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体模及使用所述体模的扩散加权成像的方法 

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申请/专利权人:健康预警成像网络有限公司

摘要:本文中揭示用于使用体模进行扩散加权成像的设备及方法。一种实例性体模可包含安置于壳体内的参考部件,所述参考部件具有平行于所述壳体的长轴延伸的棒状形状,所述参考部件由包括多个微通道的材料形成,所述多个微通道沿着所述棒状形状的至少一部分纵向布置,且所述壳体的至少一部分可经形成以对人体躯干的形状进行仿真。

主权项:1.一种用于扩散加权磁共振成像的成像体模300,其包括:参考部件306,其安置于壳体302内,所述参考部件具有平行于所述壳体的长轴延伸的棒状形状,所述参考部件由包括多个微通道312的材料形成,所述多个微通道312形成在所述参考部件的所述材料中,其中所述多个微通道沿着所述参考部件的至少一部分纵向布置,且其中所述壳体的直径沿着所述壳体的所述长轴变化以对人体躯干的形状进行仿真,其中填充材料304填充所述壳体内及所述参考部件周围的体积,所述填充材料包含水溶液、凝胶、增稠剂或填充有水溶液的膨胀聚合物,所述填充材料形成多个区段,所述多个区段中的至少一些展现不同密度,所述参考部件延伸穿过填充材料的所述多个区段。

全文数据:包含具有微通道的参考部件的体模及使用所述体模的扩散加权成像技术领域本文中所描述的实例涉及可用于扩散加权成像的体模phantom及利用所述体模的成像技术。背景技术扩散加权成像DWI一般是指生物组织中的粒子扩散例如,水分子扩散的成像。举例来说,可使用磁共振成像MRI装置来执行所述成像。DWI可用于研究及治疗疾病,例如神经紊乱包含中风。一般来说,在生物组织中任何给定点处的扩散可由局部环境限制,且因此扩散成像可以微观水平提供对周围组织性质的指示。由于在患者中的给定空间点处的粒子可移动到生物组织内的任何其它相邻点,因此利用DWI获得的成像数据可不仅含有单个位移值,而且含有位移值的整个三维3D分布。原则上,与标准MRI图像的通常3D数据相比,DWI图像可含有至少六维数据。此较大数据集难以直观地显示于屏幕上,且在获取时为耗时的。为减少维度,可将扩散数据表达为扩散值,举例来说,可被视为沿着预定方向的表观扩散系数ADC。ADC常规地可为单个标量且提供所关注物质举例来说,水在样本内沿着特定方向的扩散率的测量。定量ADC值可帮助医师确定特定生物组织例如,器官是否如所预期地表现或所述特定生物组织是否功能异常。组织例如,器官可具有指示恰当功能的相关联ADC编号。非符合测量可为诊断及或治疗方案提供基础。发明内容本文中揭示实例性体模及使用所述实例性体模的扩散加权成像。一种实例性体模可包含安置于壳体内的参考部件,所述参考部件具有平行于所述壳体的长轴延伸的棒状形状,所述参考部件由包括多个微通道的材料形成,所述多个微通道沿着所述参考部件的至少一部分纵向布置,且其中所述壳体的至少一部分经形成以对人体躯干的形状进行仿真。一种实例性设备可包含体模。所述体模包含沿着所述体模的长轴安置的参考部件,所述参考部件包括多个中空纤维,其中所述体模经配置以由磁共振成像设备接收。一种实例性成像方法可包含:获得校准体模的扩散加权图像,其中所述校准体模经成形为人体躯干且包含延伸所述体模的长度的至少一个参考部件,所述至少一个参考部件包含多个微通道;基于所述扩散加权图像而确定包含所述多个微通道的所述至少一个参考部件的扩散值;及确立包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的经建模扩散值之间的关系。附图说明依据结合附图进行的以下描述及所附权利要求书将更完全地明了本发明的前述及其它特征。应理解,这些图式仅描绘根据本发明的数个实例且因此不应视为限制本发明的范围,本发明将通过使用附图而以额外特定性及细节描述本发明,在附图中:图1是根据本发明的实施例的成像系统布置;图2是根据本发明的实施例的在获得患者图像时的图1的成像系统的视图;图3A及3B是根据本发明的实施例布置的校准体模的示意性图解说明;图4是根据本发明的实施例布置的校准体模的示意性图解说明;图5是根据本发明的实施例布置的设备的示意性图解说明;图6是图解说明根据本发明的实例性计算装置的框图,所述实例性计算装置经布置以用于基于参考体模的ADC值而校正来自患者的ADC值;且图7是图解说明根据本发明的实例性计算机程序产品的框图,所述实例性计算机程序产品经布置以存储指令以用于提供定量患者图像;全部根据本发明的至少一些实施例来进行布置。具体实施方式在以下实施方式中,参考形成其一部分的附图。在各图式中,除非上下文另有规定,否则类似符号通常识别类似组件。在实施方式、图式及权利要求书中所描述的说明性实施例并非意在为限制性的。可在不背离本文中所呈现的标的物的精神或范围的情况下利用其它实例且可做出其它改变。将容易地理解,如本文中所大体描述及图中所图解说明的本发明的各方面可以各种各样的不同配置布置、替代、组合、分离及设计,本文中明确地预期所有所述不同配置。本发明尤其涉及一般关于或使用成像体模的方法、系统、产品、装置及或设备,所述成像体模至少包含安置于壳体内的参考部件。参考部件可具有沿着壳体的长轴延伸的棒状形状。参考部件可由包含多个微通道的材料形成,所述多个微通道沿着棒状形状的至少一部分纵向布置。壳体可以对人体躯干进行仿真的形状形成。本文中论述常规DWI的一些缺点以促进对本文中所描述的实例性体模及方法的了解。