针对血管内介入的自动无足迹设备路线图的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及血管内介入的路线图。具体地，本发明涉及血管内介入的自动路线图的系统和对应的方法。此外，本发明涉及计算机程序单元和计算机可读介质。
【背景技术】
[0002]在X射线引导下的血管内过程，例如血管内主动脉瘤修复术(EVAR)期间，将导管和处置设备通过例如在腹部区域中的小切口插入血管。然后用户将工具移动到处置区，并且在X射线的控制下对病理进行处置。
[0003]血管内工具通常是无线电不透明的，并且在荧光检查图像中被明显对比。血管不是可见的，但是对比剂的注入暂时允许脉管内腔的可视化。通常在这样的过程期间采集若干血管造影图来控制关于解剖的设备的位置。
[0004]为了减少注入的对比剂的量，可以使用路线图可视化。例如，从US 2011/0 249794 Al中已知路线图。解剖信息可以被叠加在实况荧光检查图像上以允许没有对比剂的解剖的可视化。这可以使用在介入室中配准的介入前检查，例如分割的CT来实现。
[0005]此外，如果还没有改变X射线系统的位置，这也可以基于先前采集的血管造影图来进行。在这种情况下，根据参考血管造影图来计算表示脉管的掩膜图像。例如，掩膜图像或路线图图像可以对应于注入的帧或在注入的帧和无注入的帧之间的相减图像。然后结果可以被叠加在实况荧光镜帧上，带来在实况图像上的脉管足迹。当在图像中没有对象的运动时，该途径可以提供良好结果。
[0006]然而，当有一些运动时，比如归因于呼吸，掩膜图像可以包含许多伪影。具体地，伪影可以由在图像采集期间存在于脉管中的介入设备引起。得到的叠加图像可能是没有多大帮助的。例如，在通过相减生成的掩膜图像中，移动设备可以生成正和负足迹。当掩膜图像被叠加在荧光镜帧上时，设备可以出现三次。此外，这些伪影可以常常位于处置区，并且因此可以挡住在实况叠加帧中的设备的可视化。
[0007]通过使用减去实况帧的注入帧作为掩膜图像可以避免该问题。然而，因为相同的采集协议和/或剂量必须被用于两个图像序列，这约束了血管造影图和荧光检查的采集协议和/或剂量。
【发明内容】
[0008]因此，可能存在提供允许在血管内介入期间的增强的路线图可视化的系统和方法的需要。
[0009]本发明的目的通过独立权利要求的主题解决。另外的示范性实施例根据从属权利要求和以下描述中是显而易见的。
[0010]根据本发明的第一方面，提供了一种用于血管内介入的自动路线图的成像系统。所述系统包括X射线成像设备，所述X射线成像设备用于采集X射线图像和计算单元。所述X射线成像设备适于，当没有对比剂被注入脉管时，用存在于脉管中的介入设备采集第一 X射线图像。此外，X射线成像设备适于，当对比剂被注入脉管时，用存在于脉管中的介入设备采集第二 X射线图像。计算单元适于通过从第二 X射线图像减去第一 X射线图像来创建路线图图像。此外，计算单元适于自动地使在路线图图像中的介入设备的可见性最小化。
[0011]换言之，本发明的概念可以被视为在提供在掩膜图像生成期间明确地去除设备足迹的路线图并且可能地还提供路线图的可视化。这允许在采集的图像中具有对象的一些运动时，获得可使用的路线图。在第一途径中，为了增强路线图图像的质量，在血管造影图或主动脉造影图的注入和无注入帧中可以自动检测介入设备的足迹。随后，在生成路线图图像之前，在每帧中可以描绘介入设备。在第二途径中，在从彼此减去注入和无注入帧之后，通过对路线图图像进行过滤和饱和可以去除介入设备。在两个途径中，结果路线图图像不再包含介入设备的足迹，使得处置区是最佳可见的。
[0012]由此，所述系统有利地允许用于提供示出解剖结构(即脉管)的无设备路线图图像。该路线图可以，例如被叠加在实况荧光检查图像上而不挡住感兴趣的区域的可视化。
[0013]例如，所述系统和方法可以由例如在导管实验室中的成像系统结合动脉瘤处置、心脏瓣膜置换术和支架植入采用。具体地，其能够用于腹主动脉动脉瘤(AAA)的处置的腹部介入。例如在图像中可见的介入设备可以是具有球囊的线或导管和/或支架或支架移植。其中，所述系统以及方法提供路线图，即示出解剖没有介入设备的帧或帧序列，其可以帮助协助医师。
