本发明涉及用于确定血管处置的增强图像的装置、用于确定血管处置的增强图像的医学系统、用于确定血管处置的增强图像的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。
背景技术：
在血管处置中，例如在要处置心脏狭窄的经皮腔内冠状动脉成形术(ptca)中，需要提供与血管处置有关的信息。诸如被提供在血管造影x射线投影图像上的影像被频繁地使用。
在us2012/0134567a1中，血管造影x射线成像系统通过根据一组图像生成平均图像来提供增强的图像特征可视化。
us2013/011041a1涉及用于产生物理物体的图像的系统和方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。为了提供示出导丝状态信息的改善的支架增强减影，提供了这样的系统和方法：所述方法包括以下步骤：在第一多幅第一图像中追踪预定的第一特征和预定的第二特征，所述第一多幅第一图像展现第一标准；并且确定第一特征变换；并且确定相对于所述第一特征变换的第二特征变形向量场；关联并记录对应于至少两个相位属性的第二特征变形向量场；在展现第二标准的至少一幅第二图像中追踪所述预定的第一特征；确定基于第一特征的跨标准、基于第一特征的跨相位变换以及对应于匹配的相位属性的所述第二特征变形向量场；并且基于恢复的物理变形来生成组合的跨标准图像。
wo03/043516a2描述了用于显示包括在身体器官中移动和/或定位工具的医学介入的图像序列并且用于在医学介入期间处理所述图像的医学观察系统，该工具由支撑件承载，至少一个标记物在相对于所述工具的预定位置处被附接到所述支撑件，所述工具包括用于采集图像序列的器件，其中：提取器件用于自动提取被附接到工具支撑件且既不属于工具也不属于身体器官的至少一个标记物并且产生标记物位置信息；计算器件用于根据标记物位置信息自动导出工具位置信息，并且增强器件用于改善工具和/或身体器官的可见性以便核查医学介入阶段是否被成功执行。
us2012/140998a1描述了用于增强支架可见性的方法，所述方法包括采集包括多个测试帧的一组图像帧。在测试帧中定义被均匀分布在支架的图像内的一组测量点。在每个测量点周围定义局部图像背景。计算将测试帧的局部图像背景与参考图像的局部图像背景相关的非刚性变形场。所述非刚性变形场通过使测试帧的局部图像背景与参考图像的局部图像背景之间的相似度函数最大化来进行优化。优化的非刚性变形场用来使多个测试帧中的支架的图像变形，并且对来自测试帧的支架的非刚性变形图像进行组合。显示具有被叠加在其上的支架的组合图像的图像帧。
然而，即使当图像被提供为平均图像时，也难以在血管造影图像上看见可植入心脏设备(例如，支架)和部署这些设备的器件。这意味着难以将心脏设备部署在正确位置处，例如将支架定位在狭窄的位置处。难以确定支架是否已经被正确部署，例如是否被完全展开。难以确定支架是否破损或以其他方式损坏，例如是否在沿着其长度的位置处具有减小的直径。
技术实现要素：
具有用于确定血管处置的增强图像的改进的技术将会是有利的。
在一方面中，提供了如权利要求1所述的一种用于确定血管处置的增强图像的装置。在另一方面中，提供了如权利要求13所述的一种用于确定血管处置的增强图像的系统。在另一方面中，提供了如权利要求14所述的一种用于确定血管处置的增强图像的方法。在另一方面中，提供了如权利要求15所述的一种用于控制装置的计算机程序单元，并且在另一方面中，提供了如权利要求16所述的计算机可读介质。
本发明的目的利用独立权利要求的主题来解决，其中另外的实施例被并入从属权利要求。应当注意，本发明的以下描述的方面也应用于用于确定血管处置的增强图像的装置、用于确定血管处置的增强图像的医学系统、用于确定血管处置的增强图像的方法以及计算机程序单元和计算机可读介质。
根据第一方面，提供了一种用于确定血管处置的增强图像的装置，包括：
-输入单元；
-处理单元；以及
-输出单元。
所述输入单元被配置为提供包括血管结构的感兴趣区域的表示的多幅图像。所述多幅图像中的每幅图像包括与被配置为在所述血管处置中使用的至少一个工具相关联的至少一个定位特征的图像数据，并且所述多幅图像中的每幅图像包括与所述至少一个工具相关联的图像数据。所述处理单元被配置为确定针对所述多幅图像中的图像中的每幅图像的配准信息。所述处理单元还被配置为根据针对所述图像中的每幅图像的所述配准信息从所述多幅图像中选择至少两幅图像。所述处理单元还被配置为确定得自所述至少两幅图像的增强图像，其中，所述增强图像提供所述至少一个工具的增强的可见性。所述输出单元被配置为输出表示所述增强图像的数据。
术语“血管处置”与在可用于血流通过血管节段的开口宽度方面对血管结构有影响的流程有关。例如，血管处置与经皮腔内冠状动脉成形术(ptca)或经皮冠状动脉介入(pci)有关。例如，提供了介入设备(例如，用于扩张和支架递送的球囊以及用于动脉瘤血栓的可拆卸线圈)的使用。在范例中，血管处置要被应用或已经被应用在狭窄的位置处。在范例中，血管处置是血管再造。血管处置例如可以已经通过使用球囊来打开动脉并部署支架。
