血液动力学参数的测定制造技术

通过首先从注射造影剂后得到的器官多个部分的时序图像估算该多个部分的血液动力学参数，从而测定该器官的血液动力学参数。对于每一部分，所述估算的血液动力学参数的精确度基于以下关系中的至少一种进行评定，ｉ）提取效率积（ＦＥ）与细胞间隙中造影剂分布容积（Ｖ↓［ｅ］）之间的关系；ｉｉ）血浆的空间容积（Ｖ↓［ｐ］）、ＦＥ和Ｖ↓［ｅ］之间的关系；以及ｉｉｉ）造影剂分布容积的值（Ｖ↓［Ｄ］）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及血液动力学参数的测定。
技术介绍
流经健康器官的血流如果遇到危急安全的情况可能会发生改变。血液动力学参数改变的性质可表明受影响的器官的成活力，从而表明需要介入。例如，冠状动脉闭塞可影响心肌的血液动力学参数。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种测定器官的血液动力学参数的方法，该方法包括从注射造影剂后获取的某一器官的多个部分的时序图像，对该器官的多个部分的血液动力学参数进行估算。对于每一部分，估算的血液动力学参数的精确度基于以下关系中的至少一种进行评定，(i)提取效率积(extraction efficiency product)(FE)与细胞间隙内造影剂分布容积(contrast distribution volume)(Ve)之间的关系；(ii)血浆的空间容积(Vp)与FE、Ve之间的关系；以及(iii)造影剂分布容积的值(VD)。可重复估算血液动力学参数，其中，每次估算假定血液动力学参数被确切地定值。可通过从图像测量的组织造影增强，部分地确定估算的血液动力学参数。获得估算的血液动力学参数之后，可基于这些血液动力学参数估算组织造影增强。测量的组织造影增强与估算的组织造影增强之间的任何差值可被看作误差因子，该误差因子可用作估算的血液动力学参数的校正系数。通过下文与附图的结合的详细说明，本专利技术的其它特征和优点将变得清楚明了。附图说明在说明本专利技术的具体实施方式的附图中，图1说明器官的房室模型；图2为组织造影增强与时间的关系曲线图；和图3为主动脉的造影增强与时间的关系曲线图。具体实施例方式血液流经活的器官。因此，本专利技术始于可通过在器官内引入造影剂、随后获得该器官(或其部分)的多个时序图像而确定器官(或其部分)的血液动力学参数的期望。假定一器官模型，其中(静脉内)注射的造影剂在器官内分布在两个隔室，即，血液空间和细胞间隙(如果由于局部缺血造成细胞膜受损就加上细胞的细胞内空间)。由于造影剂通常不能进入血细胞，血液空间可进一步简化为血浆空间。假定该器官是心脏，心肌组织的任何部分可如图1所示表示。上述心肌模型(图1)中关于静脉给药后的造影剂分布的符号的定义如下 FE血流量和提取效率乘积决定血浆和细胞间隙之间的造影剂输送速率。它具有血流量单位或ml·min-1·g-1，并可解释为每分钟每克完全除去造影剂的心肌组织FE ml的血浆或胞间液。对于房室模型，血流量(F)和提取效率(E)通常以乘积的形式紧密结合且各个不能与另一个分开确定。这是房室模型的主要缺陷。然而，如果清楚地理解以下限制，则FE仍有助于作为估算或替代血流量(1)根据提取效率的值通常小于1，它小于血流量；(2)在正常的心肌中，提取效率可能是均一的，然而，这可能不是心脏病突发的情况，在这种情况下的心肌缺血可能有与正常的心肌不同的E，并且在缺血的心肌内部，E值可能非常不均一。E提取效率是存在于到心肌的动脉入口处的血浆中的造影剂在血浆离开心肌的静脉出口时渗透到细胞间隙中的部分。提取效率、血流量(F)和毛细血管表面通透系数(PS)通过下列关系式被联系起来E=1-e-PSF]]>或者PS＝-F·ln(1-E)Q(t)在造影增强计算机X线断层摄影术(CT)的情况下，Q(t)为在注射显影剂以后在时间t时用心肌组织的亨斯菲尔德单位(HU)表达的增强。在我们的模型中，组织增强Q(t)当然由两部分组成。第一，血液空间的增强，其为血浆空间容积(Vp)和在时间t时的血浆增强(Cp(t))的乘积。第二，细胞间隙的增强，其为细胞间隙容积(Ve，更严格说应是细胞间隙中造影剂分布容积)与在时间t时细胞间隙的增强(Ce(t))的乘积Q(t)＝VpCp(t)+VeCe(t) 注意造影增强的C T测量心肌中的Q(t)和血管中的Cp(t)。