[0014]例如第一和第二X射线图像可以是血管造影序列的不同帧或图像。两个X射线图像示出了在脉管中的介入设备。然而，在第一 X射线图像中，没有对比剂存在于感兴趣的区域，即在图像中示出的区。在第二X射线图像中，存在对比剂。此外，可以从多个第二X射线图像减去第一X射线图像。多个第二X射线图像可以表示沿着时间轴的血管造影，其中，时间t指的是具体时间和图像。
[0015]通过X射线成像设备采集第一和第二X射线图像可以指示从数据库或计算机存储器检索图像。备选地，采集可以包括检测图像。
[0016]其中，从第二X射线图像减去第一X射线图像发生在X射线吸收域中。例如，相减可以包括形成差。此外，相减可以包括将对数函数应用到图像像素值，形成第一和第二X射线图像的像素值的差，并且将指数函数应用到结果。通过对图像进行相减，从相减结果中去除背景结构，例如骨骼。
[0017]此外，自动地使在路线图图像中的介入设备的可见性最小化可以指示去除或消灭在相减结果中的介入设备。自动地，可以指示介入设备的可见性的最小化发生，没必要与用户交互。
[0018]例如，计算设备可以是具有存储器单元的处理器。其中，计算单元可以包括，例如存储在计算单元并且由计算单元执行的算法，用于生成路线图图像，并且最小化介入设备的可见性。
[0019]根据本发明的示范性实施例，X射线成像设备适于用被插入脉管的介入设备采集至少一个当前，即实况荧光检查图像。计算单元适于通过将路线图图像与至少一个当前荧光检查图像组合来生成第一复合图像。其中，组合可以包括叠加或添加图像。X射线成像设备的采集几何结构在血管造影术期间和在实况荧光检查期间可以是相同的。第一复合图像可以表示或在显示器上可视化与脉管的解剖叠加的时间t的当前荧光检查图像。
[0020]根据本发明的又一示范性实施例，X射线成像设备适于用存在于脉管中的介入设备来采集参考荧光检查图像。例如，参考荧光检查图像可以是荧光检查序列的第一帧。计算单元适于自动地使在参考荧光检查图像中的介入设备的可见性最小化。此外，计算单元适于通过从当前荧光检查图像减去参考荧光检查图像来创建增强的当前荧光检查图像。增强的当前荧光检查图像，即相减结果可以表示在时间t的介入设备，可能地没有环境和/或背景。此外，计算单元适于通过将路线图图像与增强的当前荧光检查图像结合来生成第二复合图像。第二复合图像可以表示或在显示器上可视化与脉管的解剖叠加在时间t的设备。
[0021]根据本发明的又一示范性实施例，系统还包括显示单元，所述显示单元适于显示增强的当前荧光检查图像、第一复合图像和/或第二复合图像。显示单元可以包括一个或若干屏幕。可以同时地示出提到的图像。备选地，在显示单元上可视化以下图像中的一个:增强的当前荧光检查图像、第一复合图像和第二复合图像。
[0022]根据本发明的又一示范性实施例，自动地使介入设备的可见性最小化包括由计算单元在第一 X射线图像中、在第二 X射线图像中和/或在参考荧光检查图像中对介入设备的自动检测。此外，自动地使介入设备的可见性最小化还包括对检测到的介入设备的图像修补(in-painting)。其中，图像修补可以表示使介入设备的区适应于环境。此外，图像修补可以表示将介入设备的着色或填充与围绕介入设备的背景的颜色匹配。图像修补也可以表示设备吸收的建模、来自在设备的足迹上的像素值的观察的模型实例的估计，和来自图像的该模型实例的相减，由此恢复在设备下面的背景。比如，在导管或引线的情况下，模型可以是恒定吸收的细长管。通过设备自动探测器输出管足迹，并且吸收值被计算作为这样的值，一旦从设备足迹的像素的值中减去，确保在足迹的周围像素和在足迹上的像素之间的最佳结果背景连续性。代替恒定值，细长设备吸收也可以被建模为横截面吸收曲线，其可以用类似的技术进行估计。
[0023]根据本发明的又一示范性实施例，介入设备的自动检测基于在第一X射线图像中、在第二 X射线图像中和/或在参考荧光检查图像中的介入设备的对比值。备选地或额外地，介入设备的自动检测基于在第一X射线图像中、在第二X射线图像中和/或在参考荧光检查图像中的介入设备的几何结构。具体地，几何结构可以是细长对象。备选地或额外地，介入设备的自动