以此方式，向临床医生提供了这样的能力：提供了从采集的图像集得到的、与该采集的图像集的用于提供特定增强图像的不同子集有关的不同的增强图像信息。在范例中，能够提供致力于支架的稳定化和/或支架标记的稳定化的增强图像，其中例如能够接受的是支架几何结构的变形。在范例中，能够提供致力于准确的支架几何结构的增强图像，其中，例如将会接受的是能用于确定特定增强图像的图像的数量可以来自于采集的图像集的相对小的子集。换言之，用于提供准确的支架几何结构的图像可以是从所采集的与一个特定心动周期相位有关的图像得到的。心动周期中的这样的固定相位能够得到具有几乎完全相同的几何性质的例如支架的图像：相同的缩短和/或相同的扭转和/或相同的弯曲。在范例中，配准信息能够与支架的这样的几何特征有关，这样的几何特征可以与支架本身或例如支架位于其周围的导丝上的标记有关。以此方式，几何相似的支架的图像能够被组合以提供支架的增强图像，并且不需要知晓实际的心动周期相位。类似地，在范例中，能够提供致力于支架的支柱的可视化的增强图像，再次接受的是用于提供增强图像的图像可以是从所采集的与一个特定心动周期相位有关的图像得到的。此外，在范例中，增强图像能够针对专门任务的可视化(例如，斑块的可视化)进行优化，接受的是支架的图像质量可以被损害。
以此方式，提供了这样的增强图像：其提供了诸如支架的特征的增强的可见性并且额外地提供了减小的噪声。在范例中，增强图像使得能够更好地判断设备的几何性质。临床医生能够例如根据采集的图像集或运行来确定狭窄是否已经被正确地处置，支架是否被正确地定位，能够在狭窄的位置处确定定量冠状动脉血管造影(qca)值，并且能够确定支架是否已经破坏。qca是血管的更小直径节段相比于参考直径的比率。参考直径是在血管健康的情况下血管在该位置处应当具有的直径，并且被认为是狭窄的空间上任一侧的血管的直径。而且，能够向临床医生提供能够用于诊断斑块质量的增强图像。
在范例中，确定增强图像包括将至少两幅图像的至少部分加在一起。在范例中，确定增强图像包括将至少两幅图像的至少部分一起平均化。
在范例中，所述处理单元被配置为根据针对所述至少两幅图像中的图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
根据定位特征确定的增强图像应当被理解为通过如下方式确定的增强图像：使用定位特征(例如，一个或多个标记)作为固定参考，从而使得图像能够被组合以提供在定位特征以及因此工具的位置中和附近的增强。
在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的工具位置信息；并且根据所述工具位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。以此方式，所述装置能够用于提供所述工具的改善图像或增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的身体元素位置信息。所述处理单元还被配置为根据所述身体元素位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。以此方式，所述装置能够用于提供血管结构的感兴趣区域的改善图像或增强图像。
在范例中，所述配准信息包括所述至少一个定位特征。换言之，至少一个定位特征的位置能够用于选择适合用于一起用于提供增强图像的图像。例如，随着患者的身体移动，至少一个定位特征能够移动，并且至少一个定位特征的这种移动能够与患者的移动相关。换言之，在呼吸周期和/或心动周期期间，至少一个定位特征能够例如随着患者呼吸并随着患者的心跳以连续方式移动。或者，换言之，图像中的至少一个定位特征表示当采集图像时在至少一个定位特征的位置处的患者的身体的位置，并且这能够用于确定所采集的用于选择图像的配准信息。然后，能够在那些图像之间的至少一个定位特征的位置处的患者的身体的区域相似的地方采集图像。换言之，在范例中，能够选择对应于呼吸周期和/或心动周期中的相同的时间点或基本上相同的时间点的、能够一起用于提供增强图像的图像。或者，换言之，随着患者呼吸和患者的心跳，采集的影像将会移动。例如，心脏的一个腔室中的心肌收缩并挤出血液，而另一个腔室中的肌肉松弛并充盈血液。心脏实际上通过扭转运动而连续拧出血液，像拧拖把一样。血管系统的影像被类似地扭转，其中血管、导丝、支架的投影图像被连续缩短、弯曲和扭转。例如，导丝、血管和/或支架能够沿着其长度弯曲，将其一部分带向观察者，而另一部分被扭转离开(引起缩短)，并且甚至沿着长度遭受扭转。然而，通过确定包括至少一个定位特征的配准信息，能够选择在心动周期和/或呼吸周期的相同或相似的“扭转”或“拧动”周期中的图像，以便这些图像能够一起用于提供增强图像。换言之，能够选择遭受相同的扭转和/或拧动和/或其他类型的移动的图像，以便这些图像能够一起用于提供增强图像。
在范例中，所述配准信息包括表示心动周期的预定相位的信号数据。以此方式，能够向临床医生提供与他们选取的心动周期的预定义相位有关的增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为从所述至少两幅图像中选择参考图像。所述处理单元还被配置为通过将来自所述至少两幅图像中的不是所述参考图像的至少一幅其他图像中的所述至少一个定位特征匹配到所述参考图像中的所述至少一个定位特征来将所述至少一幅其他图像与所述参考图像进行配准。
术语“参考图像”与这样的图像有关：其正被用作参考或基准，在将其他图像配准到该图像中有用。例如，参考图像能够被选择为这样的图像：在所述图像内，以可见且不同的方式表示至少一个定位特征，使得能够手动地或自动地定位和/或识别和/或勾画所述至少一个定位特征。
换言之，能够通过将(一幅或多幅)图像扭曲到特定参考位置来完成运动补偿。换言之，由于在至少一个定位特征的位置处的图像区域相对于背景结构的对比度增加，因此为增强图像提供了改善的可见性。
