[发明专利]定量生物标记成像的校准

说明书

技术领域

下文总体涉及医学信息学以及使用生物标记的定量成像，并且结合跨不同成像流程对定量的生物标记的标准化的具体应用来进行描述。

背景技术

如由北美放射学会的发起者所定义的，定量成像是从医学图像提取可定量的特征，以用于评估正常或严重性、变化的程度，或者疾病、损伤或慢性病状况相对于正常的状态。这样的特征通常被定义为成像生物标记。生物标记被用于瞄准对象中的解剖学、功能和/或分子特征，并且实现在成像中的可定量的测量。基于生物标记的解剖学、功能和/或分子特征的分布和测量结果受成像模态和成像参数、(一个或多个)成像药剂以及所采用的数据处理算法的影响。

医学成像生物标记的代表性范例是：使用对比剂测量的血液灌注和流动特性、在异常组织中的放射性示踪剂的摄取、脑部中的异常蛋白质聚集的水平、由斑块造成的动脉阻塞的严重程度、心肌功能参数，以及患病肺组织的结构和纹理图案。

生物标记评估能够是对象中的测量的特征的间接结果并且能够基于额外的总体模型和假设。例如，生物标记测量血液灌注并且血液渗透性是对被施予到对象的对比剂的动态变化的成像的间接量度。

定量成像中的焦点着眼于研究和患者护理中的可重复的成像过程以及个体流程的标准化以产生可验证的结果。例如，在调查研究中，成像模态和参数、对比剂和浓度、以及数据处理的描述通常被包括在所报告的研究中。对患者的成像通常包括协议，所述协议隐含地或明确地指定成像模态和参数、对比剂、以及特定数据处理算法或软件的使用。对具体协议的选取包括权衡，并且能够包括医疗保健从业者和/或医疗保健组织偏好。评估期望的生物标记的适当的方法在其准确度、灵敏度和特异性的成像属性方面变化，并且对具体方法的选择涉及每种属性的考虑。例如，正电子发射断层摄影(PET)能够使用¹¹C-PIB、¹⁸F-Florbetapir或¹⁸F-Flutenmetamol，每种允许对阿尔兹海默症评估中的β-淀粉样斑块的成像，并且具有变化的属性和成本。利用新的参数和能力不断地更新成像模态。开发了新的对比剂，并且添加了新的技术以用于处理图像数据、测量生物标记、并且量化特征。

在变化发生时，医疗保健从业者或研究人员面临将当前结果与先前结果、正常结果进行比较，或者确定严重性，其中，所述比较涉及不同成像模态和/或参数、不同对比剂、和/或不同处理算法。例如，能够使用具有碘对比剂的动态对比增强计算机断层摄影(CT)、具有钆对比剂的动态对比增强磁共振成像(MRI)、或者具有¹⁸F-FDG或¹⁵O-H₂O对比剂的动态正电子发射断层摄影(PET)，间接地测量血流。医疗保健从业者可能面临将来自具有碘对比剂的动态对比增强CT的患者的当前结果与利用具有¹⁸F-FDG的动态PET执行的、来自另一医疗保健提供者的在先结果进行比较，以确定肿瘤在处置之间在脉管化中是否已经改变。研究人员可能受限于在辐射治疗研究中使用具有钆的动态对比增强MRI，并且想要对利用具有¹⁵O-H₂O对比剂的动态PET报告的另一可比较的研究进行的该研究的结果进行基准测试。

随着定量成像的不断发展，涌现了具体的技术，规范或正式的标准形式和/或改变，从一种技术到另一种技术的改变通常由于文化和/或货币压力而在组织中的滞后。有时当没有一种技术被确立为卓越时存在继续选择。然而，医疗保健从业者和/或研究人员面临跨不同技术的不清晰的比较以做出关于医疗保健选择和/或处置的价值的决策。

发明内容

本文描述的各方面解决了以上提及的问题和其他问题。

下文描述了一种用于校准定量生物标记成像的方法。多类别校准数据库被实施并且提供对在不同类别的成像流程之间的定量测量的校准。成像流程的类别能够通过生物目标、指示的生物学、成像模态和协议、数据处理算法、和/或对比剂而改变。针对个体成像流程实施校准以将未校准的定量测量结果变换为经校准的定量测量结果，从而用于评估正常或严重性、变化的程度，或者疾病、损伤或慢性病状况相对于正常的状态。