适应性的路线图绘制的制作方法

专利名称：适应性的路线图绘制的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的设备和方法，以及用于检查感兴趣对象的医学成像系统、计算机程序单元、以及计算机可读介质。
背景技术：
已知医学导航系统提供导航信息给例如心脏病专家、医师、或者其他临床医务人员，以给用户提供关于诸如患者的感兴趣对象的信息。在例如为了治疗心脏狭窄的导管介入过程，如PTCA (经皮腔内冠状动脉成形术)期间，尤其需要这种导航信息。在 W02008/104921中，基于以下中的至少一个来执行心脏的路线图绘制感兴趣对象的第一图像序列与感兴趣对象的第二图像序列的全局相关性确定以及以对第一图像和第二图像中的第一对象和第二对象的识别为基础的感兴趣对象的第一图像与感兴趣对象的第二图像的相关性确定。因此，将2D实况图像与2D路线图相组合作为导航信息。然而，由于血管结构，尤其是心脏血管结构通常是复杂的，并且由于通常看到的是2D平面中的投影，因此该路线图可能是相当复杂的，并且因而该路线图通常被认为是复杂难以理解的。发明内容
因而，需要改进给用户的作为导航信息的信息的提供。
在本发明中，这通过独立权利要求的主题来解决，其中在从属权利要求中并入了进一步的实施例。
应当注意的是本发明的以下描述方面也应用于用于适应性路线图绘制的设备、用于检查感兴趣对象的医学成像系统、用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的方法、计算机程序单元、以及计算机可读介质。
根据本发明的示例性实施例，一种用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的方法，包括以下步骤
a)提供表示血管结构的至少一部分的预导航图像数据，所述血管结构包括具有多个子树的树状结构；
b)基于所述预导航图像数据来生成血管表示；
c)采集所述对象的实况图像数据，所述对象包括所述血管结构，其中所述血管结构包含感兴趣元件；
d)确定所述预导航图像数据和所述实况图像数据的空间关系；
e)通过在所述实况图像数据中识别和定位所述元件来分析所述实况图像数据；
f)确定所述元件被放置于的子树，其中所述确定是基于所述元件的定位以及基于所述空间关系，以及基于所确定的子树来选择所述血管结构的一部分；
g)生成所述实况图像数据与所述血管结构的所选择部分的图像的组合；以及
h)显示所述组合作为经裁剪路线图。
根据进一步的示例性实施例，删除未选择的分支部分并且仅显示具有所选择部分的所述血管结构。
根据另一示例性实施例，与距所述元件的距离相关地削弱所述未选择的血管结构，其中所述距离与所述血管结构内部的连接路径有关。
根据本发明的一个方面，术语“元件”可涉及在血管结构内部的某个物理对象，例如介入性工具。根据另一方面，该元件可涉及介入性设备，例如腔内假体，如支架、导流体、 线圈之类等等，或者假体，如导丝、导管、标记物、气囊之类等等，或者血管内成像设备，例如 ICE、OCT或者IVUS探针，等等。
根据本发明的另一方面，术语“元件”可涉及在血管结构内部的可物理探测特征， 例如界标、骨结构、钙化结构或者任何植入设备。
根据进一步的示例性实施例，在步骤f)中的放置导致预定程度模糊的情况下，重复步骤e)以生成时间信息，以及将所述时间信息应用于在步骤f )中确定子树。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的设备，包括处理单元，接口单元，以及显示器。
所述接口单元适于提供表示血管结构的至少一部分的预导航图像数据，所述血管结构包括具有多个子树的树状结构。所述接口单元还适于提供所述对象的实况图像数据， 所述对象包括所述血管结构，其中所述血管结构包含所述感兴趣元件。
所述处理单元适于基于所述预导航图像数据来生成血管表示，并且确定所述预导航图像数据和所述实况图像数据的空间关系。所述处理单元还适于通过在所述实况图像数据中识别和定位元件来分析所述实况图像数据。所述处理单元还适于确定所述元件被放置于的子树，其中所述确定是基于所述元件的定位以及基于所述空间关系，以及基于所确定的子树来选择所述血管结构的一部分。所述处理单元还适于生成所述实况图像数据与所述血管结构的所选择的部分的图像的组合。
所述显示器适于显示所述组合作为经裁剪路线图。
根据本发明的另一示例性实施例，提供一种用于检查感兴趣对象的医学成像系统，包括根据以上提及的示例性实施例的设备以及X射线采集装置。所述X射线采集装置适于采集所述对象的所述实况图像数据，所述对象包括所述血管结构，其中所述血管结构包含所述感兴趣元件。