在范例中，存储单元被配置为提供与工具的尺寸和/或形状和/或血管结构的尺寸和/或形状有关的工具和/或血管结构信息。所述处理单元然后被配置为根据工具和/或血管结构信息来确定配准信息和/或根据工具和/或血管结构信息来确定得自至少两幅图像的增强图像。换言之，所述存储单元被配置为存储预定义的几何(工具)构造，例如，已知的(理想的)标记间距和/或正确部署的支架的形状，并且该已知信息能够在生成增强图像中使用。以此方式，所述处理单元能够例如在准确部署的状态下或在各种部署状态下使用已知的信息(例如，导丝上的标记之间的间距或支架的几何结构，以促进处理单元确定增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为根据所述配准信息来确定多幅增强图像。
根据第二方面，提供了一种用于确定血管处置的增强图像的医学系统，所述系统包括：
-图像采集单元；以及
-根据前述范例中的任一个所述的用于确定血管处置的增强图像的装置；
所述图像采集单元被配置为采集所述多幅图像。
通过提供用于确定血管处置的增强图像的医学系统，向临床医生自动提供所需的与血管处置有关的图像，以便确定这样的处置是否将会成功或已经成功。临床医生能够诊断斑块质量，确定支架是否将要被定位在正确位置处，确定支架是否已经被定位在正确位置处，确定支架是否已经足够展开，以及确定支架是否已经破损。临床医生能够基于采集的血管造影图像运行来这样做，并不必借助于用于血管处置评价的其他技术，例如，血管内超声(ivus)，这会增加处置的持续时间和成本两者。还能够向临床医生提供使得qca能够被准确确定的数据。
根据第三方面，提供了一种用于确定血管处置的增强图像的方法，包括：
a)提供包括血管结构的感兴趣区域的表示的多幅图像，其中，所述多幅图像中的每幅图像包括与被配置为在所述血管处置中使用的至少一个工具相关联的至少一个定位特征的图像数据，并且所述多幅图像中的每幅图像包括与所述至少一个工具相关联的图像数据；
b)确定针对所述多幅图像中的图像中的每幅图像的配准信息；
c)根据针对所述图像中的每幅图像的所述配准信息从所述多幅图像中选择至少两幅图像；
e)确定得自所述至少两幅图像的增强图像，其中，所述增强图像提供所述至少一个工具的增强的可见性；并且
f)输出表示所述增强图像的数据。
在范例中，所述配准信息包括所述至少一个定位特征。
在范例中，所述配准信息包括表示心动周期的预定义相位的信号数据。
在范例中，步骤e)包括根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述方法包括：
d)从所述至少两幅图像中选择参考图像；并且
其中，步骤e)包括通过将来自所述至少两幅图像中的不是所述参考图像的至少一幅其他图像中的所述至少一个定位特征匹配到所述参考图像中的所述至少一个定位特征来将所述至少一幅其他图像与所述参考图像进行配准。
根据另一方面，提供了一种控制如前所述的装置的计算机程序单元，在所述计算机程序单元由处理单元运行时，所述计算机程序单元适于执行如前所述的方法的步骤。
根据另一方面，提供了一种计算机可读介质，其已经存储了如前所述的计算机程序单元。
有利地，由以上方面中的任一个提供的益处等同地应用于所有其他方面并且反之亦然。
参考下文描述的实施例，以上方面和范例将是明显的并且得到阐明。
附图说明
在下文中，将参考以下附图来描述示范性实施例：
图1示出了用于确定血管处置的增强图像的方法的范例；
图2示出了用于确定血管处置的增强图像的装置的范例的示意性设置；
图3示出了用于确定血管处置的增强图像的医学成像系统的范例的示意性设置；
图4示出了用于确定血管处置的增强图像的医学成像系统的另范例的示意性设置；
图5a至图5f示意性地图示了血管处置；
图6图示了在确定增强图像时的步骤的范例。
图7是由组合来自图像序列的多幅图像形成的图像的示意性图示，其中，配准信息尚未用于从该序列中选择特定图像。
图8是由组合来自图像序列的多幅图像形成的另一图像的示意性图示，其中，配准信息尚未用于从该序列中选择特定图像。
图9示出了通过在图7中示出的示意性图示呈现的图像。
图10示出了通过在图8中示出的示意性图示呈现的图像。
图11是由组合来自图像序列的多幅图像形成的四幅图像的示意性图示，其中，在那些情况的三种情况下，配准信息已经用于从该序列中选择特定图像。
图12示出了通过在图11中示出的示意性图示呈现的图像。
具体实施方式
图1示出了用于确定处于其基本形式的血管处置的增强图像的方法10。所述方法包括以下步骤：
在提供步骤12(也被称为步骤a))中，提供包括血管结构的感兴趣区域的表示的多幅图像。所述多幅图像中的每幅图像包括与被配置为在所述血管处置中使用的至少一个工具相关联的至少一个定位特征的图像数据，并且所述多幅图像中的每幅图像包括与所述至少一个工具相关联的图像数据。
在第一确定步骤14(也被称为步骤b))中，确定针对所述多幅图像中的所述图像中的每幅图像的配准信息。
在选择步骤16(也被称为步骤c))中，根据针对所述图像中的每幅图像的所述配准信息从多幅图像中选择至少两幅图像。
在第二确定步骤20(也被称为步骤e))中，确定得自所述至少两幅图像的增强图像。所述增强图像提供所述至少一个工具的增强的可见性。
在输出步骤24(也被称为步骤f))中，输出表示所述增强图像的数据。
