本发明专利技术涉及用于确定冠状动脉中的斑块沉积的方法和设备。根据该方法，使用成像模态来获得患者的冠状动脉造影射线照相图像。所获得的射线照相图像被校准以用于进一步分析该射线照相图像。随后，对该射线照相图像应用图像处理技术（诸如取阈值和直方图均衡化）来提取血管树结构以用于分析。进一步地，基于经处理的射线照相图像来计算内腔宽度和外部血管宽度。进一步地，基于内腔尺寸和外部血管尺寸来确定斑块沉积水平。最后，基于所述分析的结果被显示给用户。所述结果包括脉管结构上的腔内的斑块沉积水平以及由斑块沉积对患者造成的可能风险。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及用于确定血管中斑块沉积的方法和设备。更特别地，本文公开的方法 和设备设及确定冠状动脉中的斑块沉积。
技术介绍
动脉粥样硬化(atherosclerosis )在冠状动脉疾病(CAD)中是常见的发现物W及 在全世界范围内是死亡和疾病的主要原因。动脉粥样硬化或斑块/脂肪物质被沉积在冠状 动脉的内壁中并且广泛地分散。动脉粥样硬化负荷方面的增加与不利事件方面的增加相关 联。 在常规的冠状动脉血管造影术中，诸如定量冠状动脉分析(QCA)之类的工具被用 于量化血管中的局部化区域中的狭窄程度。然而，在弥漫性冠状动脉疾病中没有可W自动 地量化冠状脉管结构中的动脉粥样硬化负荷的工具可用。 QCA工具执行CAD的局部化分析。QCA工具用于分析由医生标记的狭窄区域。换言 之，医生在示出屯、脏脉管系统的射线照相图像中标记感兴趣区域(R0I)。进一步地，针对狭 窄仅分析被医生标记的区域。在脉管结构中可能存在具有斑块沉积的其他区域。因此，存在 对于能够估计整个冠状血管树的总体动脉粥样硬化负荷的工具的需要，所述整个冠状血管 树可W包括分支和交叉。 进一步地，现有的工具已知为表现出对冠状动脉中斑块沉积的过高估计和估计不 足。例如，在巧化斑块沉积的情况下存在过高估计的情况W及在柔软斑块的情况下存在估 计不足的情况。运致使当前的工具对于估计总体动脉粥样硬化负荷是不可靠的。因此，存在 对于可靠地估计总体动脉粥样硬化负荷的工具的需要。
技术实现思路
相应地，本专利技术的目标是提供一种用于分析脉管网络中的斑块沉积的方法和设 备，其中脉管结构包括具有分支和交叉中的至少一个的血管的网络W及其中脉管结构的血 管包括内腔和外部血管。该设备包括处理器和禪合到处理器的存储器，其中所述存储器包 括弥漫性冠状动脉疾病(DCAD)估计模块，弥漫性冠状动脉疾病(DCAD)估计模块包括配置成 在射线照相图像中确定至少两个点的选择模块，其中射线照相图像包括患者的脉管网络。 DCAD估计模块包括图像增强模块，其被配置成处理射线照相图像W增强所选择的点之间的 脉管结构。DCAD估计模块进一步包括血管腔尺寸计算模块，其被配置成至少计算所选择的 点之间的脉管结构的外部血管的尺寸和内腔的尺寸。DCAD估计模块包括斑块沉积确定模 块，其被配置成确定所选择的点之间的脉管结构的腔中的斑块沉积水平。在一些实施例中， DCAD估计模块估计所选择的点之间的脉管结构的分支和旁侧血管(side vessel)中的斑块 沉积。 根据一个实施例，图像增强模块被配置成应用一个或多个图像处理算法来增强射 线照相图像中的脉管结构。图像处理算法可W包括对比度受限的自适应直方图均衡化和基 于相干性的各向异性扩散。该算法通过将射线照相图像分成多个块来提高射线照相图像的 对比度。射线照相图像的多个块中的每个块的对比度是通过将直方图强度重新映射到更宽 的动态范围来增强的。 根据另一个实施例，血管腔尺寸计算模块被配置成使用中屯、线检测算法来计算脉 管结构的内腔尺寸。脉管结构的中屯、线检测是使用边缘检测算法来确定的。 根据另外一个实施例，血管腔尺寸计算模块被配置成在小的区段中计算外部血管 尺寸。外部血管尺寸是通过考虑血管的逐渐变细和貌似真实的斑块沉积来计算的。为了减 轻逐渐变细效应和斑块沉积，血管的足够小的区段被考虑用于计算外部血管尺寸。 在另外又一个实施例中，斑块沉积确定模块被配置成通过计算内腔尺寸和外部血 管尺寸之间的差别来确定脉管结构内的斑块的分布。 在本专利技术的一个方面中，呈现模块被配置成在射线照相图像上注释斑块沉积W及 显示该射线照相图像。呈现模块可W将显示屏幕分成多个区段W及在所述区段中连同最终 图像一起显示原始图像。 