專利名稱：用于血流成像的圖像處理裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理裝置和相應(yīng)圖像處理方法，其用于在造影劑流入到對(duì)象的血管樹內(nèi)期間基于從不同投影方向獲取的對(duì)象的第一系列x射線投影圖像(D)和分別從笫一或第二固定投影方向在第一或第二固定 投影平面交替獲取的該對(duì)象的第二和笫三系列X射線投影圖像來產(chǎn)生示 出對(duì)象的血管樹中血流的3D體積圖像的時(shí)間序列。另外，本發(fā)明涉及用 于在電腦上實(shí)施所述方法的電腦程序。本發(fā)明特別涉及用于使對(duì)象的血 管樹中血流成像的X射線裝置。
背景技術(shù)：
在WO 02/056260 Al中揭示了 一種使血管樹中血流成像的方法， 其得到關(guān)于血管樹的附加信息。根據(jù)這個(gè)方法，從血管樹的三維圖像 中的空間相干三維《象素確定叢束序列(sequence of cluster )，其中所 述叢束的序列對(duì)應(yīng)于所述血管樹中血液或造影介質(zhì)的流向。特定而 言，由血流方向所界定的至少一個(gè)叢束被確定為血管樹的開始叢束， 所述叢束自身充當(dāng)確定在該序列中至少一個(gè)下一叢束的開始點(diǎn)且其三 維像素中的至少某些鄰接開始叢束與下一叢束的三維像素，且對(duì)于該 序列的每一新的叢束，確定隨后的叢束。因此，對(duì)于諸如大腦血管樹 病理分析的應(yīng)用，可獲得向用戶提供在血管樹中造影介質(zhì)或血流傳播 印跡(impression)的附加信息。然而，這種和其它當(dāng)前流重建方法基于脈管構(gòu)造且因此限于沿血 管樹具有不同三維像素叢束的明確連接結(jié)構(gòu)的管狀結(jié)構(gòu)。因此，在目 前階段，其并不適用于(例如)動(dòng)脈瘤流的重建。因此，本發(fā)明的目 的在于提供一種圖像處理裝置和相應(yīng)方法，其允許相關(guān)對(duì)象中模糊結(jié) 構(gòu)的圖像重建且，特定而言，即使在所述血管樹包括諸如動(dòng)脈瘤的非 管狀結(jié)構(gòu)的情況下，產(chǎn)生示出對(duì)象的血管樹中血流的3D體積圖像。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明通過如在權(quán)利要求1中所主張的圖像處理裝置實(shí)現(xiàn)該
目的，所述圖像處理裝置包括重建單元，其用于從所述第一系列X射線投影圖像來重建所述對(duì) 象的3D體積圖像；分段單元，其用于從所述3D體積圖像將該脈管樹分段；前向投影單元，其用于將該分段的脈管樹分別前向投射到所述第 一和投影平面；以及映射單元，其用于將分別在所述第二與第三系列X射線投影圖像 中的脈管樹的像素的圖像值映射到所述3D體積圖像的相應(yīng)三維像素 上以獲得示出該對(duì)象的血管樹中血流的3D體積圖像的所述時(shí)間序 列。在權(quán)利要求11中定義相應(yīng)的圖像處理方法。在權(quán)利要求12中定 義一種電腦程序，其包括當(dāng)所述電腦程序在電腦上執(zhí)行時(shí)使電腦執(zhí)行 該方法步驟的程序代碼器件，所述電腦程序可儲(chǔ)存于記錄載體上。另外，本發(fā)明也涉及如在權(quán)利要求9中所定義用于使對(duì)象的血管 樹中的血流成像的X射線裝置，所述X射線裝置包括第一成像單元，其具有第一X射線源與第一X射線探測器，用于 從不同投影方向獲取對(duì)象的第一系列X射線投影圖像和從第一固定投 影方向獲取對(duì)象的第二系列X射線投影圖像；第二成像單元，其具有第二X射線源與第二X射線探測器，用于從第二固定投影方向獲取該對(duì)象的第三系列X射線投影圖像；控制單元，其用于在造影劑流入到對(duì)象的血管樹內(nèi)期間，控制所 述第一成像單元與第二成像單元，使得在獲取第二與第三系列x射線 投影圖像之前或之后獲取所述第一系列X射線投影圖像，并且分別在 第 一或第二固定投影平面從不同的投影方向交替地獲取所述第二系列 的X射線投影圖像與所述第三系列的X射線投影圖像，以及如上文所定義的根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置，其用于產(chǎn)生示出在 對(duì)象的血管樹中血流的3D體積圖像的時(shí)間序列。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中定義。本發(fā)明基于使用關(guān)于從兩個(gè)不同投影方向所得到的血管樹中血流 (或造影劑流)的時(shí)間信息(其因此也包括某些空間信息)和將所述 時(shí)間信息與空間信息映射到相關(guān)對(duì)象的3D體積圖像上而得到血管樹 中三維像素相關(guān)的灰度值變化的4D數(shù)據(jù)集的理念。這使得可能顯示動(dòng)
