用于在空间上增强有噪影像中的结构的医学观察系统和方法技术方案

一种观察系统和方法，用于增强在有噪影像的序列中的移动背景上表示兴趣对象并用于显示经增强的影像的序列，包括：提取装置（１），用于提取所述序列的影像中与兴趣对象相关的特征；空间增强装置（２），其包括由因子装置调制的脊过滤器，用来增强除了背景的对象以外的兴趣对象。以及显示装置，用于在减弱背景上显示经增强的对准的兴趣对象的经处理的影像（１５、５４）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种观察系统，其具有空间增强装置，用于增强在有噪影像序列中表示的兴趣对象，并用于显示经增强的影像的序列。本专利技术亦涉及待用在所述系统中的计算机可执行的影像处理方法。本专利技术进一步涉及被耦合于这种系统的医学检查设备。本专利技术例如在医学成像系统中得到其应用，用于增强血管造影照片中的薄兴趣对象，如扩张器(stent)和动脉壁。用于提取医学影像中的扩张器的方法从以下出版物中是已知的，其是在IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING，VOL.19，No.6，JUNE 2000，第652-662页中，由Ioannis Kompatsiaris等写的，名为“Deformable Boundary Detection of Stents in Angiographic Images”的出版物。该文档描述了一种影像处理方法，用于对血管造影术影像中的被称为扩张器的医疗工具的可变形边界检测。扩张器是外科的不锈钢线圈，其被置于动脉中以改进已出现狭窄症的区域中的血液循环。最初采用扩张器的三维(3-D)模型的集合并使用扩张器3-D模型的各种变形的透视投影来构建扩张器的二维(2-D)影像的大集合。这些合成影像然后被用作训练集，用于基于本征空间分解而得到多变量密度估算值，并规划最大似然性估算框架以得到用于自动对象识别的初始粗略估算值。然后通过使用考虑扩张器的几何结构的结合迭代初始化技术的2-D活性外形(contour)(蛇形)算法来改进所检测的扩张器的轮廓(silhouette)。如在所引用的出版物中所公开的，当在病人冠状动脉中识别到被称为狭窄症的变窄时，可指定(prescribe)被称为血管成形术的过程以通过打开阻塞而改进到心肌的血液流动。近些年来，血管成形术日益采用扩张器植入技术，这种扩张器植入技术包括这样的手术将扩张器置于所检测的狭窄症的位置处以有效地使患病血管保持为开，如由所引用出版物的图2所说明的。扩张器放置帮助许多病人避免了紧急心脏旁路外科手术和/或心脏病发作(心肌侵害)。如由所引用出版物的附图说明图1所说明的，扩张器是通过用于形成线圈的精密激光来切割的小的、槽形不锈钢管。它被紧紧缠绕在被附着于单轨的气球上，所述单轨是借助导管和导线而引入的，所述导管和导线形成被称为顶端气球(balloon-tipped)导管的设备。该顶端气球导管通过小切口而引入到动脉中。一旦到位，气球被充气以扩张线圈。一旦被扩张，可被认为是植入物的扩张器象脚手架那样起作用，从而保持动脉壁为开。由此允许更多的血液流动到心肌。扩张器、导管和细导线在有噪荧光镜影像中被观察到。它们显示出了低的射线照相对比度，其使得对精确位置处的所述扩张器的放置和扩张的评价很困难。还有，在扩张器植入的手术期间，气球和扩张器被缠绕于其上的单轨相对于动脉而移动，动脉在心脏脉冲的影响下移动，并且看到所述动脉在背景上，该背景在病人呼吸的影响下移动。这些移动使在荧光镜成像下对扩张器植入的跟随更加难以可视化。具体而言，这些移动使缩放是低效的，这是因为兴趣对象可离开所缩放的影像帧。临床问题与扩张器的不适当放置或扩张以及几个扩张器中间的间隙或重叠是关联的。尽管有显然在血管造影术上成功的展开，研究表明多于百分之八十的扩张器可能被不充分地扩大。不适当扩张的扩张器可在局部干扰血液流动并导致血栓形成。在所引用的出版物中公开的方法深深地依赖于对血管造影术影像中的扩张器的识别。该已知方法具有形成扩张器3-D模型的集合的步骤，从3-D模型来构建2-D影像的集合步骤以及将2-D模型匹配于心电图中扩张器的2-D影像的步骤。该方法将呈现对于在扩张器植入的介入阶段所需的影像序列的实时处理来说实际上过重的计算负荷。还有，从业者越来越要求影像的分辨率。