参照下文描述的示例性实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并且得到阐述。


下文中将参照以下的图来描述本发明的示例性实施例
图1图示了 X射线图像采集装置，其具有根据本发明的示例性实施例用于适应性路线图绘制的设备。
图2示意性图示了本发明示例性实施例的基本方法步骤。
图3到15示出了根据本发明的方法步骤的进一步示例性实施例。
图16示意性示出了定制的血管树投影。
图17示意性示出了根据本发明的经裁剪的路线图。
图18示意性示出了未调整的路线图。
图19示出了作为根据本发明的经裁剪路线图的图18的路线图。
具体实施方式
图1示意性示出了在例如导管插入术实验室中使用的医学图像系统10。用于检查感兴趣对象的医学图像系统10包括X射线图像采集装置12。该X射线图像采集装置12 设置有X射线辐射源14以产生由X射线束16指示的X射线辐射。进一步的，X射线图像探测模块18位于X射线辐射源14的对面，从而例如在辐射过程期间诸如患者20的对象可以位于X射线源14和探测模块18之间。进一步的，提供床22以接收被检查的对象。
进一步地，医学成像系统15包括用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的设备24。该设备24包括处理单元26、接口单元28、以及显示器30。
接口单元28适于提供表示至少一部分血管结构的预导航图像数据，该血管结构包括具有多个子树的树状结构。接口单元28还适于提供对象的实况图像数据，该对象包括血管结构，其中该血管结构包含用附图标记38指示的感兴趣元件。
处理单元26适于基于该预导航图像数据来生成血管表示。处理单元26还适于确定预导航图像数据和实况图像数据的空间关系。进一步的，处理单元26适于通过在实况图像数据中识别和定位元件38来分析实况图像数据。处理单元26也适于确定元件38被放置于的子树，其中该确定是基于元件的定位以及基于空间关系，并且基于所确定的子树来选择血管结构的一部分。处理单元26也适于生成实况图像数据与血管结构的所选择部分的图像的组合。
根据本发明的一个方面，元件38可涉及在血管结构内部的某个物理对象，例如介入性工具。根据进一步方面，该元件可涉及介入性设备，例如腔内假体，如支架、导流体、线圈之类等等，或者假体，如导丝、导管、标记物、气囊之类等等，或者血管内成像设备，例如 ICE、OCT或者IVUS探针，等等。
根据本发明的另一方面，元件38可涉及血管结构内部的可物理探测特征，例如界标、骨结构、钙化结构或者任何植入设备。
显示器30适于将该组合显示为经裁剪的路线图。
采集装置12可适于采集预导航图像数据。所采集的预导航图像数据如第一连接线路32所指示的被提供给接口单元28。
进一步地，采集装置12适于采集对象的实况图像数据，该对象包括血管结构，其中该血管结构包含感兴趣的元件。然后所采集的实况图像数据如第一连接线路32所指示地被提供给接口单元28。接口单元28如第二连接线路34所指示地提供实况图像数据给处理单元。所生成的组合被处理单元28如第三连接线路36所指示地提供给显示器30。当然，也可以用无线连接来实现上述单元和装置的数据连接。
注意到所示出的例子是所谓的O形臂CT图像采集设备。当然，本发明也涉及其他类型的X射线图像采集装置，例如具有C臂而不是如图1所示的圆形机架的C类型X射线图像采集设备。
下文中更加详细地描述了根据本发明的过程。如上所述，本发明例如由成像系统在导管实验室中用于PTCA，以例如治疗心脏狭窄。当然，本发明也用于其他检查或者分析过程，其中将要作为路线图示出的成像数据是复杂的，并且因而经裁剪的路线图导致用户对所提供信息的接受增强。
如上所述，本发明的背景是血管路线图绘制。血管路线图绘制包括将从预导航图像数据计算出的血管表示，也即路线图，与用于血管内设备操纵和放置的实时图像相组合， 在所述血管内设备操纵和放置中该血管是不可见或者难以看到的。典型地，这发生在X射线介入的情形下，例如血管仅通过造影剂的注入而可见。那些造影建立图像在实际设备操纵之前产生并且被称为血管造影照片。它们用于在本发明的范围中或者介入期间分析和诊断状况。有了路线图绘制技术，充满了造影剂的血管以某种方式被转变成可以与用于设备的导航和放置的实时透视图像相组合的表示。
根据另一方面，血管路线图绘制典型地也可以通过提供用不需要造影剂注入的其他技术所采集的预导航来实现。因此，将在实际检查之前采集的血管结构与实时透视图像相组合以便产生路线图。
在2D路线图绘制中，血管可直接来自2D血管造影照片并且被覆盖至透视图像。这也可以被称为踪迹减去或者减去透视。
