专利名称：叠加到完全闭塞上的镜像血管的制作方法
叠加到完全闭塞上的镜像血管
本发明涉及医学成像领域。特别地，本发明涉及对感兴趣对象的第一 血管进行可视化的检査装置、对感兴趣对象的第一血管进行可视化的检查 方法、计算机可读介质、程序单元和图像处理设备。
在x射线系统中，造影剂可用于使血管可视化。在完全闭塞中，造影
剂不能进入到阻塞的区域，因而这部分血管是不可见的。通过推进导管或 导丝穿过所述闭塞而打开这些闭塞。闭塞血管的起始点和末端点用于定位。
然而，打开血管中的完全闭塞有时候是困难的，因为在闭塞处的血管 通路是不可见的，并且对导管/导丝所需要的确切通路不清楚。
对完全闭塞的血管实现改进的可视化将是期望的。
本发明根据独立权利要求的特征，提供了一种检査装置、计算机可读 介质、程序单元、图像处理设备和使感兴趣对象的第一血管进行可视化的 方法。
值得注意的是，以下描述的本发明示范性示例同样可用于对感兴趣对 象的第一血管进行可视化的方法、计算机可读介质、图像处理设备和程序单元。
根据本发明的一个方面，提供了对感兴趣对象的第一血管进行可视化 的检査装置，所述检查装置包括确定单元，其适于基于感兴趣对象的原始 图像生成镜像，并对所述原始图像与所述镜像进行叠加，获得了描绘叠加 有第二血管的第一血管之上的叠加图像。
换句话说，所述检査装置适于对阻塞或闭塞血管进行可视化，所述血 管由于闭塞区域中没有造影剂因此是不可见。为了使阻塞的血管可视化， 生成镜像并与原始图像进行叠加。例如，由于阻塞的血管在身体的另一侧 具有相应的对应部分(例如，位于另一侧的图像上)，(在对所述图像进行 镜像或只有对所述对应部分或所述对应部分的各单个部分进行镜像之后) 可使用该对应部分，接着进行叠加步骤。如果血管不但存在于身体的两侧而且还彼此或多或少地对称，则这是 特别有帮助的。
根据本发明的另一示范性实施例，第一血管是完全闭塞的血管，而第 二血管是非完全闭塞的血管。
在应用造影剂的基础上可获得整个血管树的图像，其描绘了除第一血 管的闭塞部分外的整个血管树。
这使得由血管树的生命顺序(life s叫uence)引导的对闭塞血管进行介 入治疗成为可能，其中血管的闭塞部分同样是可视的。
即使第二血管中存在部分闭塞，它作为叠加来显示血管的进程仍是有 用的。
根据本发明另一示范性实施例，镜像的生成包括在镜像步骤之前或之 后从所述原始图像中进行血管的提取。
换句话说，在获取原始图像之后，例如只提取未阻塞的血管(即，在 原始图像中可见的、没有闭塞的血管)然后进行镜像，从而生成所述镜像。
可选地，(从所述原始图像中)生成第一镜像，然后提取感兴趣的血管 (没有闭塞的血管)。
可选地，在镜像操作之前或之后，提取整个血管树或只提取部分未阻 塞的血管。
根据本发明另一示范性实施例，基于镜线(相应原始图像的中线)自 动生成所述镜像。
例如，在整个原始图像上进行镜像步骤。
根据本发明的另一示范性实施例，基于用户选择的镜面手动生成所述 镜像。
因此，如果血管树具有与原始图像的中线不对应的对称轴，则该轴可 由用户手动界定。
根据本发明另一示范性实施例，基于分析算法进行镜面或镜线的界定 和选择，所述分析算法识别相应的血管主方向的相应的对称轴(在该方向 上图像平面或镜线可能是垂直的)。
根据本发明的另一示范性实施例，基于第一和第二血管的相关性进行 所述叠加。
所述相关性可由确定单元基于相应的配准算法进行计算。根据本发明的另一示范性实施例，所述叠加通过对原始图像或镜像进 行平移而手动执行。
这样，用户可将镜像或镜像的一部分与原始图像进行手动叠加。这会 降低计算成本。
根据本发明的另一示范性实施例，所述叠加通过标示第一血管中的完 全闭塞并通过标示第二血管中相应的轨迹来手动进行。
可选地，由各个识别算法自动进行第一血管中完全闭塞的指示。此外， 第二血管中相应轨迹的指示也可由相应的识别算法来执行。
根据本发明的另一示范性实施例，所述检査装置适于用作三维计算机
断层摄影装置或三维旋转X射线装置的其中之一。
此外，根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种对感兴趣对象的