在范例中，步骤e)包括根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的工具位置信息；并且根据所述工具位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述增强图像包括所述工具的增强图像。以此方式，所述装置能够用于提供所述工具的改善图像或增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的身体元素位置信息；并且根据所述身体元素位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述身体元素位置信息包括血管结构位置信息，例如，所述血管结构的几何布局。
在范例中，所述增强图像包括所述血管结构的增强图像。以此方式，所述装置能够用于提供所述血管结构的所述感兴趣区域的改善图像或增强图像。
在范例中，所述方法包括根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的特征位置信息的步骤。在范例中，步骤e)包括根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述特征位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述特征位置信息来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的工具位置信息；并且根据所述工具位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述特征位置信息来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的身体元素位置信息；并且根据所述身体元素位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，针对所述多幅图像中的图像的配准信息与针对所述多幅图像中的所述图像的采集时间相关联。
根据范例，所述配准信息包括所述至少一个定位特征。
根据范例，所述配准信息包括表示心动周期的预定义相位的信号数据。
根据范例，所述配准信息包括几何特性或信息。例如，配准信息能够与一个或多个标记的位置有关，和/或与导丝的节段的形状有关，和/或与支架的形状有关，和/或与多幅图像中的支架的位置有关。换言之，图像的子集能够例如基于标记位置的相似度、导丝的弯曲或位置的相似度或支架的弯曲或位置的相似度来进行选择。
根据范例，所述方法包括：
在第二选择步骤18(也被称为步骤d))中，从所述至少两幅图像中选择参考图像；并且其中，步骤e)包括通过将来自所述至少两幅图像中的不是所述参考图像的至少一幅其他图像中的所述至少一个定位特征匹配到所述参考图像中的所述至少一个定位特征来将所述至少一幅其他图像与所述参考图像进行配准22。
图2示出了用于确定血管处置的增强图像的装置30的范例。所述装置包括：输入单元32、处理单元34以及输出单元36。输入单元32被配置为向处理单元34提供包括血管结构的感兴趣区域的表示的多幅图像。所述多幅图像中的每幅图像包括与被配置为在血管处置中使用的至少一个工具相关联的至少一个定位特征的图像数据，并且所述多幅图像中的每幅图像包括与所述至少一个工具相关联的图像数据。处理单元34被配置为确定针对所述多幅图像中的图像中的每幅图像的配准信息。处理单元34还被配置为根据针对所述图像中的每幅图像的配准信息从所述多幅图像中选择至少两幅图像。处理单元34还被配置为确定得自所述至少两幅图像的增强图像。所述增强图像提供所述至少一个工具的增强的可见性。输出单元36被配置为输出表示所述增强图像的数据。
在范例中，所述多幅图像包括血管造影图像。在范例中，所述多幅图像包括在10秒运行内采集的150幅图像。在其他范例中，所述多幅图像包括以不同帧率采集的不同数量的图像。在范例中，所述多幅图像包括荧光图像数据。
在范例中，所述工具包括导丝。在范例中，所述工具包括导管。在范例中，所述工具包括单轨。在范例中，单轨通过导管和导丝被引入。在范例中，所述工具包括球囊。在范例中，所述工具包括被附接到单轨的球囊。在范例中，所述工具包括放气的球囊。在范例中，所述工具包括充气的球囊。在范例中，所述工具包括支架。在范例中，所述工具包括紧紧包裹球囊的支架。在范例中，所述工具包括包裹放气的球囊的支架。在范例中，所述工具包括包裹充气的球囊的支架。在范例中，所述工具包括已经通过球囊的充气而被部署的支架。在范例中，所述工具包括已经通过球囊的充气而被部署的支架，并且所述支架并未包裹所述球囊。
在范例中，所述至少一个定位特征包括导丝。在范例中，所述至少一个定位特征包括导丝的远端。在范例中，所述至少一个定位特征包括标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括导丝上的标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括导丝上的彼此间隔开的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括导丝上的彼此间隔开基本上对应于支架的长度的距离的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括球囊上的标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括球囊上的彼此间隔开的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括球囊上的彼此间隔开基本上对应于支架的长度的距离的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架的端部。