用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备、医学成像系统、和用于提供改善的X射线图像导航信息的方法技术方案

技术编号:13306016 阅读:71 留言:0更新日期:2016-07-10 01:09
提出了一种用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备(14),所述医学图像查看设备(14)尤其包括处理单元(30)。所述处理单元(30)被配置为基于提供感兴趣对象的荧光透视图像的图像数据提供单元的几何参数和要被移除的具有干扰的运动的多个结构来执行对术前三维体积的3D‑2D配准,以针对每幅荧光透视图像创建这些结构的数字重建射线摄影图像。这些被从各自的荧光透视图像被减去,以生成没有干扰的运动的结构受抑制的荧光透视图像。基于这些,生成血管造影图像序列,以执行对所述结构的运动估计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及医学X射线成像,并且具体涉及用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备、医学成像系统、用于提供改善的X射线图像导航信息的方法,以及涉及计算机程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
对于心血管疾病(诸如动脉粥样硬化、缺血、高血压和其他疾病)的初步诊断和处置,在心脏导管室中的介入心脏病学是合适的。心脏导管代表小的管(导管)通过动脉和/或静脉到心肌的插入。为了利用实时X射线成像对冠状动脉和心脏腔室进行可视化,通过导管注射不透明的造影剂。该流程导致被称为血管造影照片的图像,这对于诊断心血管疾病来说是标准的。基于X射线的心脏导管系统表示当前关注的标准,并且为心脏病学中的诊断和治疗流程两者提供成像模态。具体地,它们被应用于生成冠状动脉中的血流的阻碍物的实时图像。如果这样的情况被识别,那么实时X射线成像被用于引导球囊导管到阻碍物的位置点的插入,并且允许通过血管造影和支架放置的处置。当前的心脏导管系统能够实现在导管室中的大部分微创流程,并且都具有使用点X射线源和大面积探测器的相同基础架构。在监测器上,获得患者的X射线照片图像,所述X射线照片图像是从探测器获得的。然而,在X射线引导下的介入期间,源自不同解剖结构的若干运动可以在2D图像中被观察到。对一个具体运动的估计可能受其他运动的影响。例如,心脏运动估计受呼吸运动以及由于患者的运动造成的骨骼运动的影响。诸如透明运动估计的若干种技术将2DX射线图像分解为由独立的运动支配的区域。US2012/238871A1公开了具有系统控制单元的血管造影系统,所述系统控制单元生成检测参考图像的掩膜图像,影响参考图像到C臂的配准,从而如果有必要的话,在参考图像中实施对检查对象的分割。位于分割的内部的图像区域被形成对比,以便生成掩膜图像,并且从由血管造影系统在没有造影剂的情况下采集的荧光透视实况图像减去所述掩膜图像,以便形成路线图图像。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的是提出一种在考虑增加所获得的数字减影血管造影(DSA)图像的质量的情况下帮助估计结构的运动的医学图像查看设备和相关的方法。本专利技术的目的是通过包括独立权利要求1的特征的用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备来满足的。进一步的有利实施例和改善可以从从属权利要求和下文的描述中获得。在该阶段,应当注意,本专利技术的所有以下描述的方面还应用于:医学成像系统、用于提供的改善的X射线导航的方法、计算机程序单元和计算机可读介质。根据本专利技术的第一方面,提出了一种用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备,所述设备包括图像数据提供单元、处理单元和显示单元。所述图像数据提供单元被配置为提供对象的感兴趣区域的荧光透视图像。所述处理单元被配置为:基于所述图像数据提供单元的几何参数和要被移除的多个结构来执行对术前三维体积的3D-2D配准;针对每幅荧光透视图像来创建这些结构的数字重建射线摄影图像;使用所述数字重建射线摄影图像来生成没有干扰的运动的荧光透视图像;并且在执行对所述结构的运动估计的情况下基于所述没有干扰运动的荧光透视图像来生成血管造影图像序列。此外,所述显示单元被配置为显示所述血管造影图像序列。根据示范性实施例,所述图像数据提供单元被配置为通过任意已知的并且合适的X射线图像采集设备来提供荧光透视图像的序列。所述处理单元与所述图像数据提供单元进行耦合,并且处理所述荧光透视图像的序列。因此,提供了表示当前情况的实况图像的连续流,亦即序列,在所述序列中,在所得到的血管造影照片序列中未示出被考虑的结构。所述医学图像查看设备的所述处理单元优选将如下项作为输入:由所述图像数据提供单元递送的X射线帧的流,以及应当被注解的术前采集的3D体积,和所述图像数据提供单元的当前几何参数。所述处理单元被配置为基于要被移除的多个结构和所述图像数据提供单元的几何参数来执行3D-2D配准,使得生成这些结构的“数字重建射线摄影图”(DRR)。其确保了,所述配准将仅补偿被考虑的结构的运动,并且相减将抑制来自血管造影图像序列的对应的透明运动。为了改善对被考虑的结构的运动估计,提出了使用来自术前3D数据的现有解剖知识来执行将术前3D体积分解为负责独立运动的各区域。被考虑的结构被配准,使得每个独立的运动在没有其他干扰的情况下被估计。