应理解,所述缺点仅为示范性的,且本文中所描述的体模或方法的实例可并非解决所描述缺点中的所有或甚至任何缺点。常规DWI的缺点可包含各种可控及不可控因素。定量DWI的一个问题是扩散值不仅取决于被成像的组织元件的结构性质,而且取决于成像条件。举例来说,扩散值可被表达为表观扩散值ADC,所述ADC可被表达为单个标量且提供对在样本内沿着特定方向的扩散率的测量。举例来说,不同MRI单元、成像参数及温度可影响ADC值。DWI的另一问题是ADC值不仅取决于局部扩散特性,而且取决于患者内的宏观变化例如患者厚度的改变。举例来说,颈部中具有特定所测量ADC值的点可给出与腹部中具有相同扩散特性的点不同的ADC值,例如,RF信号不仅取决于局部组织而且取决于周围组织的宏观分布包含厚度及密度。而且,不同解剖特征的扩散性质可并非是密度的简单函数。扩散性质可取决于组织架构,尤其是组织的细胞间隙、各向异性及曲折度例如,扭曲度。为获得定量有用的ADC值,可期望校准ADC值以补偿前述问题。在本发明的实例中,包括一或多个参考部件的校准体模其还可在本文中简单地称为体模可用于校准MRI装置以用于获得扩散加权图像。参考部件的扩散特性可经选择使得参考部件的ADC值模拟所要解剖特征的ADC值。体模可在患者扫描之前进行成像,且可存储体模的参考部件的ADC值。可接着使用所观察ADC值对真实ADC值例如,来自经建模数据的校准曲线来将患者扫描的所测量ADC值转换为经调整ADC值,此可补偿不想要的效应例如,温度及扫描仪变化。根据本文中所描述的一些实例,可使用包括至少一个参考部件的体模来确定由MRI单元获取的扩散图像,使得所述扩散图像较接近地表示被成像的组织的扩散特性。因此,可使用扩散图像来进行对疾病的经改进诊断,以界定治疗区或进行其它医疗决策。贯穿以下描述及实例,可在校准扩散加权MRI图像以产生用于诊断及或治疗的定量扩散值的上下文中描述说明性描述。然而,应理解,本文中所描述的实例可应用于校准一般来说提供与患者内的扩散有关的信息的任何成像装置。图1是根据本发明的实施例布置的成像系统。成像系统100可使用MRI机器来实施且包含成像台110。在图1中描绘成像系统100,其中体模105放置于成像台110上。成像系统100可用于获得患者及或体模的扩散值。实例性扩散值可为表观扩散系数ADC。可使用体模的扩散值来调整患者的所获得扩散值。在一些实例中,体模105可包含壳体,其中一或多个参考部件安置于所述壳体内。壳体可具有类似于患者的一部分例如患者的躯干的尺寸。所述尺寸可包含高度、宽度及或厚度。举例来说,体模105的总体形状可具有经选择以匹配例如,近似人体躯干的高度、宽度及厚度的高度、宽度及厚度。在一些实例中,尺寸例如,高度、宽度及厚度可经选择以匹配特定患者的躯干。在一些实例中,可基于特定患者群组例如,所有患者、特定年龄范围内的患者、成年患者、儿童患者、特定种族的患者及或具有特定体质指数的患者的代表尺寸而选择所述尺寸例如,高度、宽度及厚度。在一些实施例中,体模的直径或其它尺寸可随纵向位置而变化。举例来说,从体模的一端到另一端的线性降低例如以近似人体的外部表面,例如躯干或头部的形状。参考部件可具有充分大小以在扩散图像中为可见的。参考部件可包含具有经选择以匹配一或多个解剖特征例如,人体的解剖特征的扩散性质例如,各向异性扩散性质的扩散性质的参考部件。参考部件可经提供使得其通过举例来说在参考部件中的一或多者中提供微通道以匹配解剖特征的各向异性而匹配例如,近似解剖特征的扩散性质。在一些实例中,另外或替代地,组成参考部件的材料可具有经提供或经修改以匹配解剖特征的曲折度的曲折度。一般来说,参考部件可经提供以匹配任何解剖特征。实例性解剖特征包含但不限于脊髓、肺、肝、腹部接触面及胃。在一些实例中,体模105可包含经布置以对多个解剖特征进行仿真的参考部件。在一些实例中,体模105可包含经布置以对单个解剖特征进行仿真的一或多个参考部件。在一些实施例中,解剖特征可为脊髓。脊髓在许多扩散MRI图像中为突出的并伸展穿过身体的显著长度。体模105的参考部件可经配置使得参考部件的扩散性质近似匹配脊髓的扩散性质。在一些实施例中,参考部件可包含模拟脊髓的纵向各向同性、径向各向异性及或曲折度的细长通道例如微通道。体模105可具有处于各种尺度例如处于细胞尺度的一或多个结构性质,例如结构间距、各向同性、各向异性及曲折度。因此,体模105中的特征可具有在细胞尺度上变化的结构性质。在一些实施例中,参考部件可具有经定位且经选择以匹配解剖特征的非均质区域。在一些实施例中,参考部件可经形成以对人体脊髓进行仿真。为了对人体脊髓进行仿真,参考部件可具有不同于径向扩散特性的纵向扩散特性。举例来说,参考部件可延伸体模105的长度且具有类似于脊髓的棒状形状,并且可进一步由包含或产生伸展参考部件的至少一部分的微通道的材料形成。在使用期间,可将体模105放置于可为MRI机器的成像系统100的成像台110上。在一些实施例中,成像系统100可测量各种分子及元素例如水、碳-13、氟-19、钠-23及或磷-31的扩散性质以提供几个实例。在一些实施例中,可关于温度、压力、湿度、其它环境因素及其组合而控制可定位成像系统100的空间及或体模105。在其它实施例中,可记录环境因素并将其与参考条件进行比较。在已将体模105放置于成像系统100中之后,可获取并存储体模的图像。成像系统100及或与成像系统100进行通信的计算系统可计算体模105或包含于体模105中的参考部件中的至少一者的ADC值。图2是根据本发明的实施例的在获得患者图像时的图1的成像系统的视图。图2描绘图1的成像系统100,其具有位于成像台110上的患者200。患者200一般来说可为成像系统100可针对其而获得图像的任何对象。