脈瘤內(nèi)的時(shí)間與空間灰度值變化，這利用已知的流重建方法是不可能 的。根據(jù)本發(fā)明，這通過使用對(duì)象的3D體積圖像獲得，對(duì)象的3D體 積圖像從第一系列X射線投影圖像重建且從對(duì)象的3D體積圖像將脈 管樹分段。另外，使用了交替地獲取(即，從不同的投影方向，即在 不同的投影平面，呈交錯(cuò)獲取模式)的第二與第三系列X射線投影圖 像。將分段的脈管樹前向投射到所述投影平面上使得所分段的三維像 素的每一者在投影平面中的投射位置是已知的。對(duì)于在投影平面中的每一像素，現(xiàn)從示出投射到這個(gè)像素上的造 影劑的流入、持續(xù)時(shí)間和流出的X射線投影圖像的時(shí)間序列(第二與 第三系列)存在灰度值時(shí)間曲線。最后，分別在所述第二與第三時(shí)間 序列的X射線投影圖像中的脈管樹的像素的圖像值(灰度值)被映射 到3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上，即，每一像素的灰度值時(shí)間曲線被 投射到3D體積圖像中的相應(yīng)三維像素上以荻得示出對(duì)象的血管樹中 血流的3D體積圖像的時(shí)間序列，即，以獲得4D體積數(shù)據(jù)集。在優(yōu)選實(shí)施例中，采用圖像層疊方法，其得到示出血管樹的每一 投影方向的參考投影圖像?？捎糜谶@個(gè)目的的圖像層疊方法的實(shí)例在 Schmitt， H.等人 "Image Stacking with Entropy Values in Angiography" ， Radiology 2004; 230; 294-298中描述。通過圖《象層 疊所獲得的參考投影圖像優(yōu)選地需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。如果不存在患者 的運(yùn)動(dòng)，那么系統(tǒng)幾何形狀的校準(zhǔn)通常是充分的以便于映射。然后， 在分別位于第 一投影平面與第二投影平面中的這些參考投影圖像上直 接進(jìn)行前向投影。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元以在第一系列X射線投影圖 像與第二和第三系列X射線投影圖像的獲取之間補(bǔ)償對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。這 種運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償優(yōu)選地在分段脈管樹向參考投影圖像上前向投射之后采用 以實(shí)現(xiàn)參考投影圖像與前向投影之間完全且準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)?；蛘?，建議 提供配準(zhǔn)單元(registration unit)用于使3D體積圖像的前向投射圖像 向參考投影圖像上配準(zhǔn)(registration)。舉例說來，并非必需要求在 獲取第二和第三系列X射線投影圖像之前直接采用第一系列X射線投 影圖像，而是也可能改曰或在獲取第二與第三系列之前的某時(shí)間預(yù)先 獲取所述第一系列。然后，需要進(jìn)行該配準(zhǔn)，因?yàn)榛颊呶恢猛瑫r(shí)已變化。優(yōu)選地，通常提供基于前向投射圖像與第二和第三系列投影圖像判定是否需要任何運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償或配準(zhǔn)的器件。并非將第二與第三系列的投影圖像中的脈管樹的像素的圖像值直接映射到3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上，在另一實(shí)施例中提議確定第 二與第三系列的相鄰?fù)队皥D像的平均圖像值，即，平均值由第二系列 的圖像與隨后獲取的第三系列的圖像(其皆為相同的三維像素)的圖 像值形成，且然后將這個(gè)平均值映射到相應(yīng)三維像素上。