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架的两端。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架的侧边缘。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架的一侧上的边缘和支架的另一侧上的第二边缘，所述边缘大致间隔开支架的直径。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架上的标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架上的彼此间隔开的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架上的彼此间隔开基本上对应于支架的长度的距离的两个标记。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架的外轮廓，其中，例如，可变形边界方法用于检测支架的外轮廓。
在范例中，所述至少一个定位特征包括患者的血管结构。在范例中，所述至少一个定位特征包括斑块。在范例中，所述至少一个定位特征包括患者的身体元素，例如，隔膜或椎骨的部分。在范例中，所述至少一个定位特征包括支架支柱。
在范例中，图像中的所述至少一个定位特征表示当采集所述图像时在所述至少一个定位特征的位置处的患者的身体的位置。
在范例中，配准信息能够用于确定已经被采集的图像的子集，所述子集适合用于一起用于提供增强图像。例如，配准信息能够与患者的移动有关，例如，呼吸周期和/或心动周期。然后，能够选择在呼吸周期和/或心动周期内的相同的时间点或基本上相同的时间点处采集的图像，以便一起用于提供增强图像。例如，配准信息能够与采集的图像数据的内在方面有关，例如，一幅或多幅图像的内容，和/或与采集的图像数据的外在方面有关，例如，与正在用于以某种方式(例如，ecg数据、患者脉搏、心室血压和/或一个或多幅图像的采集时间)监测患者的外部诊断系统有关。
在范例中，表示增强图像的输出数据是增强图像。例如，能够向临床医生提供血管处置的视觉图像或诸如与血管处置相关联的qca值的数据。
在范例中，所述处理单元被配置为根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述处理单元被配置为根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的特征位置信息。
在范例中，所述处理单元被配置为根据针对所述至少两幅图像中的所述图像中的每幅图像的所述特征位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，针对所述多幅图像中的图像的配准信息与针对所述多幅图像中的所述图像的采集时间相关联。
根据范例，所述处理单元被配置为：根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的工具位置信息；并且根据所述工具位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述增强图像包括工具的增强图像。在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述特征位置信息来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的工具位置信息；并且根据所述工具位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
根据范例，所述处理单元被配置为根据所述至少一个定位特征来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的身体元素位置信息。所述处理单元还被配置为根据所述身体元素位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
在范例中，所述身体元素位置信息包括血管结构位置信息，例如，血管结构的几何布局。在范例中，所述增强图像包括血管结构的增强图像。在范例中，所述处理单元被配置为：根据所述特征位置信息来确定针对所述至少两幅图像中的所述图像的身体元素位置信息；并且根据所述身体元素位置信息来确定得自所述至少两幅图像的增强图像。
根据范例，配准信息包括所述至少一个定位特征。
在范例中，所述配准信息包括所述至少一个定位特征的位置。在范例中，所述配准信息包括所述多幅图像中的所述至少一个定位特征的位置。在范例中，所述配准信息包括所述至少一个定位特征的绝对位置。在范例中，所述配准信息包括标记的位置。在范例中，所述配准信息包括导丝的位置。在范例中，所述配准信息包括球囊的位置。在范例中，所述配准信息包括支架的位置。