路线图绘制技术主要用于伪静态情形，其中血管造影照片和透视图像与主静态血管结构一致。
根据本发明，也提供源于3D的2D路线图绘制(被称为3D路线图绘制)，其包括从例如来自C臂CT方法的3D数据中建立将被覆盖到2D透视图像上的2D血管表示。该3D 方法的优点之一在于无论在透视时使用哪些系统几何参数，人们可以一直从在正确的几何结构下，例如正确的视角下投影的3D数据中重新计算相关的2D路线图。另一优点在于在 3D数据中可以更加容易地识别出血管，从而与源自2D的路线图绘制中的低水平图标表示相反，可以将精细分段或者建模的血管视图用作路线图源。
然而，可能需要某个配准量来正确地将该路线图与实时图像对齐。可以涉及几种方法，例如表平移校正、像素移动、呼吸校正、心脏运动校正，等等。
如上所述，通常，路线图绘制是大大改进了设备引导、放置、植入等等的伟大技术。 路线图绘制提供了参照血管结构的对象当前状况信息。然而，由于血管结构，尤其是心脏或者甚至是神经血管结构，通常是复杂的，因此总的路线图可能相当复杂并且包含很多明显的血管分支。此外，由于该路线图被投影至2D空间，或者简单地源自2D空间，因此该路线图所包含的、本质为3D结构的血管通常严重地彼此重叠。因而，该路线图常常被认为是相当混乱和复杂而难以理解的。
根据本发明，可能自动且动态地识别和定位所涉及的元件，例如介入性设备，并且基于这一信息来计算和覆盖经裁剪的路线图，其中例如简单地删除或者削弱远离该元件当前动作范围的所有血管。根据本发明的路线图也可以被称为简化路线图。基本上，在路线图计算和显示处理中仅保留发现该设备或者元件的位置处或者可能将其操纵或者放置至的位置处的血管和紧邻分支。这意味着路线图的内容随着介入的进行而演化。例如，随着导丝穿过血管树前进，可见的覆盖血管的总量和自然状态例如随着导丝顶端周围所遇到的血管系统背景而演化。
所得到的根据本发明的路线图更加容易理解并且也更加专注于介入目的，使得介入更加容易，较不累人，并且可能是更快的。
在图2中，示意性描述了用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的方法的示例性实施例。首先，在提供步骤112中，提供表示至少一部分血管结构的预导航图像数据114，该血管结构包括具有多个子树的树状结构。进一步地，在生成步骤116中，生成基于该预导航图像数据114的血管表示118。在采集步骤120中，采集对象的实况图像数据 122，该对象包括血管结构，其中该血管结构包含感兴趣的元件。在确定步骤124中，确定预导航图像数据114和实况图像数据122的空间关系126。在分析步骤128中，通过在实况图像数据中识别和定位130该元件来对该实况图像数据进行分析。进一步地，在确定步骤132 中，确定该元件被放置于的子树134，其中该确定是基于元件的定位以及基于该空间关系。 进一步地，确定步骤132也包括基于该确定的子树134来选择136血管结构的一部分138。 进一步地，在生成步骤140中，生成实况图像数据122与血管结构的所选择部分138的图像的组合142。在显示步骤144中，将该组合142显示为经裁剪的路线图146。
在下文中，提供步骤112也被称为步骤a)，生成步骤116被称为步骤b)，采集步骤 120被称为步骤C)，确定步骤124被称为步骤d)，分析步骤128被称为步骤e)，确定步骤 132被称为步骤f)，生成步骤140被称为步骤g)以及显示步骤144被称为步骤h)。
进一步要注意的是，以上图2中描述的步骤仅示出了示例性的步骤顺序。当然，其他步骤顺序也是可能的。例如，步骤b)在步骤C)、d)或者e)之一之后，但是在步骤f)之前执行。进一步的，步骤e)分析，f)确定子树，g)生成组合以及h)显示该组合至少重复两次，并且其中经裁剪的路线图146被显示为演化的路线图序列。根据进一步方面，可以以预定的时间比率来不断地重复步骤。
根据一方面，可以将a)和c)提供给确定空间关系的步骤。根据进一步方面，a) 和c)中的数据可以是已经空间对齐的，或者它们可简单地基于视角(与a)和c)相应的几何数据)来被空间对齐。
在下文中参照图3-9来描述了作为例子的几个步骤顺序和关系。