因此，所得 到的4D體積數(shù)據(jù)集示出不同投影圖像的不同灰度值的平均值，所述 4D體積數(shù)據(jù)集具有較高的時(shí)間分辨率。一般而言，可區(qū)別兩種取平均值的情形。在第一種情形中，脈管 樹的一部分在兩個(gè)投影方向中自由投射，因此確定每兩個(gè)相鄰?fù)队皥D 像(即， 一個(gè)從第一方向且隨后的一個(gè)從另一方向)的平均值，導(dǎo)致 在時(shí)間上更高的分辨率。在第二種情形中，在一個(gè)投影方向中存在脈 管樹的重疊部分。然后，僅可獲得在時(shí)間上較低的分辨率(即，第二 或第三系列的分辨率)，且確定相同系列的兩個(gè)相鄰?fù)队皥D像的平均 值。對(duì)于在兩個(gè)方向自由投射的動(dòng)脈瘤，可使用來自兩個(gè)方向的信息 來實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈瘤內(nèi)更高的空間分辨率。優(yōu)選地，不僅在獲取第二與第三系列X射線投影圖像期間造影劑 流入血管樹內(nèi)，而且在獲取第一系列X射線投影圖像期間脈管樹完全 充滿造影劑以改進(jìn)在所述圖像中的對(duì)比度。雖然一般而言可能使用任何兩個(gè)不同投影方向來獲得所述第二與 笫三系列X射線投影圖像，但根據(jù)另一實(shí)施例有利地提議兩個(gè)投影方 向大體上垂直，此常常用于雙平面獲取模式。如果使用垂直投影角， 其具有預(yù)期最有效地減小投影中脈管結(jié)構(gòu)重疊的優(yōu)勢。優(yōu)選地，選擇 兩個(gè)投影方向，使得(例如)在檢查動(dòng)脈瘤的情況下，投影方向的盡 可能垂直且從兩個(gè)投影方向，動(dòng)脈瘤均不#1其它脈管疊加。另外，根據(jù)另一實(shí)施例，不僅脈管樹可前向投射到投影平面或參 考投影圖像上，而且完整的3D體積圖像可投射到投影平面或參考投影 圖像上且另外，第二與第三系列的投影圖像的所有像素的圖像值可映 射到3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上，而非僅映射脈管樹的像素的圖像 值。例如，此與其中不僅可從脈管樹而且可從不可被分段的周圍組織
(例如，在周圍組織中的毛細(xì)血管)收集信息的應(yīng)用相關(guān)。可將此方 法應(yīng)用于為頭部成^f象以及灌注信息的處理。


現(xiàn)將參看附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，在附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的X射線裝置的圖形表示；圖2示出根據(jù)本發(fā)明方法的流程圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置的圖形表示，圖4說明隨著時(shí)間第二與第三系列X射線投影圖像的獲取，以及圖5示出說明前向投影與映射步驟的圖解。
具體實(shí)施方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的X射線裝置ioo，其用于形成將要被檢查的對(duì)象40(例如，安置在患者檢查床60上的患者)的二維X射線圖像或 X射線投影圖像。X射線裝置包括第一成像單元1，第一成像單元l具 有笫一X射線源IO與第一X射線探測器11，安裝第一X射線源IO與 第一X射線探測器ll以使其在C形臂U上面向彼此，C形臂l2自身 安裝于僅部分示出的支架13上。一方面，C形臂12可圍繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 而另一方面，其可通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，例如，圍繞其中心在雙箭頭 20的方向旋轉(zhuǎn)180°。此移動(dòng)使得能夠從第一成像單元1的不同可再現(xiàn) 投影方向n、 r2、 r3形成表示將要進(jìn)行檢查的對(duì)象40的許多X射線圖 像。也提供第二成像單元2，其具有第二X射線源20與第二X射線探 測器21，第二 X射線源20與第二X射線探測器21安裝于安裝裝置22 上且能夠從固定(其也可替代地根據(jù)要求或需要為可變的)的X射線 位置r'形成將要檢查的對(duì)象40的投影圖像。X射線探測器ll、 21中的每一者可由X射線增強(qiáng)器形成，所述X 射線增強(qiáng)器與電視聯(lián)播網(wǎng)連接，電視聯(lián)播網(wǎng)的輸出信號(hào)被模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器3數(shù)字化以在存儲(chǔ)器4中儲(chǔ)存。通過第一成《象單元1從不同位置^，……，rj，……，iv所獲取的 X射線投影圖像可通過圖像處理單元5進(jìn)行處理以個(gè)別地或作為一系 列圖像在監(jiān)視器6上顯示。在造影介質(zhì)流入期間在離散瞬間從固定X