举例来说,患者200可为人类、动物或生物组织。成像系统100及或与成像系统100进行通信的计算系统可计算患者200的ADC值。成像系统100及或与成像系统100进行通信的计算系统可计算患者200的ADC值,可根据图1的体模105的ADC值而计算及或调整所述值。图3A及3B是根据本发明的实施例布置的体模的示意性图解说明。可使用图1的体模105来实施体模300。体模300包含壳体302、三个参考部件306、308及310以及填充材料304。虽然展示三个参考部件,但可使用任何数目个参考部件,包含1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多参考部件。参考部件可对各种解剖特征例如,哺乳动物器官及或组织的组织架构进行仿真。举例来说,体模300可用于校准DWI成像。在一些实施例中,壳体302可被形成为人体躯干的形状。另外,体模可经形成以模仿患者的躯干的形状及大小。在其中体模的总体形状及大小经成形为人体躯干的实施例中,参考部件的位置可经选择以便匹配例如,近似脊髓与人体躯干的侧边的关系。举例来说,与患者的正面相比,脊髓可较接近于患者的背面。因此,MRI信号为到达脊髓所传播穿过的组织的量及类型可针对不同方向为不同的。信号可进行传播的材料的量及类型的差异可导致不同ADC测量,此可需要在校准序列中被计及。因此,通过将参考部件放置于体模中例如,将图3A的参考部件308放置为更接近于体模300的背表面而非体模的顶部表面,校准图像可较好地近似人体生理学且因此提供经改进校准数据。在一些实施例中,除了为躯干形状之外,壳体302还可包含其它解剖特征。举例来说,壳体302可包含手臂、颈部、头部或其组合。在一些实施例中,壳体302可采取成人或儿童大小的整个身体的形式。在一些实施例中,壳体302的大小可经调整以大体上匹配或近似待扫描的患者的大小。举例来说,壳体可包含侧边部分,所述侧边部分可自身折叠,从而允许壳体302膨胀及收缩达所要量。在一些实施例中,壳体302与参考部件306到310中的每一者之间的体模300的体积可被填充有填充材料304。填充材料304可具有不同于参考部件306到310的扩散特性,且可模仿各种解剖特征的扩散特性。举例来说,填充材料304可形成于壳体302内及参考部件306到310周围,且可在整个密度上具有变化。在一些实施例中,填充材料304可由模仿除脊髓之外的解剖特征的材料形成,以模仿介于人体的脊髓与皮肤之间的各种解剖组织例如器官、脂肪、肌肉及骨。填充材料304的实例可包含水溶液、凝胶、增稠剂、填充有水溶液的膨胀聚合物。实例性水溶液可包含混合有盐的水或混合有甘油的水等。在一些实施例中,参考部件中的至少一者可定位于体模300内以模仿脊髓在人体躯干内的位置。经定位以模仿脊髓的参考部件可沿着体模300的整个长度形成且可为棒形状的。在一些实施例中,填充材料304可包含多种类型的填充材料,其中每一填充材料类型由分割区分离。每一填充材料类型可经选择以对不同解剖结构例如骨、脂肪、肌肉、肌腱或软骨进行仿真。在此实施例中,举例来说,三个参考部件中的至少一者可伸展穿过所有分割区,因此对脊髓进行仿真。参考部件可由一或多种材料形成。材料中的至少一者可包含薄芯微通道例如,中空纤维。微通道可具有大约一微米的内径例如,在一些实例中介于从1微米到100微米的范围内、在一些实例中介于从1微米到10微米的范围内的直径,以匹配例如,近似脊髓的组织架构。在一些实施例中,微通道的大小可经选择以匹配脑的细胞架构。此外,参考部件的至少一种材料可经选择以包含也可匹配例如,近似解剖特征例如,脊髓的扩散特性的不同轴向及或径向扩散特性。实例性材料包含来自透析管的透析过滤器,所述透析过滤器具有类似于脊髓的扩散特性例如,在径向方向上与在纵向方向上不同的扩散特性。在一些实例中,参考部件可包含纤维素聚合物,例如再生纤维素或纤维素酯。在一些实例中,参考部件可包含任何种类的碳管,所述碳管可生长为包含具有细胞膜量级的直径的管。在一些实施例中,可使用尸体的脊髓。参考部件可包含多个细长管,管壁含有流体且流体内的扩散由于管壁而在径向方向上受限制。在一些实例中,参考部件可包含多个细长部件,例如棒状或针状结构。在一些实例中,参考部件可包含一般可在平行堆叠式布置中对准的多个层例如聚合物层。参考部件可包含各向异性材料,例如经对准聚合物、液晶及或类似物。参考部件306到310可具有不同扩散特性。举例来说,不同扩散特性可归因于形成参考部件的材料的各向同性各向异性特性的变化。材料的各向异性特性可包含单轴各向异性例如,针对特定方向为第一扩散值且针对任何正交方向为第二扩散值、双轴各向异性例如,针对特定方向为第一扩散值、针对特定正交方向为第二扩散值且针对其它相互正交方向为第三扩散值,并且可显示各种其它各向异性特性解剖特征。在一些实例中,参考部件具有近似已知解剖特征的不同密度。在一些实例中,一或多个参考部件可对人体脊髓进行仿真且显示不同于径向扩散性质的纵向扩散性质。在一些实施例中,对人体脊髓进行仿真的又一个部件可包含在部件的纵向方向上延伸的微通道例如,沿参考部件的至少一部分延伸的中空纤维。参考部件306到310中的一者可由聚合物例如水溶性聚合物形成。实例性水溶性聚合物可为聚乙烯吡咯烷酮PVP,其可为均质的。水溶性聚合物的额外实例包含凝结剂、絮凝剂、两性共聚物及支化聚合物,仅举几例。每一参考部件306到310可具有不同百分比浓度的PVP,从而模拟不同方向上的不同扩散特性。在一些实施例中,参考部件可经选择以具有来自例如肩及肺以及腹部接触面等区的非均质区域。在其它实施例中,所述参考部件被填充有液体例如水或被填充有具有不同粘度的若干液体。