根据图3，预导航数据114和实况图像数据122用于步骤d)，也即确定124由进入步骤d)方框的箭头148所指示的空间关系126。这是有用的，例如，当人们不能完全依赖于对应于数据a)和c)的几何数据，也即视角时。这可以例如在残留运动或者几何数据不精确的情况下，或者甚至是当丢失一些几何数据时发生。在那一情况下通过将数据a)和c) 在几何变换的某个范围上相关来实现步骤d)，目的在于将经几何变换的数据a)和或c)最佳空间对齐。这一操作的结果是实现这一最佳空间对齐的参量编码或者显式编码的变换的组。进一步的，步骤d)的空间关系126用于步骤f)，其中基于由从步骤d)方框进入步骤f) 方框的箭头152所指示的空间关系126而匹配由进入步骤f)方框的箭头150所指示的、步骤e)提供的定位数据，以及由生成步骤116提供的血管表示118，以及其中来自步骤b)方框的箭头154也进入步骤f)方框。进一步的，来自步骤f)的所选择部分138如进入步骤 g)方框的箭头156所指示地被提供给步骤g)。进一步的，空间关系126也用于步骤g)，其中所选择部分138和实况图像数据122例如通过配准而被组合。空间关系126的输入由进入步骤g)方框的箭头158指示，并且实况图像数据122的进入由从步骤c)方框进入步骤 g)方框的箭头160指示。
注意到在图3到9中，步骤a)和c)由方角方框指示，而其他步骤以圆角方框示出。 这图示了步骤a)和c)涉及从数据源提供数据。步骤a)涉及先前采集的图像数据，并且步骤c)涉及所采集的实况图像数据。具有圆角的其他步骤涉及成像处理步骤。
根据图4中示出的进一步示例性实施例，步骤d)的空间关系126用于由从步骤d) 方框进入步骤b)方框的箭头162所指示的生成步骤116。
进一步的，步骤d)的空间关系126也可以用于步骤e)中对定位的分析128，其由箭头164指示。
如图4所示，空间关系126因而可以说被包含于被提供给步骤f )的血管表示118 中，并且也被包含于源自步骤b)的也被提供给步骤f)的定位数据中。因而，直接从步骤d) 方框到步骤f)方框的空间关系的另外输入不是必须的，这通过步骤d)到步骤f)或者步骤 g)的箭头缺失来指示。
根据图5示意性示出的进一步示例性实施例，如以上描述的，使用预导航数据118 和实况图像数据122来执行步骤d)中空间关系126的确定124。除此之外，步骤b)的血管表示118也用于确定124。这通过从步骤b)方框进入步骤d)方框的箭头166来指示。可选地或者另外地，分析步骤128的定位130也可以用于步骤d)中空间关系126的确定124， 这通过从步骤e)方框进入步骤d)方框的另外箭头168来指示。因而，提供了对空间关系的增强的或者改进的确定。
当步骤d)诉诸于链接166而不是链接168时，这意味着在步骤d)中实现的空间关系的确定利用了这样的事实实况数据中的诸如介入性设备之类的某些事物在适当的空间对齐之后应当位于b)中的血管表示之内。
当d)诉诸于链接168而不是链接166时，这意味着在步骤d)中实现的空间关系的确定利用了这样的事实e)中的所识别设备在适当的空间对齐之后应当位于诸如a)中预导航数据中的血管之类的某些事物之内。
当使用链接166和168两者时，这意味着 在步骤d)中实现的空间关系的确定利用了这样的事实e)中的所识别设备在适当的空间对齐之后应当位于b)中的血管表示之内。
根据图6示意性示出的进一步示例性实施例,确定124是基于预导航数据114和实况图像数据122。空间关系126如箭头170所指示的被提供给血管表示生成步骤b)。进一步的，空间关系126也如另一箭头172所指示的被提供给分析步骤128。然而，血管表示 118和/或定位数据130也被返回提供给确定步骤124，从而提供重新确定124，该环状结构由具有两个或者双箭头的箭头170和172指不，该两个或者双箭头各自指不在两个方向上的数据传送。
根据进一步方面，也可以基于步骤d)中确定的空间关系126来重新执行血管表示。也可以基于步骤d)中确定的空间关系来重新执行对定位的分析。
因而，在血管表示118以及定位130中结合了或者可以说已经考虑了空间关系，从而不需要从步骤d)到步骤f)的直接输入，这通过这些方框之间的箭头缺失来指示。
根据图7示出的进一步示例性实施例，基于在步骤b)中生成的血管表示118和步骤e)中分析的定位130来执行步骤d)中的空间关系126的确定124，这通过进入确定步骤 124的两个箭头来指示，箭头之一 174从方框b)进入方框d)，并且第二箭头176从方框e) 进入方框d)。
换目之，空间关系确定是直接基于步骤b)和e)。
根据图8示出的进一步示例性实施例，空间关系的确定用于对预导航数据和实况图像数据之一或者两者的数据进行变换以用于进一步处理，也即，简单地说，预导航数据114和实况图像数据122可以说被彼此对齐。
这通过箭头178和箭头180来指示,这两个箭头具有双箭头,该双箭头指示数据的向后和向前传送，首先将预导航数据和实况图像数据录入方框d)，然后提供空间关系126 返回预导航数据方框112和实况图像数据方框120。因而由步骤a)和步骤c)提供的数据包含在步骤d)中确定的空间关系信息，从而将空间关系126提供给后续的步骤。