在第一实施例中,所述3D-2D配准可以独立地估计针对每个结构的刚性变换。在另一实施例中,所述3D-2D配准可以是弹性配准。根据本专利技术,仅在3D体积中识别的不期望的结构被用于这样的分解,得到对结构以及其在X射线图像中的对应运动的选择性抑制。在假设在诸如从CT、MR或3D旋转血管造影生成的初始3D体积中检测或分割到不期望的结构的情况下,这些结构的投影被重建为实际2D查看平面。在考虑所采集的2DX射线图像的情况下进行对术前体积的3D-2D配准,使得所述结构的投影与2DX射线图像相匹配。数字重建从X射线序列的图像中被减去,这从所述序列中移除了解剖结构及其特异性运动。最后,使用这些经处理的X射线图像来计算改善的数字减影血管造影。可以一次识别或者在迭代过程中来识别不同的运动和对应的结构。这些三维结构被组合以形成单个DRR。使用多个结构生成单个DRR允许近似图像数据提供单元的重建过程,由此获得受抑制结构荧光透视图像,其具有与原始荧光透视图像相似的强度并且与相减相关。数字减影血管造影(DSA)图像通过选择作为参考的帧来生成,所述帧然后从整个X射线图像序列的所有其他帧中被减去。DSA常常不能对复杂的或组合的运动进行补偿。运动伪影之后可以出现在所得到的减影中。通过利用术前3D体积中的不同运动来定位和消除结构,对感兴趣的复杂运动的估计被明显改善,并且因此,最终DSA序列的减影图像的质量明显超过普通处理的质量。在示范性实施例中,所述处理单元还被配置为:识别用于所述荧光透视图像内的部分结构抑制的抑制区域;局部地抑制在所述抑制区域中的所述荧光透视图像中的结构;并且生成部分结构受抑制的荧光透视图像,即在所述抑制区域中没有受抑制结构的不期望的/干扰的运动的荧光透视图像。所述识别可以通过对感兴趣区域的手动选择来进行,其中,临床医师可以通过键盘简单地输入期望的坐标或者借助于输入设备来选取对感兴趣区域的划界。所述图像处理之后被限于所述感兴趣区域。在又一示范性实施例中,所述处理单元被配置为跟踪所述荧光透视图像中的设备,并且被配置为基于所跟踪本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备(14),包括:‑图像数据提供单元(28),‑处理单元(30),以及‑显示单元(32),其中,所述图像数据提供单元(28)被配置为提供对象的感兴趣区域的荧光透视图像;其中,所述处理单元(30)被配置为:基于所述图像数据提供单元(28)的几何参数、包括要被移除的多个结构来执行对术前三维体积的3D‑2D弹性配准或多刚性配准,其中,所述结构进行独立的运动;针对每幅荧光透视图像创建这些结构的数字重建射线摄影图像;使用所述数字重建射线摄影图像来生成结构受抑制的荧光透视图像;并且在执行对所述结构的运动估计的情况下,基于所述结构受抑制的荧光透视图像来生成血管造影图像序列,所述结构受抑制的荧光透视图像没有受抑制结构的不期望的运动,并且其中,所述显示单元(32)被配置为显示所述血管造影图像序列(68)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 EP 13306585.41.一种用于X射线成像中的导航的医学图像查看设备(14),包括:
-图像数据提供单元(28),
-处理单元(30),以及
-显示单元(32),
其中,所述图像数据提供单元(28)被配置为提供对象的感兴趣区域
的荧光透视图像;
其中,所述处理单元(30)被配置为:基于所述图像数据提供单元(28)
的几何参数、包括要被移除的多个结构来执行对术前三维体积的3D-2D弹
性配准或多刚性配准,其中,所述结构进行独立的运动;针对每幅荧光透
视图像创建这些结构的数字重建射线摄影图像;使用所述数字重建射线摄
影图像来生成结构受抑制的荧光透视图像;并且在执行对所述结构的运动
估计的情况下,基于所述结构受抑制的荧光透视图像来生成血管造影图像
序列,所述结构受抑制的荧光透视图像没有受抑制结构的不期望的运动,
并且
其中,所述显示单元(32)被配置为显示所述血管造影图像序列(68)。
2.根据权利要求1所述的医学图像查看设备(14),
其中,所述处理单元(30)还被配置为:识别用于所述荧光透视图像
内的部分结构抑制的抑制区域;局部地抑制在所述抑制区域中的所述荧光
透视图像中的结构;并且生成部分结构受抑制的荧光透视图像。
3.根据权利要求2所述的医学图像查看设备(14),
其中,所述处理单元(30)被配置为:跟踪所述荧光透视图像中的设
备;并且基于所跟踪的设备的位置来识别所述抑制区域。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的医学查看设备(14),
其中,所述处理单元被配置为:基于所述术前三维体积的所述3D-2D
配准,针对每幅荧光透视图像来创建至少一个另外的结构的至少一幅另外

\t的数字重建射线摄影图像,所述术前三维体积的所述3D-2D配准基于所述
图像数据提供单元的几何参数和要被移除的所述至少一个另外的结构。
5.一种医学成像系统(10),包括:
-X射线图像采集设备,以及
-根据权利要求1至4中的一项所述的医学图像查看设备(14),
其中,所述X射线图像采...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·J·J·皮扎因P·Y·F·卡捷O·P·内姆蓬R·弗洛朗
申请(专利权)人:皇家飞利浦有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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