参考部件可由材料形成,所述材料在所述材料内的不同方向上提供不同扩散特性。举例来说,参考部件可由针对轴向方向具有第一扩散值且针对径向方向具有第二扩散值的材料形成。在一些实例中,参考材料可由在两个以上方向上具有不同扩散特性的材料形成。在一些实施例中,参考部件306到310可由例如棒束、纤维材料、液晶、经拉伸聚合物等材料形成。这些各种其它材料可提供不同各向同性各向异性及曲折度特性。在一些实例中,参考部件可由形成微通道或包含微通道的材料形成,所述微通道可在不同方向例如径向及轴向上提供不同扩散值。举例来说,棒束可在所述束的个别棒之间形成微通道。形成或含有微通道的材料的其它实例可包含纤维、沸石、固体多孔聚合物及竹子,仅举几例。在一些实施例中,参考部件306到310可由包含形成于其中的微通道的单件材料形成,其中微通道在参考部件内形成中空纤维类型结构。图3B是根据本发明的实施例的体模300的横截面图。图3B的横截面图展示参考部件306到310相对于彼此及壳体302的位置的实例。在图3B的实例中,参考部件308可作为将位于人体躯干中的脊髓而定位。参考部件310展示为具有形成于其中的微通道12。微通道可模仿脊髓的轴突,所述轴突可被表征为沿着脊髓的至少一部分延伸的中空管。轴突还可显示某一曲折度且具有不同于径向扩散特性的纵向扩散特性。因此,微通道312可通过具有匹配例如,近似的扩散特性而模仿脊髓轴突。填充材料304可具有遍及体模300而不同的扩散特性及密度。举例来说,填充材料304可为各向异性的。在一些实施例中,填充材料304可由具有不同分子量的水溶性聚合物的水溶液形成。通过提供对人体躯干进行仿真的包含模拟脊髓的体模,体模可为成像系统例如图1的成像系统100提供经改进DWI参考。图4是根据本发明的实施例的体模的图解说明。体模400包含参考部件402及多个区段404包含区段406及408。体模400可使用举例来说图1的体模105来实施,且可提供校准体模以用于DWI。体模400可包含参考部件402及多个填充材料切片404。在一些实施例中,参考部件402可对人体脊髓进行仿真。在一些实施例中,多个区段404可由不同材料形成,使得每一区段可具有不同密度。举例来说,区段406可比区段408密度小或密度大。通过由多个区段404中的相应者提供不同密度,体模400的成像可对围绕参考部件402的不同解剖组织密度进行仿真。尽管将参考部件402展示为向下延伸到区段404的中心,但部件402的位置可处于其它位置中。举例来说,参考部件402可从区段404的中心轴偏移而定位以模拟脊髓在人体躯干内的位置。如此定位参考部件402可不仅在扩散特性上而且在布置上较接近地对人体躯干进行仿真。多个区段404可采取任何形状,且可举例来说经成形为圆、椭圆、楔形或矩形。在一些实施例中,区段404可模仿人体的形状。在一些实施例中,参考部件402可为从一端到另一端延伸贯穿体模500的圆柱形结构例如,棒状,所述圆柱形结构可近似脊髓的几何形状。在一些实施例中,区段404中的每一者及参考部件402可由具有与解剖特征相同或类似的扩散各向异性各向同性及曲折度的材料形成。在一些实施例中,可用具有不同大小及或扩散特性的区段替换多个区段404中的个别者。举例来说,多个区段404的子集可被替换使得体模400对待扫描的患者的形状及大小的躯干进行仿真,使得体模400的“胸部”区及“腹部”区近似患者。通过替换多个区段404中的一或多者,可调整体模400的总体大小。图5是根据本发明的实施例的设备的示意性图解说明。举例来说,设备500可为图1的成像系统100的图像处理组件的一部分,或与所述成像系统进行通信。设备500包含第一存储器505、第二存储器515、处理器525、体模图像510、患者图像512、显示装置535、输入装置540及定量患者图像530。尽管示意性地展示第一存储器及第二存储器,但应理解,这些存储器可位于相同或不同存储器装置上,且被描述为存储于所述存储器中的数据可跨越任何数目个存储器装置而散布。MRI脉冲序列可由本文中所描述的成像系统使用且可经设计以测量磁共振MR信号、稍后转瞬间重复进行测量且使用差异来观察因扩散所致的改变。可平行且垂直于一或多个各向异性方向而测量磁场梯度。使用磁场梯度可允许在人体内的每一点处重构此信号,且进一步描绘相对于所成像结构的各种方向的扩散的各种改变。可通常就ADC值来表达图像体素例如,三维像素。如所述,ADC值可为描述物质沿着特定方向的扩散的标量。常规技术的限制可为ADC值可受扫描仪硬件变化、脉冲序列的差异、大气变化例如温度、压力及湿度、成像器内的空间位置、患者厚度、患者密度及许多其它因素过度影响。因此,图像并非定量的例如,图像体素可对于信号强度的定性变化为有用的,但可并不呈现表示患者内的组织的实际扩散特性的值。本文中所揭示的方法及设备的一些实施例可克服或解决这些挑战中的某些挑战且可提供比目前可用的更准确的扩散图像校准。第一存储器505可用于存储体模图像510,且第二存储器515可用于接收并存储患者图像512。所有图像可经由有线或无线通信而从MRI成像装置例如图1的成像系统100接收。设备500还包含处理器525,所述处理器可基于图像及图像统计数据而使用本文中所描述的方法来调整患者图像512且创建新的定量患者图像530。在一些实施例中,处理器525计算包含于体模图像510及或患者图像512中的每一者中的体素例如,3D像素的平均值及噪声值。可依据图像中所界定的所关注区域ROI其可被手动、半自动或自动界定内的统计数据计算平均值及所述值。噪声值可为重要的,这是因为所述噪声值受例如血流、脂肪层及从MRI线圈到ROI的距离等因素影响。