因而，步骤d)方框除了步骤a)和步骤c)的方框之外不示出给其他方框的任何另外的数据传送。
根据图9示意性示出的进一步示例性实施例，在步骤f)中的放置导致预定程度模糊的情况下，重复步骤e)以生成时间信息。该时间信息被应用于在步骤f)中确定子树。这通过从步骤e)方框进入步骤f)方框的箭头182以及离开方框f)并且进入方框e)的另一箭头184来指示。
对于步骤a)，例如，该预导航数据是2D图像数据。
根据进一步方面，该预导航数据是3D图像数据。
根据进一步方面，该预导航数据是2D+t图像数据或者3D+t图像数据。
根据进一步方面，该预导航数据是重建186，其如图10所指示的从先前采集190的对象3D图像数据的序列192中重建188。
例如，从至少一个血管造影照片序列中提取出血管结构。例如可在至少一个角运动中采集该血管造影照片序列。
根据进一步方面，从2D投影组中生成该预导航数据。
根据进一步方面，3D图像数据是通过基于2D投影组的体积重建以及从该重建体积中提取出的血管来实现的3D血管树。
根据进一步方面，通过介入前或者介入中的CT检查或者C-臂旋转X射线采集来提供该3D图像数据。
例如，实况图像数据是2D图像数据。该实况图像数据可包括至少一个2D图像。
根据进一步方面，该实况图像数据包括血管结构的实况X射线透视图像数据。参照步骤b)，这一步骤可包括基于预导航数据来生成血管结构的投影。
根据进一步方面，在2D路线图绘制中，该生成包括预导航图像数据的像素的灰度变换。
根据进一步方面，预导航图像数据包括血管造影照片图像，并且步骤b)也包括从该血管造影照片图像中计算二元掩膜，例如经由适应性的过滤以及阈值化。
根据进一步方面，预导航图像数据包括3D数据，并且表示是在该预导航图像数据中存在的血管结构的全分割。
根据进一步方面，预导航图像数据包括3D数据，并且表示是在该预导航图像数据中存在的血管结构的模型。
参照步骤C)，根据本发明的方面，实况图像数据是2D图像数据。例如，实况图像数据包括至少一个2D图像。根据进一步方面，该2D图像数据可包括2D图像序列。
根据进一步方面，该2D图像是对2D图像序列计算的设备图。该设备图也可以被称为元件图，其示出了包含在血管结构内部的元件。
根据进一步方面，该实况图像数据包括血管结构的实况X射线透视图像数据。
根据进一步方面，用采集参数来采集该2D图像数据，例如沿着观察方向。
根据进一步方面，该血管结构在对象的实况图像数据中比在预导航数据中更不可见，优选该血管结构在2D图像数据中不可见。
参照步骤d)，根据进一步方面，步骤d)包括配准预导航图像数据和实况图像数据。
根据进一步方面，变换预导航图像数据从而其与实况图像数据匹配。优选地，这在生成步骤b)之前执行。
参照步骤e)，根据进一步方面，该元件包括介入性工具。根据进一步方面，该元件包括介入性设备，例如腔内假体，如支架、导流体、线圈之类等等，或者假体，如导丝、导管、 标记物、气囊之类等等，或者血管内成像设备，例如ICE、OCT或者IVUS探针，等等。
根据进一步方面，该元件包括与对象固定附连的至少两个特征。例如，该元件包括标记物或者骨结构或者硬化血管树的钙化结构。
参照步骤f)，根据本发明的示例性实施例，删除194未选择的分支部分，并且仅显示具有所选择部分的血管结构。这在图11中显示。
例如，术语“删除”分支包括移除分支。
根据进一步方面，具有被删除分支的血管树是经分割的路线图146’，也在图11中显不O
根据进一步的示例性实施例，此外，在评估图中示出了被删除的分支(未示出)。
根据进一步方面，以半透明的方式示出了被删除的分支，同样未示出。
根据进一步方面，以不同的颜色示出了被删除的分支，其也未示出。
当然，根据本发明，也可能组合一个或者任意的以上提及实施例。
根据本发明的进一步示例性实施例，与距元件的距离相关地削弱196未选择的血管结构，其中该距离与树结构内部的连接路径有关(见图12)。基于进入确定步骤132的步骤e)中提供的定位130来提供该距离，其中该定位数据被进一步发送到削弱步骤196。然后将被削弱的血管结构提供给组合步骤140，这通过离开削弱方框196进入方框140的箭头 198来指示。
根据本发明的一个方面，子树各自包括多个分支，并且确定元件被放置于的或者元件很可能被操纵至的分支。
根据本发明的一个方面，术语“所确定的子树”涉及前进方向中可能的，也即可通达的血管部分，也即该所确定的子树仅示出可通达的血管。
根据本发明的一个方面，这可包括不仅涉及解剖结构也涉及当前的介入特异性， 例如目标动脉瘤。
根据进一步方面，术语“前进方向”涉及从更大的或者主血管到较小的二级血管， 可以说是子血管，的方向。