射線位置r'由第二成像單元2所獲取的X射線投影圖像也可通過圖像 處理單元5進(jìn)行處理以在監(jiān)視器6上顯示。X射線裝置的個(gè)別構(gòu)件受控 制單元7控制。在下文中參看圖2所示的流程圖與示出圖4象處理單元5更多細(xì)節(jié) 的圖3的方塊圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明。在初始化(步驟IOI)之后，通 過使用第一成像單元l在血管樹充滿造影介質(zhì)(步驟102)時(shí)利用不同 的投影方向獲取(笫一)系列的X射線投影圖像D,,……，Dj,……，Dm。 隨后，在步驟103，通過使用重建單元M從該系列(二維)X射線投 影圖像D重建三維體積圖像。在這方面，假設(shè)對(duì)于每一投影圖像，X 射線源10與X射線探測器11的位置與方位是已知的(例如，基于之 前的校準(zhǔn)測量)。重建的三維圖像不僅示出血管樹(充滿造影介質(zhì))，而且也示出 其它結(jié)構(gòu)，諸如骨骼。因此，在步驟104中，通過使用分段單元52以 其僅示出血管樹而所有其它結(jié)構(gòu)優(yōu)選地被抑制的方式將三維圖像分 段。在最簡單的情況下，該分段可通過閾值操作來執(zhí)行，其分配具有 比較高吸收值的所有三維像素至血管樹并抑制所有其它三維像素的再 現(xiàn)?？商娲厥褂貌煌姆侄畏椒?例如，能夠探測線形結(jié)構(gòu)的方法)， 所述方法產(chǎn)生更準(zhǔn)確的分段但通常需要更多計(jì)算工作。 一般而言，二 元體積得到屬于血管結(jié)構(gòu)的三維像素例如用(例如)標(biāo)示值1標(biāo)記， 而周圍體積例如用標(biāo)示值零標(biāo)記的結(jié)果。在隨后的步驟105中，在較短附加造影劑推注(bolus) T流入期 間執(zhí)行血管樹的高速雙平面流獲取。這些雙平面投影通過使用所述第 一成像單元1與第二成像單元2從不同(優(yōu)選地垂直)投影方向以交 錯(cuò)獲取模式(即，所述兩個(gè)系列投影圖像Eo,……，Ej,En與Fo, ......Fj,……，F(xiàn)n的投影圖像)獲取。舉例說來，通過使用第一成像單元1獲取所述 第二系列投影圖像E(rEn，其中第一X射線源IO在位置r2，且通過使用 第二成像單元2獲取第三系列的投影圖像F。-Fn，其中X射線源在位置 r'，即，在圍繞患者40的縱向入口旋轉(zhuǎn)90。的位置。在步驟106，優(yōu)選地，但并非必需地，通過使用圖〗象層疊單元53 向兩個(gè)投影系列E、 F采用圖像層疊方法，得到示出完全血管系統(tǒng)的每 一方向的參考投影圖像(每一系列E、 F—個(gè)參考投影圖像)。在上文 所引用的Schmitt H.等人的文章中描述可優(yōu)選地用于使一系列血管造影圖#^行圖像層疊的熵方法。所述熵方法包招計(jì)算每一圖像像素的時(shí)間進(jìn)程的熵。這強(qiáng)調(diào)造影劑推注所經(jīng)過的圖像區(qū)域。當(dāng)然，在所述文章中也簡要;也描述其它方法，諸如最大不透明法(maximum opacity method)。在,斤 述文章中所引用的參考中描述可采用的其它圖4象層疊方法。在步驟107中，然后，通過前向投影單元54將分段的3D體積，尤其 是分段脈管樹前向投射到通過先前圖像層疊步驟所獲得的兩個(gè)參考投影圖 像。在步驟108中使用在運(yùn)動(dòng)#峰單元56中的2D或3D運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法來校 正在獲取第 一 系列投影圖像D與第二和笫三系列投影圖像E 、 F之間可能發(fā) 生的運(yùn)動(dòng)。