專利名稱：由投影成像得到的經(jīng)運動補償?shù)墓跔顒用}血流的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療成像領域。具體而言，本發(fā)明涉及用于由感興趣對象 的圖像序列對血流動態(tài)特性進行運動補償判斷的檢査設備，還涉及對血流 動態(tài)特性進行運動補償確定的方法、圖像處理裝置、計算機可讀介質(zhì)和程 序單元。
背景技術：
由經(jīng)造影的x射線血管照片得到的狹窄分級對于在心臟Cathlab中為發(fā) 病的冠狀動脈提供微創(chuàng)治療具有重要意義。冠狀動脈病變處的容積流量受 阻和壓力下降增大是冠心病的主要原因。對于有充分根據(jù)的治療決策而言， 重要的是能夠在日常臨床過程中對這樣的狹窄的嚴重程度做出評估。目前， 采用對冠狀動脈血管照片的主觀視覺檢查或者采用血管內(nèi)壓力表確定壓力 下降來評估這一嚴重程度。冠狀動脈隨著患者的心搏和呼吸而運動，因而 需要血管本身的運動和血管內(nèi)血流之間的分離來進行對臨床有價值的評 估。

發(fā)明內(nèi)容
希望實現(xiàn)冠狀動脈血流的運動補償確定。
應當注意，下文描述的本發(fā)明的示范性實施例同樣適用于所述方法、 計算機可讀介質(zhì)、圖像處理裝置和程序單元。
根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，提供了一種用于由感興趣對象的圖像序 列對血流動態(tài)特性進行運動補償確定的檢査設備，所述檢查設備包括適于 執(zhí)行對感興趣對象的某一區(qū)域內(nèi)的第一容積流量進行確定的分析單元，其 中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位置進行 的跟蹤執(zhí)行的運動補償，其中，所述標記的運動對應于感興趣對象的運動。
因此，所述檢査設備可以適于確定運動，并由此確定可以是(例如)冠狀動脈的區(qū)域內(nèi)的容積流量、流體特性或瞬變特性。為了確定所述血流 動態(tài)特性，在圖像序列中檢測存在于感興趣對象的區(qū)域內(nèi)的第一標記的位 置。該標記適于對感興趣區(qū)域(即，感興趣的血管段)進行標記。
但是，應當注意，可以存在其他標記。例如，可以提供第二標記，并 且也對其在圖像序列中的位置進行跟蹤。因而，不僅可以確定線性運動并 對其進行補償，還可以確定包括兩個標記的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)并對其進行補償。 例如，如果還要跟蹤第三標記，那么可以確定所述結(jié)構(gòu)的三維運動(例如 彎曲或變形)并對其進行補償。
應當注意，詞語"運動補償"或"運動補償確定"還表示"變形補償" 或"變形補償確定"。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述檢査設備還包括獲取單元，其
適于在專用血流運行(run)和標準獲取運行之一中獲取所述圖像序列。 因此，根據(jù)本發(fā)明的這一示范性實施例，可以在特別針對運動補償流
量確定過程獲取的數(shù)據(jù)集的基礎上，或者在普通檢査過程中獲取的標準數(shù)
據(jù)集的基礎上執(zhí)行所述經(jīng)運動補償?shù)难鞔_定。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，根據(jù)下述方案獲取所述圖像序列或
數(shù)據(jù)集在沒有造影劑的情況下獲取第一圖像數(shù)據(jù)，應用少量稀釋的造影
劑，接下來在多個心動周期內(nèi)獲取對應于造影劑的流入和流出的第二圖像數(shù)據(jù)。
這樣，在其間不用使成像器停止并重新開始的一次獲取中，在緊跟第 一次"排空"心搏之后和與第一次"排空"心搏同時通過感興趣對象的流 入和流出過程期間，觀察未使所述標記模糊的稀釋造影劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述圖像序列是血管照片數(shù)據(jù)集。 因此，可以基于血管照片數(shù)據(jù)提供用于冠狀動脈狹窄分級的血流確定。 根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述運動補償包括采用心搏數(shù)據(jù)或 呼吸(或呼氣)數(shù)據(jù)。
因而，不僅可以基于第一和第二標記位置執(zhí)行運動補償，還可以基于 心電圖數(shù)據(jù)(如果對患者的心臟成像的話)或者基于呼吸數(shù)據(jù)(例如，在 對患者肺部成像的情況下)執(zhí)行所述運動補償。
也可以將所述方法應用于肺部血管。但是，本發(fā)明的主要應用領域是呼吸運動的補償，其中，心臟自身搏動，但是其發(fā)生了變形，而且因呼吸 而飄忽不定。因而，本發(fā)明的應用可以包括心搏運動的補償、呼吸運動的 補償、自主患者運動和非自主患者運動的補償及其任意組合。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述分析單元還適于至少基于所述 第一標記的第一位置和第二標記的第二位置確定造影劑濃度的時間強度曲 線，并執(zhí)行基于模型的血流分析，即使在存在強脈動效應的情況下，該分 析也適于確定總?cè)莘e流量和壓力下降中的至少之一。
因此，即使在存在強脈動效應的情況下，通過從運動的冠狀動脈中的 至少兩個明確定義的點收集造影劑濃度的時間強度曲線，也可能實現(xiàn)適于 總?cè)莘e流量確定、壓力下降和其他相關參數(shù)的基于模型的血流分析。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述基于模型的血流分析包括在心 動周期內(nèi)使流速發(fā)生變化，并且在可以取得心電圖數(shù)據(jù)作為輸入時，對這 樣的脈動做出補償。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，感興趣對象是冠狀動脈，其中，感 興趣對象的區(qū)域是冠狀動脈的第一血管段。
此外，所述第一和第二標記適于作為導絲、半透明導絲、支架裝置和
氣脹裝置(ballooning device)之一的距離標記。