可将所述噪声值表示为标准偏差、方差、噪声功率谱、傅里叶Fourier分量、主分量、独立分量、纹理性质或任何其它度量。在一些实施例中,处理器525可进一步控制体模例如,体模105、300或400的参考部件的面积、体积及或位置。举例来说,可使用配准算法举例来说,使用点匹配配准算法、刚性配准算法或可变形配准算法来将已被加载到第一存储器505中的体模图像510与体模的模型自动进行比较。体模的模型可存储于可由设备500存取的任何存储器中。以此方式,ADC测量可由处理器525提取。处理器525可进一步确立体模图像510的每一部件的体素的统计数据与如所存储的每一部件的已知扩散性质之间的关系。在一些实施例中,可通过将一或多种函数形式拟合到所获取数据例如线性或二次方程式而确立所述关系。在其它实施例中,可使用相关技术、贝叶斯Bayesian推理、神经网络、机器学习算法或其它算法技术来形成存储于第一存储器505中的体模图像510与定量扩散值之间的关系。一旦确立关系,处理器525便可计算校正因子以应用于存储于第二存储器515中的患者图像512。从经校正图像,处理器525可创建可表示与患者图像512相关联的扩散特性的定量图像530。在一些实施例中,设备500可与显示装置535例如计算机监视器及输入装置540例如鼠标及或键盘进行互动。在一些实施例中,第二存储器515可含有一系列轴向2D图像,所述一系列轴向2D图像基于一或多个患者图像512而一起形成患者的完整3D表示。每一或大部分2D图像可含有解剖特征,例如脊髓。处理器525可修改每一轴向2D图像,使得脊髓具有与体模的参考部件的基于存储于第一存储器505中的体模图像510的图像统计数据相同的图像统计数据。参考部件图像可具有与解剖特征类似的扩散特性。举例来说,患者图像可经校正使得每一2D图像切片中的脊髓的平均ADC值具有与本文中所描述的体模的参考部件的ADC值相同的ADC值,其中参考部件可具有与脊髓匹配例如,近似的扩散各向异性。在实践中,可在获取患者图像512之前以类似几何形状、利用相同MRI脉冲序列且利用尽可能表示被扫描的患者的体模来尽快获取体模图像510。在其它实例中,在获取体模图像与患者图像之间可逝去时间,或反之亦然。在各种实施例中,可将处理器525提供为软件、硬件或其某一组合。举例来说,设备500可在一或多个服务器类计算机例如具有CPU板的PC,所述CPU板含有一或多个处理器,例如由加利福尼亚州圣克拉拉SantaClara,CA的英特尔公司IntelCorporation制造的酷睿Corei3、i5或i7或者志强Xeon族系的处理器上实施。处理器625还可包含用于存储关于上文所描述的方法的程序及或数据的主要存储器单元。存储器例如,第一存储器605及或第二存储器615可包含驻存于普遍可用的硬件例如一或多个专用电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA、电可擦除可编程只读存储器EEPROM、可编程只读存储器PROM、可编程逻辑装置PLD或只读存储器装置ROM上的随机存取存储器RAM、只读存储器ROM及或快闪存储器。在一些实施例中,可使用外部RAM及或ROM例如光盘、磁盘以及其它常见存储装置来提供程序。针对包含软件程序的实施例,可以若干种高级语言例如FORTRAN、PASCAL、JAVA、C、C++、C#、LISP、PERL、BASIC或任何适合编程语言来写入程序。另外,可以针对于驻存于目标装置上的微处理器的汇编语言及或机器语言来实施软件。图6是图解说明根据本发明的实例性计算装置600的框图,所述实例性计算装置经布置以用于基于参考体模的扩散值而校正来自患者DWI的扩散值。在一些实施例中,可将扩散值表达为ADC值,但对扩散值的表达为非限制性的。在非常基本的配置601中,计算装置600通常包含一或多个处理器610及系统存储器620。存储器总线630可用于在处理器610与系统存储器620之间进行通信。取决于所要配置,处理器610可为任何类型,包含但不限于微处理器μP、微控制器μC、数字信号处理器DSP或其任何组合。处理器610可包含又一个级别的高速缓存,例如一级高速缓冲存储器611及二级高速缓冲存储器612、处理器核心613及寄存器614。实例性处理器核心613可包含算术逻辑单元ALU、浮动点单元FPU、数字信号处理核心DSP核心或其任何组合。实例性存储器控制器615还可与处理器610一起使用,或在一些实施方案中存储器控制器615可为处理器610的内部部分。取决于所要配置,系统存储器620可为任何类型,包含但不限于易失性存储器例如RAM、非易失性存储器例如ROM、快闪存储器等或其任何组合。系统存储器620可包含操作系统621、一或多个应用程序622及程序数据624。应用程序622可包含校准程序623,所述校准程序经布置以从体模获得ADC值且基于已知经建模数据而校正ADC值,如本文中所描述。程序数据624可包含患者ADC校正数据625及或对于获得患者DWI的定量ADC值的实施方案有用的其它信息。在一些实施例中,应用程序622可经布置以在操作系统621上利用程序数据624进行操作,使得可执行本文中所描述的程序中的任一者。在图6中通过在基本配置601的虚线以内的那些组件图解说明此所描述基本配置。计算装置600可具有额外特征或功能性,及用以促进基本配置601与任何所需装置及接口之间的通信的额外接口。举例来说,总线接口控制器640可用于经由存储接口总线641促进基本配置601与一或多个存储装置650之间的通信。存储装置650可为可装卸式存储装置651、非可装卸式存储装置652或其组合。