用于產(chǎn)生血管系統(tǒng)的二維投影圖像的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生特別是人或動物的身體的感興趣的身體區(qū)域(特別是實質(zhì))的血管系統(tǒng)的至少一個二維投影圖像的一種方法和一種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于使人或動物的身體的血管系統(tǒng)可視化，公知了不同的技術(shù)。在數(shù)字減影血管造影(DSA)的形式下在給予造影之后在預(yù)定的固定的投影角度下利用X射線裝置重復(fù)拍攝二維投影圖像，其中從每個圖像減去參考圖像(掩模圖像)。在此在不存在造影劑的時間點建立掩模圖像。通過這種方式，造影劑到血管的流入、由此血流可以被可視化(灌注)?；趩蝹€的時間序列圖像減去掩模圖像，示圖僅還包含以造影劑填充的血管。背景(組織，骨骼，空氣)被淡出。數(shù)字減影血管造影在診斷中起重要作用，例如用于識別腦部中的病理性血管疾病。
[0003]公知一種名稱為Syngo iFlow的工具，其基于數(shù)字減影血管造影，產(chǎn)生造影劑團(tuán)的到達(dá)時間的參數(shù)化顯示。DSA系列(時間序列圖像)的各個圖像被綜合為一個參數(shù)化的圖像，其中通常色彩編碼地顯示造影劑團(tuán)的到達(dá)時間。到達(dá)時間在此例如是直至造影劑的最大強(qiáng)度的時間；形成所謂的到達(dá)峰值時間圖(Time-to-Peak Karte, TTP圖)。造影劑的早的到達(dá)時間例如可以按照紅色譜中的一個顏色顯示并且晚的到達(dá)時間按照綠或藍(lán)色譜中的一個顏色顯不。更多信息從文獻(xiàn)“syngo iFlow/Dynamic Flow Evaluat1n/Answers forlife, published by Siemens AG, Medical Solut1ns, Ang1graphy, Fluoroscopic andRad1graphic Systems” 中得到。
[0004]在許多情況下在血管造影圖像中，例如在數(shù)字減影血管造影中僅對實質(zhì)(組織)的(較小的)血管感興趣，但其通常被大的運送血出心的和/或引導(dǎo)血回心的血管(動脈，靜脈)所覆蓋。然而從數(shù)字減影血管造影的投影圖像中消除該大的血管在目前是不可能。
[0005]除了通常的二維減影血管造影之外還公知能夠使血管系統(tǒng)或血流三維可視化的成像技術(shù)，即所謂的3D血管造影或3D灌注。在此例如提到計算機(jī)斷層造影(CT血管造影，灌注CT)、磁共振斷層造影(磁共振血管造影，磁共振灌注成像)以及基于C形臂的成像。這些三維技術(shù)原則上也可以使用減影原理，從而在淡出背景的條件下可以產(chǎn)生純的血管圖像示。在三維技術(shù)的情況下公知分割大的血管，也就是將其照此分類和必要時從顯示中移除。但三維技術(shù)的應(yīng)用在治療期間受到限制并且時間分辨率比在2D技術(shù)中更差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種方法和一種裝置，其能夠在2D投影圖像中，特別是在二維的動態(tài)的減影血管造影中盡可能良好可視地顯示較小的血管，特別是實質(zhì)的血管。
[0007]上述技術(shù)問題通過按照本發(fā)明的方法、按照本發(fā)明的計算機(jī)程序產(chǎn)品、按照本發(fā)明的控制和計算單元以及按照本發(fā)明的用于執(zhí)行該方法的裝置來解決。本發(fā)明的優(yōu)選實施在從屬權(quán)利要求和隨后的說明書中給出并詳細(xì)描述。
[0008]按照本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0009]-拍攝感興趣的身體區(qū)域的3D數(shù)據(jù)組，
[0010]-拍攝感興趣的身體區(qū)域的至少一個2D投影圖像，
[0011]-通過消除尺寸超過預(yù)定的邊界值的血管來產(chǎn)生改變后的3D數(shù)據(jù)組，
[0012]-利用改變后的3D數(shù)據(jù)組的投影數(shù)據(jù)將2D投影圖像歸一化，
[0013]-消除在歸一化的2D投影圖像中尺寸超過預(yù)定的邊界值的血管投影，
[0014]-內(nèi)插2D投影圖像的消除了血管投影的區(qū)域，和
[0015]-利用改變后的3D數(shù)據(jù)組的投影數(shù)據(jù)將歸一化的和內(nèi)插后的2D投影圖像反歸一化(Denormalisierung)。
[0016]按照本發(fā)明的計算機(jī)程序產(chǎn)品具有計算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)載體和在數(shù)據(jù)載體上存儲的計算機(jī)程序的程序代碼，其被構(gòu)造為，當(dāng)在計算上運行計算機(jī)程序時控制按照本發(fā)明的方法。