出于這個(gè)目的，可使用任何類型的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，諸如交互信 息最大法(參考，E. Meijering等人，Reduction of patient motion artifacts in digital subtraction angiography: Evaluation of a fast and fully automatic technique. Radiology, 219: 288-293， 2001 )?；蛘撸?吏用配準(zhǔn)方法 來使前向投射圖像與參考投影圖像配準(zhǔn)，出于這個(gè)目的，可使用任何類 型的2D配準(zhǔn)方法。在這個(gè)階段，在投影平面中分段的三維像素中的每一 者的投射位置是已知的。對(duì)于在投影平面中的每一像素，從示出投射到 這個(gè)像素上的造影劑流入的第二和第三系列的投影圖像E、 F的高速數(shù)據(jù) 獲取存在灰度值時(shí)間曲線。在無運(yùn)動(dòng)發(fā)生的情況下， 一般無需運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 且無需配準(zhǔn)。隨后，在步驟109中且通過使用映射單元55，對(duì)于利用高速雙平面 投影系列E、 F所獲取的每一時(shí)幀(投影圖像)，相應(yīng)灰度值被投射到 3D體積圖像中的三維像素。更詳細(xì)而言，其優(yōu)選地為來自投射到3D體 積圖像中的三維像素的兩個(gè)相鄰時(shí)幀(由于交錯(cuò)獲取)的平均值。這在 圖4中更詳細(xì)地示出，在圖4中，隨著時(shí)間示出造影劑(CA)推注T與 第二和第三系列的投影圖像E、 F，尤其獲取所述系列的單一投影圖像的 時(shí)間點(diǎn)。然后，在圖4的最后的圖解中，用參考符號(hào)G表示兩個(gè)相鄰?fù)?影圖像的平均值，其中，例如，Gu表示投影圖像Ei與Fi的平均值，或， 一般而言，參考符號(hào)Gxy表示投影圖像Ex與Fy的平均值。在圖5的圖解中也說明前向投影與映射的步驟。其以抽象的形式示出 將要進(jìn)行檢查的對(duì)象40，應(yīng)更詳細(xì)地考慮自所ii^象40的特定三維《象素 K。另外示出第一X射線源10、第二X射線源20和相應(yīng)的X射線探測器 11、 21，其處于適當(dāng)位置以根據(jù)雙平面模式獲取第二與第三系列投影圖像。X射線探測器11、 21的位置也分別表示第一投影平面Ri與第二投影平面 R2的位置，在所述位置通過圖像層疊步驟獲得參考投影圖像。在這些投影 平面&、 R2中和因此在參考投影圖像中，三維像素K分別對(duì)應(yīng)于像素P ， yi)與Q(x2，y2)。對(duì)于這些像素P、 Q，在所述系列X射線投影圖像E、 F中 存在灰度值時(shí)間曲線，即，在該系列E廣En中，確定對(duì)應(yīng)于像素P的像素 PrPn且其像素值作為時(shí)間序列被分配到像素P。對(duì)于像素Q進(jìn)行同樣的操 作，即，在系列FrFn中確定相應(yīng)像素QrQn且相應(yīng)像素值作為時(shí)間序列分 配到像素Q。對(duì)于像素P、 Q的像素值的這些時(shí)間序列，如圖4所示確定相 鄰(時(shí)間上)^象素值的平均值且然后將平均值映射到相應(yīng)的三維^象素K上。因此，4D體積數(shù)據(jù)集得到示出來自不同投影方向的不同M值的平均 值的結(jié)果。由于高速時(shí)間序列，時(shí)間信息被添加到3D體積數(shù)據(jù)集，同時(shí)由 于不同投影方向的內(nèi)插，添加空間信息。如對(duì)于已知流重建方法所建議， 采用基于線性規(guī)劃的最優(yōu)化機(jī)制來校正由于三維像素的相鄰關(guān)系所造成在 3D中時(shí)間灰度值變化中的無用數(shù)據(jù)是可行的。最后，可能通過使用根據(jù)本 發(fā)明的方法來顯示(步驟109)動(dòng)脈瘤內(nèi)的時(shí)間與空間M值變化。因此， 得到在脈管樹內(nèi)且尤其在諸如動(dòng)脈瘤的非管狀脈管樹的結(jié)構(gòu)內(nèi)的三維像素 相關(guān)的灰度值變化的4D數(shù)據(jù)集。最后，在步驟lll中，方法結(jié)束。優(yōu)選地，作為補(bǔ)充，可采用關(guān)于造影劑的洗入(wash-in)的現(xiàn)有 知識(shí)來在某種程度上解決投影模糊。已知對(duì)于給定三維像素，到達(dá)的 造影劑推注必須造成在兩個(gè)投影視圖中強(qiáng)度變化。因此，可推斷在僅 一個(gè)視圖中的強(qiáng)度變化由到達(dá)與投影環(huán)境中給定一者重疊的三維像素 的造影劑造成。