[发明专利]用于提供肺通气信息的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于显示肺通气信息的系统，该系统包括：输入，其用于接收肺的多个CT图像，每个CT图像与呼吸循环中的至少两个不同时相中的一个时相对应；以及处理单元，其被配置为：

-比较与连续的时相对应的CT图像，以便确定每个时相的变形向量场，

-基于每个时相的变形向量场生成相应的通气图像，以及

-将通气图像空间地对准，

-并且，还包括用于显示肺通气信息的显示器。

本发明还涉及显示肺通气信息的方法和计算机程序产品。

背景技术

日本专利申请JP 2005-028121描述一种用于测量局部肺通气的系统。所述系统利用在吸入和呼出的时刻对肺的3D CT扫描。然后，将吸入图像和呼出图像对准，获得位移向量场。根据位移向量场而计算局部肺通气。执行对局部值的积分，以便获得总通气量。JP 2005-028121的图3显示将局部肺通气可视化的图。在该图中，指示扩张区域、收缩区域以及具有固定体积的区域。

JP 2005-028121的系统的一个问题是，输出图仅提供关于完整的呼吸循环的局部体积变化的信息。更详细的信息可以帮助医生、治疗者或研究者进行对所检查的肺的实际状况的更好的评估。

发明目的

本发明的目的是，使改进的对局部肺通气的评估成为可能。

发明内容

根据本发明的第一方面，通过提供一种用于显示肺通气信息的系统而实现该目的，该系统包括输入和处理单元。提供输入以便接收肺的多个CT图像，每个CT图像与呼吸循环中的至少两个不同时相中的一个时相对应。处理单元配置为：比较与呼吸循环中的不同时相对应的CT图像，以便确定每个时相的变形向量场；基于每个时相的变形向量场生成相应的通气图像；将通气图像空间地对准；以及针对经对准的通气图像的每一个中的至少一个共同位置而生成所述共同位置的通气值的时间进程的函数，函数中的每个通气值基于与经对准的通气图像对应的变形向量场。可以提供显示器，以便显示以下中的至少一个：通气或CT图像和所生成的函数的曲线图。

通过计算每个相变的局部通气，能够将收缩或扩张的程度递送至医师。能够针对肺中的任何用户选择的位置并针对呼吸循环期间的任何时刻而递送通气量，而不是作为整个呼吸循环的全局量。该系统使得能够在所有空间维度(2D或3D)中显示相关信息并同时地在时间维度中显示信息。所显示的通气图像示出被成像区域的肺通气分布，而(多个)曲线图显示一个或多个特定的位置或区域的局部通气的时间进程。可以自动地或通过用户交互而选择位置或区域。例如，可以选择肿瘤区域或具有健康组织的参考区域。利用根据本发明的系统，不仅能够执行对最大吸入和最大呼出状态的比较，而且还能够比较任何两个时相，从而产生对局部肺通气的时间测量。注意到，即使针对从最大吸入至最大呼出的转变而计算的通气在两个不同的位置处或对于两个患者而言是相同的，但时相间的通气也可能不同。来自所有时相间的通气图像的信息为早期癌症诊断提供更好的工具。

在根据本发明的系统的实施例中，将呼吸循环模型与所生成的函数拟合。可以将拟合模型与所生成的函数一起显示，以便将理论模型和所测量的通气特征图(profile)之间的差异可视化。此外，用于将呼吸循环模型与所生成的函数拟合的参数可以拥有有用的信息，例如通气幅度或通气相移。如果针对肺中的不同位置而确定这样的参数，则可以例如使用颜色编码来将这样的参数在显示相应的位置处的参数值的肺图谱中可视化。

在根据本发明的系统的另一实施例中，例如在处置的进程期间多次确定通气特征图。于是，可以将所生成的多个函数用于趋势分析。趋势分析可能得到显示通气特征图的序列。优选地，计算并显示诸如通气幅度和/或通气相移的重要的参数的趋势。

也有可能针对多个患者而确定通气特征图，并且，使用所获得数据，以便创建功能肺数据的统计模型，并且，将统计数据作为功能肺图谱而显示。

优选地，提供用户输入装置，该用户输入装置耦合至处理单元，并且，使用户能够在所显示的通气图像中选择至少一个共同位置。使用这些输入装置，医生、医师或检查者具有更近地观看特定的感兴趣位置处的局部肺通气的机会。