[0017]按照本發(fā)明的控制和計算單元具有用于存儲程序代碼的程序存儲器，其中程序代碼被構(gòu)造為，控制按照本發(fā)明的方法。
[0018]按照本發(fā)明的裝置具有用于拍攝感興趣的身體區(qū)域的3D數(shù)據(jù)組的第一拍攝裝置、用于拍攝感興趣的身體區(qū)域的至少一個2D投影圖像的第二拍攝裝置以及控制和計算單元，其被構(gòu)造為用于控制按照本發(fā)明的方法。第一和第二拍攝裝置可以被構(gòu)造為分開的拍攝裝置或構(gòu)造為共同的或相同的拍攝裝置。
[0019]按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的裝置能夠消除2D投影圖像中的大的血管(具有預(yù)定的最小尺寸的血管)，以便產(chǎn)生實質(zhì)的(較小的)血管的示圖，即所謂的虛擬的實質(zhì)圖(Parenchymogramm)。
[0020]為此首先拍攝感興趣的身體區(qū)域的3D數(shù)據(jù)組，這可以時間上不取決于2D投影圖像的拍攝地進(jìn)行。3D數(shù)據(jù)組優(yōu)選地是血管造影圖像，其尤其反映了血容量(實質(zhì)血容量，PVB)。3D數(shù)據(jù)組的拍攝例如包括從不同的投影方向拍攝二維的X射線投影圖像以及例如借助反投影法或另外的重建方法根據(jù)二維投影圖像重建三維圖像數(shù)據(jù)組。這些技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中基本上是公知的并且因此在此不再詳細(xì)描述。
[0021]在拍攝3D數(shù)據(jù)組期間、之前或之后例如通過X射線拍攝建立相同的身體區(qū)域的投影圖像。
[0022]3D數(shù)據(jù)組包含所拍攝的身體區(qū)域的血管以及可能的背景，諸如骨骼、組織和/或空氣。特別地，3D數(shù)據(jù)組包含血管幾何特征，也就是關(guān)于血管的三維結(jié)構(gòu)和關(guān)于血管在空間中的位置的信息。也就是，3D數(shù)據(jù)組包含感興趣的身體區(qū)域的血管的三維圖，優(yōu)選按照“穩(wěn)態(tài)(steady state) ”，即，所有血管形成均勻的對比，例如因為其以造影劑填充(靜態(tài)顯示)O
[0023]在優(yōu)選的實施方式中，分割3D數(shù)據(jù)組中的血管，從而3D數(shù)據(jù)組僅包含血管信息(沒有背景)。
[0024]2D投影圖像包含感興趣的身體區(qū)域的血管的投影示圖并且原則上可以從任意投影方向產(chǎn)生。特別地，2D投影圖像既包含實質(zhì)的血管，也就是組織的血管，也包含大的運送血出心的和引導(dǎo)血回心的血管。
[0025]從首先包含了所有血管，也就是實質(zhì)的血管以及運送血出心的和引導(dǎo)血回心的血管(動脈，靜脈)，的3D數(shù)據(jù)組中將尺寸超過預(yù)定的邊界值的確定的血管分割出來。通過這種方式產(chǎn)生改變后的3D數(shù)據(jù)組，其優(yōu)選不再包含運送血出心的和引導(dǎo)血回心的血管，也就是僅具有所謂的微循環(huán)的血管。改變后的3D數(shù)據(jù)組也可以被稱為實質(zhì)血容量(PBV)的三維數(shù)據(jù)組。3D數(shù)據(jù)組可以在希望時借助顯示裝置來顯示并且也被稱為3D拍攝，特別是3D-PBV拍攝。也就是，改變后的3D數(shù)據(jù)組僅包括血管系統(tǒng)的感興趣的片段，特別是在沒有大的運送血出心的和引導(dǎo)血回心的血管(動脈，靜脈)的情況下。
[0026]根據(jù)改變后的3D數(shù)據(jù)組可以按照基本上公知的方式借助前向投影來產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)。該投影數(shù)據(jù)被用于將2D投影圖像歸一化，也就是，利用從改變后的3D數(shù)據(jù)組中獲得的投影數(shù)據(jù)將2D投影圖像歸一化。為此，沿著與2D投影圖像的投影方向相同的投影方向進(jìn)行前向投影。3D數(shù)據(jù)組的通過這種方式獲得的投影數(shù)據(jù)形成了與2D投影圖像不同僅包含血管系統(tǒng)的感興趣的區(qū)域的投影圖像。歸一化在此尤其被理解為2D投影圖像除以根據(jù)改變后的3D數(shù)據(jù)組計算出的投影圖像(投影數(shù)據(jù))。
[0027]在歸一化的2D投影圖像中將尺寸超過預(yù)定的邊界值的血管投影分割出來并且以臨床數(shù)據(jù)填充相應(yīng)的區(qū)域，優(yōu)選地通過非線性內(nèi)插。非線性內(nèi)插在此產(chǎn)生軟的圖像觀感并且消除了大的血管。但也失去了該區(qū)域中的所有其它信息。
[0028]為了再次建立某些實質(zhì)信息或關(guān)于實質(zhì)的血管的信息，將內(nèi)插后的投