VD这是造影剂在心肌中的分布容积。这个容积为Vp和Ve之和，即VD＝Vp+Vc。Vp为心肌中血浆容积。对于正常的心肌来说，Ve为造影剂在细胞间隙的分布容积。对于不正常的心肌来说，除了细胞间隙中的分布容积外，当肌细胞的细胞膜对造影剂变得可渗透时，Ve还包括肌细胞内的分布空间。在本专利技术的一个实施方式中，目的是用冠状CT血管造影术的时序确定血液动力学参数FE、Vp和VD。血液动力学参数的应用概述如下FE为心肌灌注测量的替代。在急性或者慢性MI中，它显示冠状动脉堵塞的严重性，并且显示冠状动脉的变窄或堵塞区域存在或不存在侧枝循环。在接下来的再次灌注干预中，它能证明该干预是否成功。Vp自身调节的生理学机理将表明，由于心肌灌注的减少，有活力的心肌会舒张以补偿灌注的减少，导致Vp不变或者升高。相反地，没有活力的缺血心肌将会失去自身调节能力，以至于Vp将开始从正常值下降。换句话说，我们可以用下列不匹配的矩阵来区分有活力的和没有活力的缺血的心肌。 -低于正常值--远远低于正常值+高于正常值VD正常的心肌的VD值为0.3～0.4ml·g-1。受损害的心肌(即肌细胞的细胞膜变得对造影剂通透)具有高于正常值的VD。如果受损伤的心肌恢复或者重塑，VD值将恢复正常水平。为了用CT给一个整个器官成像，需要获得一系列的图像，并且每一个图像代表一个穿过器官的薄片。所述“薄片”彼此平行并且彼此间隔，以使这一系列图像合起来代表所述的整个器官。各图像薄片具有一个厚度(大约5mm)。各图像薄片由像素值的矩阵表示，各像素表示一个大约2ml正方形和5ml厚的容量。因此，各像素，因为它代表一个容量，可以被认为是一个容量成分(voxel)。在根据本专利技术的一个方法中，器官被独立地扫描四次以获得四组包括所关心器官的图像。这四次扫描时间可以为注射造影剂后25s(T1)、1.5min(T2)、4min(T3)和10min(T4)、(实际上，这四次为平均时间，因为为了获得一个完整的系列图像，它会花一段短的时间来完成每一次CT扫描)。可以测量这四个时间点的各图像的各容量成分的心肌组织增强(Q(t))。因此，例如，图2表明注射造影剂之后，对于四个时间点处给出的图象薄片中的一个容量成分所测量的组织造影增强。图2结果是以2ml/s将40ml造影剂注射到29kg的狗体内并且使用下述扫描草案得到的。为了测量动脉(主动脉)增强(Cp(t))，在注射造影剂简短的时间之后，可以连续地或以短的时间间隔扫描器官，以获得预期的造影剂峰值。在这点上，如果按照常规的，这些图像是横向的图像以使各图像切过主动脉，则因为主动脉造影增强沿着主动脉长度方向应该是相对不变的，所以主动脉造影增强可以使用任何单个图像平面确定。达到峰值之后，主动脉增强曲线按指数规律地下降，并且在注射后的时间点1.5、4和10分钟处非常好地表现出特性。在这点上，因为在一个单独的扫描中的各图像片可以被认为是表明相同的主动脉增强的图像，所以从特定的时间点处扫描得到的各图像片可以用于建立该时间点的主动脉增强。图3表明，注射造影剂后，通过初始的连续扫描，接下来通过三个时间点处的测量(用确定组织造影增强所需的一系列图像)，测得的一个主动脉容量成分的主动脉造影增强。图3结果也是以2ml/s将40ml造影剂注射到29kg的狗体内并且使用下述扫描草案得到的。细胞间隙的质量平衡导致VcdCe(t)dt=FECp(t)-FECe(t)]]>dCc(t)dt+F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定器官的血液动力学参数的方法，包括：从注射造影剂之后获得的器官多个部分的时序图像，估算该多个部分的血液动力学参数；对于每一部分，基于以下关系中的至少一种评定所述估算的血液动力学参数的精确度（ｉ）提取效率积（ＦＥ）与细胞 间隙中造影剂分布容积（Ｖ↓［ｅ］）之间的关系；（ｉｉ）血浆空间容积（Ｖ↓［ｐ］）、ＦＥ和Ｖ↓［ｅ］之间的关系；以及（ｉｉｉ）造影剂分布容积的值（Ｖ↓［Ｄ］）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：婷Y李，
申请(专利权)人：罗伯特研究所，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]