第一血管进行可视化的方法，所述方法包括的步骤有基于感兴趣对象的 原始图像生成镜像，以及将所述镜像与原始图像进行叠加，得到了描绘叠 加有第二血管的第一血管的叠加图像。
这对具有完全闭塞的血管提供了改善的可视化。
根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种计算机可读介质，其中 保存了对感兴趣对象的第一血管进行可视化的计算机程序，当由处理器运 行时，其使所述处理器执行上述方法步骤。
根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种对感兴趣对象的第一血 管进行可视化的图像处理设备，所述图像处理设备包括保存感兴趣对象数 据集的存储器，以及适于执行上述方法步骤的确定单元。
此外，根据本发明的另一示范性实施例，提供了一种对感兴趣对象的 第一血管进行可视化的程序单元，当由处理器运行时，其使所述处理器执 行上述方法步骤。
本领域技术人员将会意识到所述方法可体现为计算机程序(即，通过 软件来实现)或可使用一个或多个特定电子优化电路(即，在硬件中)来 实现，或者所述方法能够以混合形式(即，借助于软件部分和硬件部分) 来体现。
根据本发明示范性实施例的程序单元优选加载到数据处理器的各工作 存储器中。这样装备的所述数据处理器可执行本发明所述方法的各实施例。 所述计算机程序能够以任何编程语言进行书写(诸如像C++)，并可保存在计算机可读介质中(诸如CD-ROM)。同样，所述计算机程序也可从网络上 获得，诸如万维网，从其上可将所述程序下载到图像处理单元或处理器， 或任何合适的计算机中。
在成像的血管中的一个具有完全闭塞的情形中，用户使用另一镜像血 管的轨迹在完全闭塞的地方对导管/导丝进行引导可看作是本发明示范性实 施例的要点。因此，将镜像血管叠加到完全闭塞的血管之上。在第一步中， 根据提取算法从所述图像中(用造影剂)提取血管。在第二步中，确定左 侧和右侧血管之间的相关性。在第三步中，将完全闭塞的血管与镜像血管 进行叠加。
参考以下描述的各实施例，本发明的这些和其他方面将变得显然并且 得到阐明。
^i在参考以下各附图描述本发明各示范性实施例
图1示出了根据本发明示范性实施例的旋转X射线扫描器的示意性表
图2示出了用根据本发明示范性实施例的方法进行血管树可视化的示
意性表示；
图3A示出了具有正常髂骨的患者图像；
图3B示出了完全闭塞的患者图像；
图3C示出了叠加之后图3B的患者图像；
图4示出了根据本发明示范性实施例的方法流程图5示出了根据本发明另一示范性实施例的方法流程图6示出了根据本发明的图像处理设备的示范性实施例，用于运行根
据本发明方法的示范性实施例。
各附图中的描绘是示意性的。在不同的附图中，相同或类似的元件设
有相同的参考数字。
图1示出了示范性旋转X射线扫描器的示意性表示，其中可执行根据 本发明的方法。
然而，值得注意的是，本发明并不局限于C-臂X射线扫描器，而是所 述检查装置同样适用于计算机断层摄影装置(CT)、相干散射计算机断层摄影装置(CSCT)、正电子发射断层摄影装置(PET)、单光子发射计算机断 层摄影装置(SPECT)、磁共振扫描器(MR)或超声波扫描器。当然来自 一种类型检查装置(例如CT)的图像可用于生成在另一类型装置(例如X 射线)上使用的镜像叠加。
如图1所示，X射线源100和具有大敏感区的平面探测器101安装在 C-臂102的末端部。C-臂102由曲轨("套筒"103)保持。C-臂可在套筒 103内滑动，从而围绕C-臂的轴进行"滚巻运动"。套筒103经旋转关节附 接到L臂104，并可围绕所述关节的轴进行"推进运动"。经另一旋转关节 将L臂104附接天花板，并可围绕该关节的轴进行旋转。各种旋转运动由 侍服电机作用。三个旋转运动的轴以及锥束轴总是会集到单个固定点(旋 转X射线扫描器的"等中心"105)上。围绕所述等中心点存在由所有的锥 束沿所述源的轨迹投影的一定体积。该"投影体积"(VOP)的形状和大小 取决于探测器和所述源轨迹上的形状和大小。在图1中，球IIO指示适合 所述VOP的最大等中心球。待成像的对象(例如患者或行李物品)放置在 台111上，使得所述对象的VOI占满所述VOP。如果对象足够小，它将完 全适合所述VOP;否则，不能完全适合。因此所述VOP限制了所述VOI 的大小。