可装卸式存储装置及非可装卸式存储装置的实例包含磁盘装置例如柔性磁盘驱动器及硬盘驱动器HDD、光盘驱动器例如压缩光盘CD驱动器或数字多用盘DVD驱动器、固态驱动器SSD及磁带驱动器,仅举几例。实例性计算机存储媒体可包含以用于信息例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的存储的任何方法或技术实施的易失性及非易失性、可装卸式及非可装卸式媒体。系统存储器620、可装卸式存储装置651及非可装卸式存储装置652为计算机存储媒体的所有实例。计算机存储媒体包含但不限于RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字多用盘DVD或其它光学存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置,或者可用于存储所要信息且可由计算装置700存取的任何其它媒体。任何此类计算机存储媒体可为计算装置700的部分。计算装置600还可包含接口总线642,所述接口总线用于经由总线接口控制器640促进从各种接口装置例如,输出接口、外围接口及通信接口到基本配置601的通信。实例性输出装置660包含图形处理单元661及音频处理单元662,所述图形处理单元及所述音频处理单元可经配置以经由一或多个AV端口663而通信到各种外部装置例如显示器或扬声器。实例性外围接口670包含串行接口控制器671或并行接口控制器672,所述串行接口控制器或所述并行接口控制器可经配置以经由一或多个IO端口673而与外部装置例如输入装置例如,键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等或其它外围装置例如,打印机、扫描仪等进行通信。实例性通信装置680包含网络控制器681,所述网络控制器可经布置以促进经由一或多个通信端口682通过网络通信链路而与一或多个其它计算装置690进行通信。网络通信链路可为通信媒体的一个实例。通信媒体可通常由计算机可读指令、数据结构、程序模块或经调制数据信号例如载波或其它输送机制中的其它数据体现且可包含任何信息递送媒体。“经调制数据信号”可为如下信号:其特性中的一或多者是以使得在所述信号中编码信息的方式设定或改变。以实例而非限制方式,通信媒体可包含有线媒体例如有线网络或直接有线连接及无线媒体例如声学、射频RF、微波、红外IR及其它无线媒体。如本文中所使用的术语计算机可读媒体可包含存储媒体及通信媒体两者。计算装置600可实施为小外观尺寸便携式或移动电子装置例如移动电话、个人数据助理PDA、个人媒体播放器装置、无线网络手表装置、个人耳机装置、专用装置或包含以上功能中的任一者的混合装置的一部分。计算装置600还可实施为个人计算机,包含膝上型计算机及非膝上型计算机配置两者。图7是图解说明根据本发明的实例性计算机程序产品700的框图,所述实例性计算机程序产品经布置以存储指令以用于提供定量患者图像。可实施为包含计算机可读媒体706、计算机可记录媒体708、计算机通信媒体710或其组合的信号承载媒体702存储编程指令704,所述编程指令可配置处理单元以执行先前所描述的过程中的所有或一些过程。举例来说,这些指令可包含一或多个可执行指令,所述一或多个可执行指令用于致使成像系统例如成像系统100在基于校准ADC值而调整定量患者图像的ADC值之后提供所述定量患者图像,其中校准ADC值是从体模的图像获得。本发明将不受本申请案中所描述的特定实例限制,所述特定实例打算作为各种方面的图解说明。可在不背离本发明的精神及范围的情况下做出许多修改及实例,如所属领域的技术人员将明了。所属领域的技术人员将依据前述描述明了在本发明的范围内的功能上等效的方法及设备除本文中所列举的之外。此类修改及实例打算属于所附权利要求书的范围内。本发明将仅受所附权利要求书连同此权利要求书授权的等效物的全部范围限制。应理解,本发明不限于特定方法、试剂、化合物组成或生物系统当然,其可变化。还应理解,本文中所使用的术语仅用于描述特定实例的目的,且并非打算为限制性的。关于本文中实质上任何复数及或单数术语的使用,所属领域的技术人员可在适于上下文及或应用时从复数转变成单数及或从单数转变成复数。为清晰起见,可明确地陈述各种单数复数置换。所属领域的技术人员将理解,一般来说本文中所使用且尤其在所附权利要求书例如,所附权利要求书的主体中所使用的术语通常打算为“开放式”术语例如,术语“包含including”应解释为“包含但不限于”,术语“具有having”应解释为“至少具有”,术语“包含includes”应解释为“包含但不限于”等。所属领域的技术人员将进一步理解,如果有意图将所介绍权利要求叙述表述为特定数目,那么将在权利要求中明确地叙述此意图,且在无此叙述时,不存在此意图。举例来说,作为理解的辅助,以下所附权利要求书可含有说明性短语“至少一个”及“一或多个”的使用来介绍权利要求叙述。然而,此类短语的使用不应解释为暗指通过不定冠词“一a或an”介绍的请求要件将含有此经介绍权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅含有一个此叙述的实例,甚至当相同权利要求包含说明性短语“一或多个”或“至少一个”且例如“一a或an”的不定冠词例如,“一a及或an”应解释为意指“至少一个”或“一或多个”;对于用于介绍权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。另外,即使明确地陈述所介绍权利要求叙述的特定数目,所属领域的技术人员也将认识到,此叙述应解释为意指至少所叙述的数目例如,“两个叙述”的明了叙述,而无其它修饰语,意指至少两个叙述,或者两个或两个以上叙述。