在范例中，在心动周期的能够具有配准信息的不同相位处采集图像，基于所述配准信息，这些图像被处理单元选择以供在提供增强图像中使用，例如，其中，即使心脏处于心动周期中的不同相位或时间点，那些图像中的支架或导丝的取向也是相同或相似的。例如，导丝上的两个标记之间的距离可以在第一图像中处于最大值，指示不存在导丝和/或已经被部署在导丝的位置处的支架的缩短(或者如果导丝形成角度远离观察者，则设定缩短量)。在第二图像中，对应于心动周期的不同相位，两个标记之间的距离可以再次处于最大值，再次指示不存在缩短(或同样设定缩短量)，并且因此这些图像能够(如果需要的话，连同其他相似的图像)一起用于提供导丝和/或在导丝的位置处的支架和/或血管结构的增强图像。这两幅图像中的导丝可以处于相同的角度取向或处于不同的角度取向。然而，由于在两幅图像中不存在缩短或至少相同或相似的缩短，因此，在范例中，所述图像能够一起用于提供增强图像。在范例中，提供增强图像包括在提供增强图像中一幅图像的至少部分相对于另一幅图像的旋转。
在范例中，所述至少一个定位特征包括至少两个定位特征，并且所述配准信息包括所述至少两个定位特征的位置。在范例中，所述配准信息包括所述至少两个定位特征中的第一个相对于所述至少两个定位特征中的第二个的相对位置。在范例中，所述配准信息包括两个标记的位置。在范例中，所述配准信息包括一个标记相对于第二标记的位置的位置。在范例中，所述配准信息包括两个标记的绝对位置。在范例中，所述配准信息包括第一标记与第二标记之间的角度。在范例中，所述配准信息包括标记之间的距离以及标记之间的角度。在范例中，标记之间的角度是在标记之间绘制的线与图像的边界边缘之间的角度。
在范例中，所述配准信息包括导丝的形状。在范例中，所述配准信息包括导丝的形状和位置。在范例中，所述配准信息包括导丝的形状以及标记的位置。在范例中，所述配准信息包括导丝的形状以及两个标记的位置。在范例中，所述配准信息包括导丝的形状以及第一标记相对于第二标记的位置的位置。在范例中，所述配准信息包括标记之间的导丝的形状。在范例中，所述配准信息包括导丝上的标记的位置处的导丝的角度。在范例中，导丝的区段的角度是在导丝的区段与图像的边界边缘之间形成的角度。在范例中，所述配准信息包括支架的侧边缘的形状。在范例中，所述配准信息包括支架的侧边缘的形状以及两个标记的位置。在范例中，所述配准信息包括支架的侧边缘的形状以及第一标记相对于第二标记的位置的位置。在范例中，所述配准信息包括导丝的远端的位置和/或形状。在范例中，所述配准信息包括至少一个定位特征相对于患者的解剖界标(例如，隔膜、椎骨、脊柱)的相对位置。在范例中，所述配准信息包括支架的支柱的位置。根据以上关于配准信息的信息，本领域技术人员应当理解，配准能够是以上的任何组合，并且如果需要的话，本领域技术人员将能够使用其他手段作为配准信息。
在范例中，临床医生选择特定图像，并且在该图像中识别至少一个定位特征，并且其中，该图像中的至少一个定位特征是该图像中的配准信息。处理单元然后使用该信息在其他图像中确定与也是由临床医生识别的、但是现在是在这些其他图像中识别的至少一个定位特征有关的配准信息。换言之，临床医生能够控制图像增强。例如，临床医生能够点击图像上的一个或多个标记，或者点击导丝的具有特定曲率的区段，或者点击患者的隔膜的位置。
根据范例，所述配准信息包括表示心动周期的预定义相位的信号数据。
在范例中，表示心动周期的预定义相位的信号数据包括心电图(ecg)数据。在范例中，ecg数据与经受血管处置的患者有关。在范例中，ecg数据与一般化的ecg信号有关。在范例中，表示心动周期的预定义相位的信号数据包括心室压力。在范例中，表示心动周期的预定义相位的信号数据使得心脏收缩末期的图像能够被选择并且一起用于提供增强图像。在范例中，表示心动周期的预定义相位的信号数据使得心脏舒张末期的图像能够被选择并且一起用于提供增强图像。
在范例中，向临床医生提供ecg数据，并且临床医生确定要在数据周期内的什么地方提供增强图像。换言之，临床医生确定ecg周期内的特定时间点或ecg周期的范围，并且这确定配准信息。然后，在ecg周期内的该时间点或在ecg周期的该范围内采集的那些图像被选择并且一起用于提供增强图像。
在范例中，临床医生能够确定要在确定配准信息中使用的ecg周期的范围。因此，临床医生能够通过调节或微调正在用于选择要在提供增强图像中使用的图像的ecg周期的时间点和/或范围而实时优化增强影像。在例如向临床医生提供心室压力数据的情况下，等价的情形是适用的。
在范例中，ecg数据用于确定针对增强图像的时序戳。在范例中，配准信息还能够包括至少一个定位特征，并且其中，例如标记位置已经用于选择要在提供增强图像中使用的图像的子集。ecg数据然后能够用于将该增强图像放置在心动周期中的特定时间点内或在心动周期中的时间点的范围内。因此，假设基于不同的至少一个定位特征，例如基于通过到针对第一增强图像的标记的不同分离所分离的标记，另一增强图像能够被放置在具有基于针对用于提供第二增强图像的图像的子集的ecg数据的第一增强图像的背景中。以此方式，表示心动周期的预定义相位的信号数据(例如，ecg数据)能够用于使得能够对增强图像进行正确的时序显示，并且使得增强图像与另一增强图像能够被放置在正确的时序顺序中或者被放置在正确的心动周期顺序中。
根据范例，所述处理单元被配置为从所述至少两幅图像中选择参考图像。所述处理单元还被配置为通过将来自所述至少两幅图像中的不是所述参考图像的至少一幅其他图像中的所述至少一个定位特征匹配到所述参考图像中的所述至少一个定位特征来将所述至少一幅其他图像与所述参考图像进行配准。
在范例中，来自所述至少两幅图像中的不是所述参考图像的所述至少一幅其他图像被叠加在所述参考图像上。换言之，通过将图像扭曲到特定参考位置来完成运动补偿。然后，通过将图像以及参考图像平均化(或相加)，得到在至少一个定位特征的位置处的具有改善的可见性的增强图像。在范例中，不同图像中的至少一个定位特征的位置处的特征相加到彼此或加强彼此，这是因为与特征有关的图像数据被加在一起。图像中的其他地方的特征可以已经从一幅图像移动到下一幅图像，并且在图像中处于不同的位置。在范例中，当图像被加在一起时，在其他地方的这些特征然后不被加到彼此或加强彼此。