根据本发明的一个方面，仅选择所确定的子树。
根据进一步方面，基于先前的定位数据来确定被遮盖的血管路径，并且在经裁剪的路线图中指示该被遮盖的血管路径。
根据进一步方面，也选择邻近被选择子体积的子体积。
例如，对邻近子体积应用权重因子，例如仅选择沿着邻近边界区域的邻近子体积的部分体积。
根据进一步方面，预导航数据包括3D图像数据，其表示包括血管结构的至少一部分的体积，并且在将该体积划分为多个子体积之前，每个子体积包含单独的子树。
根据进一步方面，经调整的路线图可以被称为根据特定状况被裁剪的智能或者增强的路线图。
根据示例性实施例，确定多个子树和分支，并且在步骤f)中，在用于组合的图像中将该血管结构的所选择部分可视化。
根据图9示意性示出的进一步示例性实施例，如上所述，在步骤f)中的放置导致预定程度模糊的情况下，重复184步骤e)以生成时间信息，并且其中该时间信息被应用182 于在步骤f)中确定子树。
根据进一步方面，记录该时间信息并且确定代表该时间信息的元件运动。基于先前确定的血管体积内部位置，识别了元件被放置于的实际血管。
例如，通过重新配准步骤来校验所识别的血管位置(未示出)。
参照步骤f)，根据进一步方面，图像是预导航图像数据的投影。根据进一步方面， 直接从预导航图像数据取得图像。
参照步骤h )，根据进一步方面，用于经裁剪路线图的可选术语是定制路线图、修剪路线图、可通达路线图、可通达路径路线图、简化路线图、精益路线图、减少路线图，或者聚焦路线图，仅提及了一些例子。
根据本发明的进一步示例性实施例，位于血管结构内部的元件在实况图像数据 122中可见，并且空间关系126的确定124是基于该元件。
根据图13示意性示出的进一步示例性实施例，预导航数据114包括相位参考信号 202以及各自包括相位指示符204的多个实况图像122。为了从多个2D图像确定124空间关系126,仅选择具有相应相位参考的图像206。这通过相位参考信号方框202和相位指示符方框204之间的箭头206来指示。因而，预导航数据114和所选择图像206如所指示的进入空间关系方框124。
根据进一步方面，为了 2D图像的配准，将具有第一预定值的图像像素与具有预定第二值的图像像素或者体素相匹配。
根据进一步方面，空间关系126的确定步骤124包括时间和空间约束。
例如，该时间和空间约束是基于先前执行的空间关系确定，例如配准。
根据进一步方面，确定元件在血管结构内部的可能移动路径。
根据进一步的示例性实施例，在生成血管表示之前，通过基于预导航图像数据114 的血管分割208来确定具有其血管体积的血管结构。为了定位元件，将实况图像数据122 配准为使得实况图像中的元件被放置在血管结构的血管内部(见图14)。
根据图15示出的本发明的进一步示例性实施例，通过基于预导航图像数据114来生成212模型214而确定具有其血管体积的血管结构，并且将实况图像数据122配准为使得实况图像数据中的元件被放置在血管结构的血管内部。
根据进一步方面，检测该元件并且生成该元件的模型，并将该模型覆盖于2D图像上地来显示，从而在经裁剪的路线图上可见该元件模型的表示。
根据进一步方面，与距元件的距离相关地削弱未选定的血管结构。换言之，该血管结构越衰弱，血管路径到该元件的距离越大。例如，该距离可以是与血管树结构内部的连接路径相关的测地距离。
根据进一步方面，实况图像122包括至少两个元件，并且该至少两个元件位于血管结构的内部。
作为例子，预导航图像数据114包括C臂CT重建之后神经中的3D血管树。导航数据122包括神经介入期间的2D实况透视图像。在确定步骤124中，将预导航数据与实况图像数据配准。由于2D实况图像 数据包括几个图像，因此在分析步骤128中，识别并且连续地定位介入性工具或者各介入性工具。生成步骤116包括从预配准的预导航数据中生成血管表示。确定步骤132包括删除远离当前动作范围中的介入的血管的步骤。然后,在步骤g)生成经删除血管表示的投影对实况图像的覆盖。在步骤h)中显示的输出包括具有经裁剪的血管路线图覆盖的实况图像。
作为进一步例子，图16示出了步骤f)的结果，其中血管表示216包括树状的血管结构218，其具有多个子树220a、220b、220c等等。由于确定步骤132，确定元件222被放置于的子树中的一个，在示出例子中是子树220b，其中该确定是基于步骤e)中元件的定位以及基于步骤d)中的空间关系。基于确定的子树来选择血管结构的一部分，该部分在示出的例子中是子树222b以及用附图标记224指示的主树结构的初始路径。以削弱方式用虚线来示出了未选择的子树，在示出例子中是子树220a和220c，以象征删除血管树的步骤。例如，可以完全隐藏被删除的分支220a和220c，或者可以用虚线示出被删除的分支220a和 220c以给出其他未选择的部分的指示。
