操作中，在心脏协议下，也就是说使用被配置为支持心脏的成像和允许血流分析的SPECT或PET扫描仪，与相应的SPECT或PET获取同步地进行HR和/或BP的测量。将HR和/或BP测量值各自与对应的SPECT或PET图像数据获取相关联地记录在扫描仪的数据输出中。
[0016]在动态心脏获取的情况下，由相关设备进行的同步BP和/或HR测量在每个图像数据帧捕获时间点由SPECT或PET扫描仪触发。将每个测量的结果与动态SPECT或PET图像数据输出的每个对应的帧相关联地进行存储，然后每个帧由图像数据的一个更多个集合与表示在获取相关联的SPECT或PET图像数据帧时同步测量的BP和HR的数值数据一起构成。在对图像数据的后处理中可以回顾(recall)并使用所获取的BP和HR信息，例如以便允许相对于“正常”情况的数据库进行改善的比较，或者从动态获取中去除朝向高血压和高心率的时间点的偏差(bias)。通过去除这种偏差可以改善绝对血流速率的所计算的测量值。除了相对于针对健康的个体的等同数据的数据库的比较之外，还可以将归一化的患者数据相对于针对已知患有某种病痛的个体的等同数据进行比较，以辅助对当前患者的诊断。
[0017]本发明可以涉及能够记录血压(BP)和心率(HR)的测量设备的使用和仅测量这些特征中的一个和/或测量一个或多个其它特征的测量设备的使用。根据本发明的偏差的去除可以仅关于所测量的特征进行。备选地，可以基于针对那个患者或者普通患者的诸如血压和心率的一个或多个测量的特征以及先前获取的测量的特征和未测量的特征之间的对应关系，针对该患者得到一个或多个未测量的特征的可能的值。
[0018]与患者图像数据捕获相同时间或者大约相同时间的诸如HR或BP的生理学参数的测量本身在其它情境下是已知的。本发明提供在针对每一帧进行捕获的时间点在进行患者图像数据捕获时的诸如HR或BP的生理学参数，和与对应的图像帧数据相关联地记录的测量值的同步测量。在对图像数据进行后处理时，根据本发明，通常通过相对于标准HR和BP进行校正，将绝对血流速率测量值归一化，使得可以将它们与表示健康个体的类似测量值的“正常”情况的类似地归一化的值的数据库进行比较。这使得能够通过将由患者心率或血压的变化引起的偏差归一化或去除，来解释捕获的患者图像。传统的布置提供针对患者监视和对患者响应于治疗的评价的心率和/或血压的记录。在传统布置中，使用ECG数据或类似物用于将图像数据获取“选通(gating) ”到心跳循环的某一点，一般不使用ECG数据，通常将其丢弃。
[0019]本发明尤其涉及动态获取，其中在相对快速的连续的感兴趣的特定区域中，捕获多个SPECT或PET数据集合。在动态成像序列的情况下，可以在几分钟的时间段上捕获图像数据帧。在这些数据集合中揭示的示踪剂浓度的改变允许计算血流速率。通过将诸如HR或BP的同步生理学测量值与对应的图像帧数据相关联，可以将计算的血流速率归一化，以减少测量的生理特征的变化的影响。随着生理学测量数据与图像数据集合链接，优选包含在图像数据集合内，可以在对图像数据的后处理期间进行针对测量的生理特征的变化的归一化和补偿。本发明不使用生理学测量值来对图像数据捕获进行计时，而是利用与图像数据帧捕获同步地捕获的生理学测量值。
[0020]优选在根据本发明的装置中，由单光子发射计算机断层成像(SPECT)或正电子发射断层成像(PET)扫描仪作为获取协议的一部分来激活血压(BP)和/或心率(HR)测量，并且将测量数据与对应的图像帧数据一起存储。
[0021]图1示意性地图示根据本发明的一方面的具有同步BP和/或HR测量值的动态地获取的SPECT或PET数据的数据结构10。动态PET获取数据集合