在范例中，将图像关于工具(例如，导丝、球囊和/或支架)的可见性进行增强。在范例中，将图像关于血管结构(例如，患者的血管结构的特定位置处的斑块)进行增强。
在范例中，通过由包括平移以及额外地或替代地包括旋转以及额外地或替代地包括伸展的仿射变换实现的扭曲将来自至少两幅图像中的不是参考图像的至少一幅其他图像与参考图像进行配准。扭曲的图像的逐像素平均化然后得到增强图像。
根据范例，其中，存储单元38被配置为提供与工具的尺寸和/或形状和/或血管结构的尺寸和/或形状有关的工具和/或血管结构信息。所述处理单元然后被配置为根据工具和/或血管结构信息来确定配准信息和/或根据工具和/或血管结构信息来确定得自至少两幅图像的增强图像。
例如，该信息能够用于辅助加强在运动补偿中使用的仿射变换的鲁棒性。
根据范例，所述处理单元被配置为根据所述配准信息来输出多幅增强图像。
在范例中，所述输出单元被配置为输出表示多幅增强图像的图像数据。换言之，向临床医生提供这样的能力：以与患者的移动的不同相位有关的增强形式观察工具(例如，导丝或支架)。例如，能够针对心动周期的不同阶段提供观察工具(例如，导丝或支架)的增强图像的能力。例如，临床医生能够在心动周期期间的各个阶段处核实支架的完整性，其中，支架可以在该周期内遭受不同水平的应变和应力。例如，在当支架并未特定受到应力或应变时的心动周期的相位中，支架的完整性可以充分显现，但是在心动周期的不同相位中，支架的完整性会被认为已经受到损坏。例如，在这种增强的“受到应力”图像中，支架会被认为破损，但是在增强的“静止”图像中会被认为并未破损。在范例中，类似地向临床医生提供观察血管结构的增强图像的能力。
在范例中，临床医生能够确定哪些增强图像要观察，或者一次观察超过一幅的增强图像。在范例中，一幅增强图像可以被最小化，而另一幅增强图像被最大化。
图3和图4示出了用于确定血管处置的增强图像的医学系统40的范例。系统40包括：图像采集单元42，以及根据以上提到的图2的应用所提供的用于确定血管处置的增强图像的装置30。图像采集单元42被配置为采集多幅图像。经由通信线缆44从图像采集单元42向装置30发送多幅图像。在另一范例中，多幅图像被无线地发送。图像采集单元42被示为c型臂成角布置；然而，在其他范例中，可以使用不同类型的图像采集单元。
在范例中，图像采集单元包括x射线成像设备。例如，提供了ct布置。例如，图像采集单元包括c型臂ct系统。在范例中，图像采集单元包括介入x射线系统。在范例中，至少一个图像采集单元包括荧光成像设备，例如，荧光低剂量x射线设备。在范例中，多幅图像是在荧光低剂量x射线监控期间采集的。
在范例中，以血管造影的方式采集多幅图像，但是其中在多幅图像的采集期间没有或很少的造影剂已经被注入到血管结构的至少部分中。
在范例中，输出数据能用于使得临床医生能够确定血管处置或介入是否成功。
在范例中，所述系统在导管实验室中用于经皮腔内冠状动脉成形术(ptca)，以处置心脏狭窄。
图5a至图5f示意性地图示了与支架的植入有关的血管处置。支架植入是通常包括用于在被称为狭窄的病灶的位置处扩大血管的若干阶段的血管处置。在初步阶段中，实践人员在医学图像中尽可能最佳地定位患者的动脉78中的狭窄76a。这种医学介入包括以下阶段：
a)参考图5a，使用导管56将细导丝52引入动脉78，所述细导丝52延伸出导管56的末端，并且穿过狭窄的位置处的动脉部分76a的小管腔。
b)参考图5b，引入单轨58，所述单轨58由穿过单轨58的开口的所述导丝52引导，并且所述单轨58具有包裹其末端而没有支架的第一球囊64a；并且将所述第一球囊64a定位在狭窄位置处的动脉部分76a中。
c)参考图5c，对该第一球囊64a充气，所述第一球囊64a变成充气的球囊64b，以便在狭窄的位置处展开动脉78的狭窄管腔76a以变成动脉的扩大部分76b；然后，利用第一单轨58移除第一球囊64b。
d)参考图5d，再次使用导管56和细导丝52引入具有包裹其末端的第二球囊72a并且具有包裹所述第二球囊72a的支架72a的第二单轨66；并且在狭窄的位置处将具有支架的所述第二球囊定位在动脉78的先前展开的管腔76b中。
e)参考图5e，对第二球囊72a充气以变成充气的球囊72b，以便展开形成的支架74a的线圈，所述支架74a变成嵌入动脉壁的展开的支架74b。
f)参考图5f，将展开的支架75b考虑为永久植入物，并且移除第二球囊72b、第二单轨66、导丝52和导管56。
被称为血管成形术的血管处置会因为对比度较差的医学图像而难以执行，其中，导丝、球囊、支架和血管壁在噪声背景下很难区分，此外它们还屈从于动作。这种介入的一些相位是非常关键的，因此核查动作必须在这些相位期间执行。这些相位是：
在阶段a)之后的相位1)，重要的是核查导丝52相对于感兴趣动脉部分76a(例如，狭窄区)的位置。
在阶段b)与c)之间的相位2)，重要的是核查是否将第一球囊64a正确放置为与动脉78的狭窄区76a一致。
在阶段c)之后的相位3)，重要的是检验动脉部分以便核实通过第一球囊的先前展开对狭窄的移除。
在阶段d)与e)之间的相位4)，关键的是核查是否将支架74a相对于动脉78的展开管腔76b正确地放置。