此外,在其中使用类似于“A、B及C中的至少一者”的惯例的那些实例中,一般来说,此构造打算指所属领域的技术人员将理解所述惯例的含义例如,“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及或同时具有A、B及C等的系统。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者”的惯例的那些实例中,一般来说,此构造打算指所属领域的技术人员将理解所述惯例的含义例如,“具有A、B或C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及或同时具有A、B及C等的系统。所属领域的技术人员将进一步理解,实质上表示两个或两个以上替代术语的任何转折字及或短语无论是在说明书中、权利要求书中还是在图式中均应被理解为涵盖包含所述术语中的一者、所述术语中的任一者或两个术语的可能性。举例来说,短语“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或“A及B”的可能性。另外,在本发明的特征或方面就马库西群组Markushgroup来描述的情况下,所属领域的技术人员将认识到,本发明借此还可就马库西群组的任何个别成员或成员的子群组来描述。如将由所属领域的技术人员理解,出于任何及所有目的例如就提供书面描述来说,本文中所揭示的所有范围还囊括任何及所有可能子范围及其子范围的组合。任何所列示范围可容易地被视为充分描述并使得相同范围能够被分解成至少相等的两等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性实例,本文中所论述的每一范围可容易地被分解成下三分之一、中三分之一及上三分之一等。如还将由所属领域的技术人员理解,例如“多达”、“至少”、“大于”、“小于”等等的所有语言包含所陈述的数目且是指可随后被分解成子范围的范围,如上文所论述。最后,如将由所属领域的技术人员理解,范围包含每一个别部件。因此,举例来说,具有1个到3个物项的群组是指具有1个、2个或3个物项的群组。类似地,具有1个到5个物项的群组是指具有1个、2个、3个、4个或5个物项的群组等等。尽管前述详细描述已经由使用框图、流程图及或实例而陈述装置及或过程的各种实例,但此类框图、流程图及或实例含有一或多个功能及或操作,将由所属领域的技术人员理解,可由宽广范围的硬件、软件、固件或实际上其任何组合来个别地及或共同地实施此类框图、流程图或实例内的每一功能及或操作。在一个实例中,可经由专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA、数字信号处理器DSP或其它集成格式而实施本文中所描述的标的物的数个部分。然而,所属领域的技术人员将认识到,本文中所揭示的实例的一些方面可作为在一或多个计算机上运行的一或多个计算机程序例如,作为在一或多个计算机系统上运行的一或多个程序、作为在一或多个处理器上运行的一或多个程序例如,作为在一或多个微处理器上运行的一或多个程序、作为固件或作为实际上其任何组合而全部或部分地等效实施于集成电路中,且鉴于本发明,针对软件及或固件的设计电路及或写入代码将恰好在所属领域的技术人员的技能范围内。举例来说,如果用户确定速度及准确度为最重要的,那么用户可选择主要为硬件及或固件的载具;如果柔性为最重要的,那么用户可选择主要为软件的实施方案;或者,再一次替代地,用户可选择硬件、软件及或固件的某一组合。另外,所属领域的技术人员将了解,本文中所描述的机构能够分配为呈各种形式的程序产品,且本文中所描述的标的物的说明性实例同样适用而不论用于实际上实施分配的信号承载媒体的特定类型如何。信号承载媒体的实例包含但不限于以下各项:可记录类型媒体,例如软盘、硬盘驱动器、压缩光盘CD、数字多用盘DVD、数字磁带、计算机存储器等;及发射类型媒体,例如数字及或模拟通信媒体例如,光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等。所属领域的技术人员将认识到,以本文中所陈述的方式描述装置及或过程,且此后使用工程实践来将此类所描述装置及或过程集成到数据处理系统中在此项技术内为常见的。也就是说,本文中所描述的装置及或过程的至少一部分可经由合理量的实验集成到数据处理系统中。所属领域的技术人员将认识到,典型数据处理系统通常包含以下各项中的一或多者:系统单元壳体;视频显示装置;存储器,例如易失性及非易失性存储器;处理器,例如微处理器及数字信号处理器;计算实体,例如操作系统、驱动器、图形用户接口及应用程序;一或多个互动装置,例如触摸垫或触摸屏;及或控制系统,其包含反馈回路及控制电动机例如,用于感测位置及或速度的反馈;用于移动及或调整组件及或数量的控制电动机。可利用任何适合市售组件例如,通常存在于数据计算通信及或网络计算通信系统中的所述组件来实施典型数据处理系统。本文中所描述的标的物有时图解说明含纳于不同其它组件内或与所述不同其它组件连接的不同组件。应理解,此类所描绘架构仅仅为实例,且实际上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上,实现相同功能性的任何组件配置为有效地“相关联”使得实现所要功能性。因此,可将本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件视为彼此“相关联”使得实现所要功能性,而无论架构或中间组件如何。同样,如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现所要功能性,且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可以可操作地耦合”以实现所要功能性。可以可操作地耦合的特定实例包含但不限于可物理配合及或物理互动的组件及或可以无线方式互动及或以无线方式互动的组件及或以逻辑方式互动及或可以逻辑方式互动的组件。尽管本文中已揭示了各种方面及实例,但所属领域的技术人员将明了其它态样及实例。本文中所揭示的各种方面及实例均为出于图解说明的目的且并非打算为限制性的,其中真实范围及精神均由所附权利要求书指示。