本發(fā)明優(yōu)選地用于高空間與時(shí)間分辨率平板雙平面C形臂系統(tǒng) 中，尤其用于獲得示出對(duì)象的血管樹中，尤其是脈管樹的非管狀結(jié)構(gòu) 中血流的3D體積圖像的時(shí)間序列。然而，其它的應(yīng)用也同樣可行，諸 如灌注信息的映射。應(yīng)了解，上文所說明的實(shí)施例并不限制投影的范 疇，而僅是用于說明本發(fā)明主要理念的實(shí)例?？赡苓M(jìn)行許多變化。舉 例說來，第一系列X射線投影圖像可在獲取第二與第三系列投影圖像 之前預(yù)先取得。另外，可使用其它設(shè)備來獲取X射線投影圖像，尤其 對(duì)于第一系列，其也可通過CT系統(tǒng)獲取。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置(5)，其用于在造影劑流入到對(duì)象(40)的血管樹內(nèi)期間基于從不同投影方向所獲取的所述對(duì)象的第一系列X射線投影圖像(D)和分別在第一或第二固定投影平面交替獲取的所述對(duì)象的第二和第三系列X射線投影圖像(E、F)來產(chǎn)生示出所述對(duì)象(40)的所述血管樹中血流的3D體積圖像的時(shí)間序列，所述裝置包括重建單元(51)，其用于從所述第一系列X射線投影圖像(D)來重建所述對(duì)象的3D體積圖像；分段單元(52)，其用于從所述3D體積圖像將所述脈管樹分段；前向投影單元(54)，其用于將所述分段的脈管樹分別前向投射到所述第一與投影平面(R1，R2)上；以及映射單元(55)，其用于將分別在所述第二與第三系列X射線投影圖像中的所述脈管樹的像素的圖像值映射到所述3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上以獲得示出所述對(duì)象的所述血管樹中所述血流的3D體積圖像的所述時(shí)間序列。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其另外包括圖像層疊單元(53)，其用于分別層疊所述第二與第 三系列X射線投影圖像(E、 F)以獲得所述第一與第二固定投影方向 中每一者在所述第一與第二投影平面(Rb R2)的參考投影圖像，以 及其中所述前向投影單元(54)通過調(diào)適以將所述分段脈管樹前向 投射到所述參考投影圖像上。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其另外包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元 (56)，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元(5)用于在所述第一系列X射線投影圖像與所述第二和笫三系列X射線投影圖像的獲取之間補(bǔ)償所述對(duì)象的運(yùn) 動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其另外包括配準(zhǔn)單元(56 )， 其用于使所述3D體積圖像的所述前向投射圖像向所述參考投影圖像 上配準(zhǔn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述映射單元(55)通 過調(diào)適以對(duì)于將要映射到所述3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上的所述 第二與第三系列的所述投影圖像的所述像素，形成來自所述第二與第三系列的隨后獲取的X射線投影圖像(E、 F)的兩個(gè)圖像值的平均圖 像值，并且通過調(diào)適以將所述平均圖像值映射到所述3D體積圖像的所 述相應(yīng)三維像素上。
6. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中在所述脈管樹充滿造影 劑時(shí)獲取所述第一系列X射線投影圖像(D)。
7. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述第二系列X射線投 影圖像(E)從與獲取所述第三系列X射線投影圖像(F)的投影方向 大體上垂直的投影方向獲取。
8. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述前向投影單元(54)通過調(diào)適以分別將所述3D體積圖像的所 有三維像素前向投射到所述笫一與投影平面(RhR2)上，以及所述映射單元(55)通過調(diào)適以將分別將在所述第二與第三系列 中的所述X射線投影圖像的所有像素的所述圖像值映射到所述3D體 積圖像的所述相應(yīng)三維像素上。