各种旋转运动由控制单元112控制，其同样可用作对测量数据进行处 理的确定单元。每个三元组C-臂角度、套筒角度和L-臂角度定义了X射 线源的位置。通过与时间一同改变这些角度，可使所述源沿规定的源轨迹 进行运动。在C-臂另一端的探测器进行对应的运动。
图2示出了血管树的示意性表示，其根据本发明的方法进行描绘。血 管树200例如位于患者腿部或臂部中。血管树200包括两个血管臂201 、202。 第二血管臂202包括完全闭塞203。因此，在血管造影图像中未描绘第二血 管臂202的部分204，因为没有造影剂能够进入到血管200的这部分中。
然而，在身体的另一侧，即另一腿部或臂部，定位对应的血管树205， 其或多或少地与第一血管树200对称。由于整个第二血管树205是可见的 (因为它不含有完全的闭塞)，它可用来使闭塞的血管部分204可视化。
例如，在中线208处将整个图像进行镜像。可选地，在提取第二血管 树205后，只对第二血管树205进行镜像。
另一可能性使界定单个镜面或镜线209，其对应第二血管树205的主方向。
在对第二血管树205进行镜像之后(或在第二血管的感兴趣部分，即 部分210进行镜像之后)，进行配准或叠加，使得第一血管树的部分204现 在可由镜像部分210而可视。
图3A示出了具有正常髂动脉301的患者300的图像。
图3B示出了在右腿血管的某部分302中具有完全闭塞的患者300的图 像。闭塞部分302不可见，因为它不含造影剂。
图3C示出了叠加之后的图3B的患者图像。如从图3C中可以看到的， 血管的闭塞部分302现在能够可视化。
图4示出了根据本发明方法的示范性示例的流程图。将血管叠加到完 全闭塞的血管上可以是手动或全自动操作，或是手动或自动混合的某种操 作。对于手动操作(其在图3中进行描绘)，第一步包括原始图像的采集。
然后，在第二步，生成镜像。用户可通过对镜面进行标示来实现。另 一选择是通过使用镜线(即图像的中线)自动生成镜像。这可得到图3中 的图像。
然后，在步骤4 (叠加步骤)中，用户可通过平移两幅图像中的一幅， 手动将两幅图像进行叠加。可选地，例如用户通过鼠标点击来标示完全闭 塞，并在下一步骤中在另一镜像血管上标示相同轨迹。
在步骤5中这会得到叠加图像。
步骤2和4可能分别需要用户输入6、 7。
本发明可用于二维和三维图像。
图5示出了根据本发明另一示范性实施例的方法的流程图，其描绘了 全自动操作。在第一步，采集原始图像。然后，在步骤2，从X射线图像 中提取血管，得到步骤3中提取的血管图像。
该步骤之后是步骤4的镜像操作。
值得注意的是，镜像操作和血管提取操作可以互换，即血管提取可在 步骤4的镜像操作之前或之后进行。
在任何情形中，镜像和血管提取操作结合的产物是步骤5的镜像提取 的血管。镜面(或线)取决于血管的方向。例如，镜面垂直于血管方向。
在步骤6，将两个图像进行相关，使得能形成最佳叠加，得到步骤7中 的叠加图像。如果两个血管不完全对称，所述相关也是有帮助的。在两个血管不完全对称的情形中，可进行特殊的配准步骤，用来对血 管的感兴趣部分进行配准或叠加。该配准也可全自动进行。
本发明可用于介入技术，即血管或神经介入，其中使用x射线系统和
造影剂或任何其他成像模态可使左侧和右侧血管可视化。它也可在诊断阶 段中使用，以便在随后任选的介入阶段期间支持关于最佳治疗的决策。
图6示出了根据本发明的数据处理设备500的示范性实施例，其运行 根据本发明方法的示范性实施例。
图5中描绘的数据处理设备500包括中央处理单元(CPU)或图像处 理器501，其与保存描绘感兴趣对象(诸如患者的心脏或行李物品)图像的 存储器502相连。中央处理单元501可包括根据本发明一个方面的确定单 元(图5中未显示)。
图像处理器501可与多个输入/输出网络或诊断设备相连，诸如计算机 断层成像扫描器。图像处理器501可进一步连接显示设备503，例如计算机 监视器，用来显示图像处理器501中的信息或计算或调整的图像。操作者 或用户可经键盘504和/或其他输入或输出设备(其在图5中未显示)与图 像处理器501进行交互。