在阶段e)之后的相位5)，非常重要的是核查球囊72b是否被充分充气以及要被嵌入动脉壁的支架74b是否在动脉中被成功展开，以便计量操作的结果。
在阶段f)之后的相位6)，重要的是能够在动脉部分中的植入之后执行对支架74b的状况的核查。
通过基于配准信息来选择采集的图像的子集，能够基于能够一起最佳地用于提供增强图像的图像来提供与这些相位中的每个相位有关的增强影像。这能够被完成，以便采集的特征能够被更清楚地辨识，在图像中具有较小的噪声。
图6图示了在确定增强图像中的步骤的范例。在该范例中，已经在图像序列的子集的图像中检测到两个标记at、bt。已经基于配准信息选择了图像的子集。该图像被称为参考图像，所述参考图像可以是子集中的第一图像或子集中的图像中的任一幅。因此，标记被称为aref、bref。标记aref、bref可以通过自动手段来识别，或者标记aref、bref可以由临床医生来识别。在该范例中，通过使用图像处理来选择标记。图像处理然后识别该序列的子集的第二图像中的标记a't、b't，参考标记是被自动确定的还是被手动确定的。然后使用参考图像中的标记aref、bref的位置以及标记a't、b't在该序列的第二图像中的对应位置将第二图像配准到参考图像。该操作是通过将当前图像的标记匹配到参考图像的对应标记来执行的，包括可能的几何操作，包括：将当前图像的节段a'tb't的质心ct与参考图像的节段arefbref的质心cref进行匹配的平移t；将当前图像的节段a'tb't的方向与参考图像的节段arefbref的方向进行匹配从而得到节段a”tb”t的旋转r；以及用于将得到的节段a”tb”t的长度与参考图像的节段arefbref的长度进行匹配从而得到针对配准的第二图像的配准的节段atbt的扩张δ。在该序列的子集的图像与参考图像之间定义平移t、旋转r和扩张δ的这样的操作，得到整个序列的配准。必须对图像的所有点执行这种配准操作。可以对包括标记的感兴趣区进行定界。这种配准操作允许使感兴趣物体(例如，血管、导丝、球囊和支架)相对于预定图像参考的相应移动的影响最小化。在配准的图像中，用户能够容易地对感兴趣对象执行缩放z。优选地，两个标记或更多个标记用于更好的配准。
在图7和图9中，来自图像序列的所有图像都已经被组合以形成组合图像。已经利用用于将图像定位在两个标记的位置处的两个标记确定了组合图像。然而，由于在所有图像中被定位在两个标记之间的支架已经经受了多个弯曲相位，因此支架的所有不同的弯曲相位都已经被组合。这得到了除了被“洗掉”的两个标记以外的图像特征。
类似地，在图8和图11中，来自图像序列的所有图像都已经被组合以形成组合图像。在图像的右下侧，由于导丝已经在不同图像中相对于两个标记移动了，因此能够看见导丝的多个位置。
在图11和图12中，在右上侧图像中，来自运行图像序列的相继图像已经被组合以形成组合图像。这对应于图7和图9，其中，由于支架在不同图像中的移动，因此支架的影像已经被洗掉。在其他三幅图像中，配准信息已经用于从与三个不同的固定心动周期相位有关的图像序列中选择图像。在每种情况下，这些选定的图像已经被组合以形成增强图像。支架并且确切地为支架支柱在这些增强图像中是能够清楚辨别的，并且导丝以能够清楚辨别的方式被类似地提供。导管也能够被清楚地看见。在另一示范性实施例中，提供了一种计算机程序或计算机程序单元，其特征在于，其被配置为在适当的系统上执行根据前述实施例中的一个的方法的方法步骤。
因此，计算机程序单元可以被存储在计算机单元中，所述计算机程序单元也可以是实施例的部分。该计算单元可以被配置为执行或引发对上述方法的步骤的执行。此外，该计算单元可以被配置为操作上述装置的部件。该计算单元能够适于自动操作和/或运行用户的命令。计算机程序可以被加载到数据处理器的工作存储器中。因此，可以装备数据处理器来执行根据上述实施例中的一个的方法。
本发明的该示范性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序，以及借助于将现有程序更新转换为使用本发明的程序的计算机程序二者。
另外，计算机程序单元可以能够提供所有必要步骤以完成如上所述的方法的示范性实施例的流程。
根据本发明的另外的示范性实施例，提出了一种计算机可读介质，例如，cd-rom，其中，该计算机可读介质具有被存储于所述计算机可读介质上的计算机程序单元，所述计算机程序单元由前面的章节所描述。
计算机程序可以被存储和/或被分布在合适的介质上，例如，与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式被分布，例如，经由互联网或其他有线或无线的电信系统被分布。
然而，计算机程序也可以被呈现在网络上，如万维网，并且能够从这样的网络被下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的示范性实施例，提供了用于使计算机程序单元可用于下载的介质，所述计算机程序单元被布置为执行根据本发明的先前描述的实施例中的一个所述的方法。
必须指出，本发明的实施例是参考不同主题来描述的。尤其地，一些实施例是参考方法型权利要求来描述的，而其他实施例是参考装置型权利要求来描述的。然而，除非另有说明，本领域技术人员将从以上和以下的描述中推断出，除属于一种类型的主题的特征的任意组合之外，涉及不同主题的特征之间的任意组合也被认为在本申请中被公开。然而，所有的特征都能够被组合来提供多于特征的简单加合的协同效应。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。