权利要求:1.一种成像体模,其包括:参考部件,其安置于壳体内,所述参考部件具有平行于所述壳体的长轴延伸的棒状形状,所述参考部件由包括多个微通道的材料形成,所述多个微通道沿着所述参考部件的至少一部分纵向布置,且其中所述壳体的至少一部分经形成以对人体躯干的形状进行仿真。2.根据权利要求1所述的成像体模,其中填充材料安置于所述壳体内及所述参考部件周围,所述填充材料遍及所述壳体而提供各种密度。3.根据权利要求1所述的成像体模,其中多个填充材料区段安置于所述参考部件周围,所述多个填充材料区段中的每一者由不同材料形成。4.根据权利要求3所述的成像体模,其中所述多个填充材料区段中的相应者由具有不同扩散特性的材料形成。5.根据权利要求1所述的成像体模,其进一步包括第二参考部件,所述第二参考部件具有与所述参考部件不同的扩散特性。6.根据权利要求1所述的成像体模,其中所述参考部件具有为纵向上各向同性及径向上各向异性的扩散特性。7.根据权利要求1所述的成像体模,其中所述参考部件由多个聚合物纤维形成。8.一种设备,其包括:体模,其中所述体模包括:参考部件,其沿着所述体模的长轴安置,所述参考部件包括多个中空纤维,其中所述体模经配置以由磁共振成像设备接收。9.根据权利要求8所述的设备,其中所述参考部件具有伸长方向,且所述多个中空纤维与所述伸长方向对准。10.根据权利要求8所述的设备,其中所述体模包括人体躯干形状的部分。11.根据权利要求8所述的设备,其中所述中空纤维包括聚合物。12.根据权利要求8所述的设备,其进一步包括安置于所述参考部件周围的外壳,其中所述外壳经形成以对人体躯干进行仿真。13.根据权利要求12所述的设备,其中所述外壳包含垂直于所述参考部件而安置的多个填充材料切片,且其中所述多个填充材料切片中的每一者由不同材料形成。14.根据权利要求13所述的设备,其中所述多个填充材料切片中的每一者具有不同扩散特性。15.根据权利要求8所述的设备,其中参考材料包含液体。16.一种方法,其包括:获得校准体模的扩散加权图像,其中所述校准体模经成形为人体躯干且包含延伸所述体模的长度的至少一个参考部件,所述至少一个参考部件包含多个微通道;基于所述扩散加权图像而确定包含所述多个微通道的所述至少一个参考部件的扩散值;及确立包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的经建模扩散值之间的关系。17.根据权利要求16所述的方法,其中确立包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述经建模扩散值之间的关系包括:将包含所述多个微通道的至少所述一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述经建模扩散值进行比较;及确定包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述经建模扩散值之间的统计关系。18.根据权利要求16所述的方法,其进一步包括:获得患者的扩散加权图像;基于所述扩散加权图像而确定所述患者的扩散值;及基于包含所述多个微通道的至少所述一个部件的所述所确定扩散值与包含所述多个微通道的所述至少一个部件的所述经建模扩散值之间的所述关系而调整所述患者的所述扩散值。19.根据权利要求16所述的方法,其中获得校准体模的扩散加权图像,其中所述校准体模对人体躯干进行仿真且包含延伸所述体模的长度的至少一个部件,所述至少一个部件包含多个微通道,包括:将一系列磁脉冲发射穿过所述校准体模;在每一脉冲之后测量所述校准体模的磁响应;及基于在每一脉冲之后所述校准体模的所述所测量磁响应而构建所述校准体模的所述扩散加权图像。20.根据权利要求19所述的方法,其中在磁成像装置上执行获得校准体模的扩散加权图像,其中所述校准体模对人体躯干进行仿真且包含延伸所述体模的长度的至少一个部件,所述至少一个部件包含多个微通道。21.根据权利要求16所述的方法,其中所述扩散值为表观扩散系数值。22.一种成像体模,其包括:壳体,其包含参考部件及多个分割区,其中所述参考部件经配置以模仿人体脊髓且平行于所述壳体的长轴而安置并沿所述长轴延伸,其中所述参考部件包含沿所述参考部件的至少一部分延伸的微通道,且其中所述多个分割区中的每一者包含相应填充材料。23.根据权利要求22所述的成像体模,其中所述壳体的大小及形状模拟人体躯干。24.根据权利要求22所述的成像体模,其中所述多个分割区中的每一者安置于所述参考部件的相应部分周围及所述参考部件的所述相应部分与所述壳体的壳之间。25.根据权利要求22所述的成像体模,其中所述多个分割区中的每一者的填充材料的密度为不同的。26.根据权利要求22所述的成像体模,其中所述微通道由一束中空纤维形成。

百度查询: 健康预警成像网络有限公司 体模及使用所述体模的扩散加权成像的方法

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