因此，所提出的方法仅在后介入阶段中可被优选地使用。相反，本专利技术的目的是提出一种观察系统，其具有用来实时处理影像的空间过滤装置以例如被用于介入阶段内。为使介入可视化，该系统具有用来解决提取与兴趣对象相关的被称为标志的特定特征的问题，其允许精确地放置所述标志并得到兴趣对象的位置。例如，在扩张器植入的介入中，所述系统具有用来提取被附着于单轨的气球标志的装置，其允许检测具有或没有被缠绕于其上的扩张器的气球的位置。具有用于实时处理影像的装置的该系统进一步允许相对于动脉狭窄区而放置气球，以便于例如对该气球充气以扩张动脉的内腔，或者对气球充气并展开被缠绕于其上的扩张器。应指出，依照本专利技术，兴趣对象的位置检测问题并不是单纯和直接通过提取所述兴趣对象而解决的。例如在心脏学中，这些问题并不是仅仅和直接通过提取扩张器或动脉壁而解决的。相反，这些问题是通过提取不属于诸如扩张器或动脉壁的对于从业者来说实际最终感兴趣的对象的特征来解决的。事实上，如以上所说明的，所述对象本来就被不良地对比，被表示在已有噪声的背景上并且经历运动。依照本专利技术，所述观察系统包括这样的装置，其用于采集表示兴趣对象并与被称为标志的特定特征相关的影像序列，并用于首先提取标志以得到相关兴趣对象的位置。所述系统进一步包括这样的装置，其用于增强与所述标志相关的经定位的兴趣对象。例如，在心脏学中，兴趣对象是与两个气球标志相关的扩张器或动脉。该系统亦具有显示装置，用于实时显示所述介入。它可以是用户可激活的。这种系统被要求于权利要求1和相关权利要求中。待用在该系统中的影像处理方法、用来实施本专利技术方法的步骤的程序产品以及与这种系统关联的检查设备被进一步要求。在以下将参照示意性的图来详述本专利技术的实施例，在图中图1A到1D是系统装置的功能方块图；图2A到图2C说明血管成形术的介入步骤，其借助于由导管、导线和具有气球的单轨或由导管、导线和具有被缠绕于其上的扩张器和气球的单轨构成的设备；图3A示出原始的血管造影照片，图3B示出所检测标志的两个区和一个兴趣区域，并且图3C示出经处理的影像，其具有在经过滤的背景上的增强的兴趣对象上的缩放；图4是使用本专利技术的系统的医学检查设备的功能方块图。本专利技术涉及一种观察系统和在该观察系统中使用的计算机可执行的影像处理方法，用于增强有噪影像序列中的兴趣对象并用于显示经增强的影像序列。该观察系统和方法具有实时采集、处理和显示影像的装置。本专利技术的观察系统和影像处理方法在以下被描述为对心脏学的医学领域的应用中的实例的问题。在所述应用中，兴趣对象是诸如动脉的器官或诸如气球或扩张器的工具。这些对象在被称为血管成形术的医学介入期间被观察于被称为血管造影照片的X射线荧光镜影像的序列中。所述系统和方法可被应用于除了血管造影照片以外的影像中的除了扩张器或血管以外的任何其它兴趣对象。兴趣对象可相对于影像参考物而移动，但并不是必须的；并且背景可相对于对象或影像参考物而移动。参考图2A到2C，在以下描述的应用中，扩张器植入是一种医学介入，其通常包括用于扩大被称为狭窄症的损害的位置处的动脉。在预备步骤中，从业者尽可能好地定位医学影像中的病人动脉81中的狭窄症80a。然后，医学介入包括以下步骤A)参考图2B，使用导管69和细导线65，引入单轨70，其具有被缠绕于其末端的气球74a，并且具有被缠绕于所述气球74a的扩张器75a；并且使用气球标志71、72在动脉81的内腔80b中的狭窄症的位置处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种观察系统，用于增强在有噪影像序列中的背景上表示的兴趣对象，并用于显示经增强的影像的序列，包括用于采集影像序列的采集装置和用于处理影像的处理装置，其中：提取装置（１）用于提取与所述序列的影像中的兴趣对象相关的点状特征并从所述点状特 征的位置得到所述对象的位置；空间过滤装置（２）用于增强兴趣对象的脊特征同时消除背景的特征；并且显示装置（５４）用于在经过滤的背景上显示经增强的兴趣对象的经处理的影像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R弗罗伦特，L诺斯杰斯，P勒龙，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]