在本专利技术的另一个方面中，射线照相图像是冠状动脉造影图像。该射线照相图像 可W通过使用基于X射线的技术(诸如巧光检查法)来获得。 为了达到目标，本专利技术提供了一种用于分析血管中的斑块沉积的方法。该方法包 括在脉管结构的射线照相图像中选择至少2个点的步骤。随后，在射线照相图像的所选择的 点内提取脉管结构的血管树。此后，确定血管树的内腔尺寸和外部血管尺寸。进一步地，确 定基于内腔尺寸和外部血管尺寸的斑块沉积范围。最后，显示血管树中的斑块沉积范围。 在本专利技术的一个方面中，提取血管树的步骤包括计算海塞(Hessian)矩阵和对射 线照相图像应用分段算法中的至少一个。可W通过应用直方图均衡化技术和基于相干性的 技术来从射线照相图像提取血管树。射线照相图像被平滑W改善高斯(Gaussian)拟合。进 一步地，应用基于相干性的各向异性扩散来消除射线照相图像中由于直方图均衡化的应用 而引起的伪像(adefact)。此后，为了进一步增强血管树，计算血管树的海塞矩阵。使用高 斯核的二次导数来计算海塞矩阵。传统的高斯滤波器在被用作针对给定尺度的核时，该核 大小基于给定尺度而线性地增加。为了对抗由于线性度的不利影响，应用了尺度自适应非 线性函数。在优选实施例中，应用了尺度自适应的经修整的高斯核。非线性度是在尺度和修 整该核所处于的核宽度之间。核宽度并未基于分布的标准偏差来修整，而是被适配到血管 的可能尺度。对于给定的尺度集合O = {〇1，02，...〇n}，经修整的高斯核如下在等式1中给 出：其中f ^浆終"X，其中k和a是常数。 在本专利技术的另一个方面中，确定内腔尺寸的步骤包括确定血管树的中屯、线。血管 树的中屯、线可W使用例如平均曲率运动技术和Mumford-化ah模型的组合来确定。 在本专利技术的另外一个方面中，内腔检测包括在血管树的中屯、线上的一个或多个点 上计算距离变换。 在本专利技术的另外一个方面中，确定外部血管尺寸包括将血管树划分成一个或多个 区段，其中区段大小基于内腔尺寸的变化而变化。基于经处理的射线照相图像来计算内腔 尺寸。内腔尺寸中的变化表明血管中的潜在的斑块沉积。因此，用于计算外部血管尺寸的区 段的大小基于内腔尺寸的变化而被改变。 在本专利技术的另外又一个方面中，其中确定外部血管尺寸包括使用脉管结构的中屯、 线W及计算血管树中的血管的区段的外部尺寸的中值。计算宽度所针对的区段的长度是通 过考虑逐渐变细效应和可能的斑块沉积来确定的。 在本专利技术的另外一个方面中，确定斑块沉积的范围包括计算内腔尺寸和外部血管 尺寸之间的差异。斑块沉积或弥漫性冠状动脉疾病(CAD)的范围被确定并且在射线照相图 像上被注释。 在本专利技术的另外一个方面中，在射线照相图像上显示斑块沉积的范围包括显示动 脉级斑块沉积和视图级斑块沉积。【附图说明】 本专利技术的上文提到的特征和其他特征现在将参考本专利技术的附图来论述。所图示的 实施例意图是被图示而不是限制本专利技术。 当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于分析脉管结构中的斑块沉积的设备，其中所述脉管结构包括具有分支和交叉中的至少一个的血管网络，以及其中所述脉管结构的血管包括内腔和外部血管，所述设备（1）包括：处理器（4）；耦合到所述处理器的存储器（6），其中所述存储器包括弥漫性冠状动脉疾病（DCAD）估计模块，所述弥漫性冠状动脉疾病（DCAD）估计模块包括：选择模块（10），其被配置成在射线照相图像（21A）中确定至少两个点，其中所述射线照相图像包括患者的脉管网络；图像增强模块（12），其被配置成处理所述射线照相图像（21A）以增强所选择的点之间的脉管结构；血管腔尺寸计算模块（14），其被配置成至少计算所选择的点之间的血管树的外部血管的尺寸和内腔的尺寸；以及斑块沉积确定模块（16），其被配置成确定所选择的点之间的脉管结构的腔中的斑块沉积水平。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Y巴蒂纳，PS巴蒂亚，RP雅迪亚帕，A卡尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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