此外，经由总线系统505，它也可将图像处理和控制的处理器501与例 如运动监视器相连，该运动监视器监视感兴趣对象的运动。例如，在对患 者的肺进行成像的情形中，所述运动传感器可以是呼气传感器。在对心脏 进行成像的情形中，所述运动传感器可以是心电图。
值得注意的是，术语"包括"并不排出其他单元或步骤，而"一"或 "一个"不排出多个。同样，可将有关不同实施例中描绘的单元进行结合。
同样值得注意的是，权利要求中的参考符合不应解释为对权利要求范 围的限制。
权利要求
1、一种用于对感兴趣对象的第一血管进行可视化的检查装置，所述检查装置(100)包括确定单元(112)，其适于基于所述感兴趣对象的原始图像生成镜像；以及将所述原始图像与所述镜像进行叠加，从而得到描绘叠加有第二血管的所述第一血管的叠加图像。
2、 如权利要求1所述的检查装置，其中，所述第一血管是完全闭塞的血管；并且 其中，所述第二血管是没有完全闭塞的血管。
3、 如权利要求1所述的检査装置，其中，所述镜像的生成包括在镜像步骤之前或之后两者之一，执行从 所述原始图像中的血管提取。
4、 如权利要求l所述的检査装置，其中，基于镜线自动生成所述镜像，所述镜线是对应的原始图像的中线。
5、 如权利要求1所述的检查装置，其中，基于用户选择的镜面手动生成所述镜像。
6、 如权利要求1所述的检查装置，其中，基于所述第一血管和所述第二血管的相关性执行所述叠加。
7、 如权利要求1所述的检查装置，其中，通过对所述原始图像或所述镜像中的一个进行平移而手动地执 行所述叠加。
8、 如权利要求l所述的检查装置，其中，通过标示所述第一血管中的所述完全闭塞并通过标示所述第二 血管中对应的轨迹来执行所述叠加。
9、 如权利要求1所述的检査装置，所述检查装置(100)适于是C形 臂X射线扫描器、计算机断层摄影装置、相干散射计算机断层摄影装置、 正电子发射断层摄影装置、单光子发射计算机断层摄影装置、磁共振扫描 器和超声波扫描器中的一种。
10、 一种用于对感兴趣对象(107)的第一血管进行可视化的方法，所 述方法包括如下步骤基于所述感兴趣对象的原始图像生成镜像；以及将所述镜像与所述原始图像进行叠加，从而得到描绘叠加有第二血管 的所述第一血管的叠加图像。
11、 如权利要求10所述的方法，其中，不同于所述第一血管，所述第二血管是在另一成像装置上生成的。
12、 一种计算机可读介质(502)，其中存储有用于对感兴趣对象的第 一血管进行可视化的计算机程序，当由处理器(501)运行时，所述计算机 程序使所述处理器执行如下步骤基于所述感兴趣对象的原始图像生成镜像；以及将所述镜像与所述原始图像进行叠加，从而得到描绘叠加有第二血管 的所述第一血管的叠加图像。
13、 一种用于对感兴趣对象的第一血管进行可视化的程序单元，当由 处理器(501)运行时，所述程序单元使所述处理器执行如下步骤基于所述感兴趣对象的原始图像生成镜像；以及将所述镜像与所述原始图像进行叠加，从而得到描绘叠加有第二血管的所述第一血管的叠加图像。
14、 一种用于对感兴趣对象的第一血管进行可视化的图像处理设备，所述图像处理设备包括存储器，其用于存储所述感兴趣对象的原始图像；以及确定单元，其适于基于所述感兴趣对象的原始图像生成镜像；以及将所述镜像与所述原始图像进行叠加，从而得到描绘叠加有第二血管 的所述第一血管的叠加图像。
全文摘要
叠加到完全闭塞上的镜像血管。根据本发明的示范性实施例，在镜像血管存在的情形中，打开血管中的完全闭塞是基于镜像血管在闭塞血管上的叠加。所述血管可用X射线和造影剂来展现。
文档编号G06T11/00GK101652799SQ200880011318
公开日2010年2月17日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月11日
发明者E·胡梅尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司