图17示出了图16的经处理的树状结构与透视图像226的组合，该透视图像226作为由采集步骤c)所提供的实况图像数据，其上覆盖了血管结构，也即图16的血管结构216 的所选择部分。因而，图17中显示的组合表示以上描述的经裁剪路线图146。
在图18中，示出的血管树228包括几个子树230，仅对这些中的一些用附图标记 230a、230b和230c指示。进一步的，也可见作为元件的介入性设备232。将血管树投影228 覆盖在采集步骤c)所采集的透视图像234上。然而，没有根据本发明对所示的路线图进行进一步地处理，而是示出为与示出了根据本发明的经裁剪路线图的图14的比较。
如从图19可以看到的，血管树228的那些子树230b，230c是血管树的未选择部分，并且因而以被削弱或者被删除方式被示出，这通过虚线的子树230b’和230c’来指示。 仅血管树的所选择部分，也即在示出例子中是子树230a，与透视实况图像234相组合地示出，该透视实况图像234上覆盖着被分割的血管树。结果是经裁剪的路线图，其允许用户更加容易并且因而更加快速地接收关于设备或者元件当前位置的信息。
在本发明的另一示例性实施例中(未示出)，提供了一种计算机程序或者计算机程序单元，其特征在于适于在适当的系统中执行根据前述实施例之一的方法的方法步骤。
该计算机程序单元因而可被存储在计算机单元中，该计算机单元也可是本发明实施例的一部分。这一计算机单元可适于执行以上描述方法的步骤或者导致对以上描述方法的步骤的执行。此外，其可能适于操纵以上描述设备的部件。该计算单元可以适于自动操纵和/或适于执行用户的命令。计算机程序可被装载至数据处理器的工作存储器。该数据处理器因而有能力执行本发明的方法。
本发明的这一示例性实施例覆盖从一开始就使用本发明的计算机程序，以及借助于更新将现有程序变为使用本发明的程序的计算机程序。
更进一步地，该计算机程序单元可能能够提供所有的必需步骤以实现如以上描述的方法的示例性实施例的过程。
根据本发明的进一步示例性实施例(未示出)，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存储其上的计算机程序单元，该计算机程序单元由前述部分描述。
计算机程序可被存储和/或分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或者作为其他硬件一部分的光学存储介质或者固态介质，但是其也可能以其他形式分布，例如经由因特网或者其他有线或者无线的通信系统。
然而，计算机程序也可存在于诸如万维网的网络上，或者可以从这种网络被下载到数据处理器的工作存储器上。根据本发明的进一步示例性实施例，提供了一种用于使得计算机程序单元可用于下载的介质，该计算机程序单元被布置为执行根据以上描述的本发明实施例之一的方法。
必须注意的是参照不同的主题来描述了本发明的实施例。具体而言，参照方法类型的权利要求来描述了一些实施例而参照装置类型的权利要求来描述了其他实施例。然而，本领域技术人员从以上和以下描述将断定，除非另外告知，否则除了属于一种主题类型的特征的任何组合之外，与不同主题相关的特征之间的任意组合也被认为是被本申请公开了。然而，可以将所有特征组合以提供大于特征简单加和的协同效果。
在权利要求中，措辞“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个” 不排除多个。单一处理器或其他单元可以实现在权利要求中所陈述的几项功能。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措 施的这一仅有事实，并不表示不能将这些措施的组合加以利用。
权利要求
1.一种用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的设备(24)，包括-处理单元(26)；-接口单元(28);以及-显示器(30)；其中，所述接口单元(28)适于提供表示血管结构的至少一部分的预导航图像数据，所述血管结构包括具有多个子树的树状结构；以及适于提供所述对象的实况图像数据，所述对象包括所述血管结构；其中，所述血管结构包含感兴趣元件；并且其中，所述处理单元(26)适于基于所述预导航图像数据来生成血管表示；适于确定所述预导航图像数据和所述实况图像数据的空间关系；适于通过在所述实况图像数据中识别和定位元件来分析所述实况图像数据；适于确定所述元件被放置于的子树，其中，所述确定基于所述元件的定位并基于所述空间关系，以及基于所确定的子树来选择所述血管结构的一部分；以及适于生成所述实况图像数据与所述血管结构的所选择部分的图像的组合；其中，所述显示器(30)适于显示所述组合作为经裁剪路线图。