9. 一種使位于對(duì)象的血管樹中的血流成像的X射線裝置，其包括 第一成像單元(1)，其具有第一X射線源(10)與笫一X射線探測器(11)，以從不同的投影方向獲取所述對(duì)象的第一系列X射線投 影圖像(D)，并且從第一固定投影方向獲取所述對(duì)象的第二系列X 射線投影圖4象(E)，第二成像單元(2)，其具有第二X射線源U0)與第二X射線探 測器(21)，以從第二固定投影方向獲取所述對(duì)象的第三系列X射線 投影圖像(F)，控制單元(7)，其用于在造影劑流入到所述對(duì)象的所述血管樹內(nèi) 期間控制所述第一與第二成像單元(1、 2)，使得在獲取所述第二與 第三系列X射線投影圖像(E、 F)之前或之后獲取所述第一系列X射 線投影圖像(D)并且分別從不同投影方向在第一或第二固定投影平面 交替獲取所述第二系列的所述X射線投影圖像(E )與所述第三系列的 所述X射線投影圖像(F)，以及如權(quán)利要求l所述的圖像處理裝置(5)，其用于產(chǎn)生示出對(duì)象的 血管樹中所述血流的3D體積圖像的時(shí)間序列。
10. 如權(quán)利要求9所述的X射線裝置，其中所述第 一與第二成像單 元為雙平面成^f象單元。
11. 一種圖像處理方法，其用于在造影劑流入到對(duì)象的血管樹內(nèi)期間基于從不同投影方向所獲取的所述對(duì)象的第 一 系列x射線投影圖像(D)和分別從第一或第二固定投影方向在第一或第二固定投影平面分 別從第 一或第二固定投影平面交替獲取的所述對(duì)象的第二和第三系列 X射線投影圖像(E、 F)來產(chǎn)生示出所述對(duì)象的所述血管樹中血流的 3D體積圖像的時(shí)間序列，所述方法包括以下步驟從所述第一系列X射線投影圖像(D)重建所述對(duì)象的3D體積圖像，從所述3D體積圖像將所述脈管樹分段，分別將所述分段的脈管樹前向投射到所述第一與投影平面(Rh R2)，以及將分別在所述第二與第三系列X射線投影圖像中的所述脈管樹的 像素的圖像值映射到所述3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上，以獲得示出 所述對(duì)象的所述血管樹中所述血流的3D體積圖{象的所述時(shí)間序列。
12. —種電腦程序，其包括程序代碼器件，所述程序代碼器件用于 當(dāng)所述電腦程序在電腦上執(zhí)行時(shí)使電腦執(zhí)行如在權(quán)利要求ll中所述的 方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像處理裝置(5)，其用于在造影劑流入到對(duì)象(40)的血管樹內(nèi)期間基于從不同投影方向所獲取的該對(duì)象的第一系列X射線投影圖像(D)和分別在第一或第二固定投影平面交替獲取的該對(duì)象的第二和第三系列X射線投影圖像(E、F)來產(chǎn)生示出該對(duì)象(40)的該血管樹中血流的3D體積圖像的時(shí)間序列。為了允許該相關(guān)對(duì)象中明確結(jié)構(gòu)的圖像重建，且特定而言，即使該血管樹包括諸如動(dòng)脈瘤的非管狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生示出對(duì)象的血管樹中該血流的3D體積圖像，提議一種圖像處理裝置，其包括重建單元(51)，其用于從所述第一系列X射線投影圖像(D)重建所述對(duì)象的3D體積圖像；分段單元(52)，其用于從所述3D體積圖像將所述脈管樹分段；前向投影單元(54)，其用于將該分段的脈管樹分別前向投射到所述第一投影平面與第二投影平面(R₁，R₂)上；以及，映射單元(55)，其用于將分別在所述第二系列與第三系列X射線投影圖像中的該脈管樹的像素的圖像值映射到所述3D體積圖像的相應(yīng)三維像素上以獲得示出該對(duì)象的該血管樹中該血流的3D體積圖像的所述時(shí)間序列。
文檔編號(hào)G06T11/00GK101156174SQ200680011153
公開日2008年4月2日 申請日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者H·施米特, M·格拉斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司