2.一种用于检查感兴趣对象的医学成像系统(10)，包括-如权利要求1所述的用于适应性路线图绘制的设备(24);以及-X射线采集装置(12);其中，所述X射线采集装置适于采集所述对象的所述实况图像数据，所述对象包括所述血管结构；其中，所述血管结构包含所述感兴趣元件。
3.一种用于针对感兴趣对象的检查的适应性路线图绘制的方法，所述方法包括以下步骤a)提供(112)表示血管结构的至少一部分的预导航图像数据(114)，所述血管结构包括具有多个子树的树状结构；b)基于所述预导航图像数据(114)来生成(116)血管表示(118);c)采集(120)所述对象的实况图像数据(122)，所述对象包括所述血管结构；其中，所述血管结构包含感兴趣元件；d)确定(124)所述预导航图像数据和所述实况图像数据的空间关系(126);e)通过在所述实况图像数据中识别和定位(130)所述元件来分析(128)所述实况图像数据；f)确定(132)所述元件被放置于的子树(134)，其中，所述确定是基于所述元件的定位以及基于所述空间关系；以及基于所确定的子树来选择(136)所述血管结构的一部分(138)；g)生成(140)所述实况图像数据与所述血管结构的所选择部分的图像的组合(142)；以及h)显示(144)所述组合作为经裁剪路线图(146)。
4.如权利要求3所述的方法，其中，删除(196)未选择的分支部分，并且其中，仅显示具有所选择部分的所述血管结构。
5.如权利要求3所述的方法，其中，与距所述元件的距离相关地削弱未选择的血管结构；其中，所述距离与所述血管树结构内部的连接路径有关。
6.如权利要求3、4或5所述的方法，其中，确定多个子树和分支；并且其中，在步骤f)中，在用于所述组合的所述图像中将所述血管结构的所选择部分可视化。
7.如权利要求3-6之一所述的方法，其中，在步骤f)中的放置导致预定程度模糊的情况下，重复步骤e)以生成时间信息；并且其中，所述时间信息被应用于步骤f)中以确定所述子树。
8.如权利要求3-7之一所述的方法，其中，位于所述血管结构内部的所述元件在所述实况图像数据中可见；并且其中，配准是基于所述元件。
9.如权利要求3-8之一所述的方法，其中，所述预导航数据包括相位参考信号(202)；其中，所述多个实况图像均包括相位指示符(204);并且其中，为了所述配准，从多个2D图像中仅选择具有相应相位参考的图像。
10.如权利要求3-9之一所述的方法，其中，在生成所述血管表示之前，通过基于所述预导航图像数据的血管分割(208)来确定(210)具有其血管体积的所述血管结构；并且其中，为了定位所述元件，所述实况图像数据被配准为使得所述实况图像中的所述元件被放置在所述血管结构的血管内部。
11.如权利要求3-9之一所述的方法，其中，通过基于所述预导航图像数据来生成(212)模型(214)而确定具有其血管体积的所述血管结构；并且其中，所述实况图像数据被配准为使得所述实况图像数据中的元件被放置在所述血管结构的血管内部。
12.一种用于控制如权利要求1-2之一所述的装置的计算机程序单元，所述计算机程序单元当被处理单元执行时，适于执行如权利要求3-11之一的所述方法步骤。
13.一种计算机可读介质，其存储了如权利要求12所述的程序单元。
全文摘要
本发明涉及给用户提供改进信息的适应性路线图绘制，包括以下步骤提供表示血管结构的至少一部分的预导航图像数据，所述血管结构包括具有多个子树的树状结构；基于预导航图像数据来生成血管表示；采集所述对象的实况图像数据，所述对象包括所述血管结构；其中所述血管结构包含感兴趣元件；确定所述预导航图像数据和所述实况图像数据的空间关系；通过在所述实况图像数据中识别和定位所述元件来分析所述实况图像数据；确定所述元件被放置于的子树，其中所述确定是基于所述元件的定位以及基于所述空间关系；以及基于所述确定的子树来选择所述血管结构的一部分；生成所述实况图像数据与所述血管结构的所选择部分的图像的组合；以及显示作为经裁剪路线图的所述组合。所述元件可是物理对象，例如介入性工具或者设备。
文档编号G06T7/00GK103002809SQ201180035197
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月19日
发明者L·弗洛朗, V·奥夫雷, M·格拉斯, D·舍费尔, G·A·F·斯洪恩贝格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司