因此，根據(jù)本發(fā)明的這一示范性實施例，在冠狀動脈內(nèi)存在具有至少 兩個可檢測標記的干預裝置，其允許對感興趣血管段做出標記。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述分析單元還適于補償所述第一 容積流量在所述心動周期內(nèi)的變化性，其中所述補償是通過一段預定時間 的造影劑注入或者通過在接下來的分析中包含并補償所述變化性來實現(xiàn) 的。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述接下來的分析是視頻密度測量 (videodensitometric)分析。
根據(jù)本發(fā)明的又一示范性實施例，所述確定步驟還適于確定所述冠狀 動脈的第二血管段內(nèi)的第二容積流量，以及基于所述第二容積流量確定所 述第一血管段內(nèi)的壓力下降。
因此，根據(jù)這一實施例，不僅可以確定所述第一血管段內(nèi)的血流動態(tài) 特性或容積流量，還可以確定壓力變化。其可以提供狹窄分級的改進。根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，所述檢査設備適于作為三維計算機 斷層掃描設備和三維旋轉(zhuǎn)X射線設備之一。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，將所述檢查設備配置為包括材料測 試設備(例如，適于評估諸如內(nèi)燃機的運動部件中的流體動態(tài)特性的設備) 和用于對在運動的官腔或容器內(nèi)顯示出流動現(xiàn)象的序列成像的醫(yī)療應用設 備的組中的一個。本發(fā)明的應用領域可以是醫(yī)療成像。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，提供了一種采用檢查設備由感興趣 對象的圖像序列對血流動態(tài)特性進行運動補償確定的方法，所述方法包括 確定感興趣對象的區(qū)域內(nèi)的血流動態(tài)特性的步驟，其中，所述確定步驟包 括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位置進行跟蹤而執(zhí)行的運動補 償，其中，所述第一標記的運動對應于感興趣對象的運動。
其可以提供魯棒、精確的血流動態(tài)特性分析。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，可以提供一種用于對血流動態(tài)特性 進行運動補償確定的圖像處理裝置，所述圖像處理裝置包括用于存儲感興 趣對象的圖像序列的存儲器和適于執(zhí)行上述方法步驟的分析單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實施例，可以提供一種計算機可讀介質(zhì)，在 所述計算機可讀介質(zhì)中存儲了用于由感興趣對象的圖像序列對血流動態(tài)特 性進行運動補償確定的計算機程序，在由處理器執(zhí)行時，所述計算機程序 使所述處理器執(zhí)行上述方法步驟。
此外，按照本發(fā)明的另一示范性實施例，可以提供一種用于對血流動 態(tài)特性進行運動補償確定的程序單元，在由處理器執(zhí)行時，所述程序單元 使所述處理器執(zhí)行上述方法步驟。
應當注意，可以將所述感興趣對象的檢查方法(包括血流動態(tài)特性的 運動補償確定)體現(xiàn)為計算機程序，即，通過軟件，或者可以采用一個或 多個專用電子優(yōu)化電路，即，通過硬件對所述方法加以體現(xiàn)，或者可以以 混合的方式，g卩，通過軟件部件和硬件部件體現(xiàn)所述方法。
優(yōu)選將根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的程序單元加載到數(shù)據(jù)處理器的工 作存儲器內(nèi)。因而，可以通過配備所述數(shù)據(jù)處理器而執(zhí)行本發(fā)明的方法的
示范性實施例?？梢酝ㄟ^任何適當?shù)某绦蛟O計語言，例如，C十+編寫所述計 算機程序，并且可以將其存儲到諸如CD-ROM的計算機可讀介質(zhì)上。而且，可以從諸如萬維網(wǎng)的網(wǎng)絡獲得所述計算機程序，通過所述網(wǎng)絡可以將所述 計算機程序下載到圖像處理單元或處理器或者任何適當?shù)挠嬎銠C內(nèi)。
可以將本發(fā)明的示范性實施例的主旨視為由動態(tài)冠狀動脈血管照片確 定冠狀動脈內(nèi)的血流和壓力下降，其中，所述血管照片是在專用的血流運 行中獲取的或者是作為標準的診斷性獲取而獲取的。采用具有適于對感興 趣血管段進行標記的至少兩個可檢測標記的干預裝置來執(zhí)行對血流和壓力 下降的確定。在這一示范性實施例中，優(yōu)選借助X射線控制在微創(chuàng)治療過 程中，從已經(jīng)存在于感興趣冠狀動脈中的裝置取得所述標記。其可以提供 血流和壓力下降確定的魯棒性和精確性。
通過下文描述的實施例和參考其做出的解釋，本發(fā)明的這些和其他方 面將變得顯而易見。


在下文中，將參考下述

本發(fā)明的示范性實施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的檢查設備的簡化示意圖表示; 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性方法的流程圖3示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實施例的根據(jù)本發(fā)明 的圖像處理裝置的示范性實施例。
具體實施例方式
附圖中的圖示只是示意性的。在不同的圖中，采用相同的附圖標記表 示類似或相同的元件。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的檢査設備的簡化示意圖表示。 可以將本發(fā)明應用于二維成像領域，例如，x射線熒光透視檢査、x射
線血管照片、超聲或視頻成像。在這種情況下，可以采用常規(guī)X射線系統(tǒng) 進行檢查。此外，可以將本發(fā)明應用于三維成像領域，例如，三維旋轉(zhuǎn)X
射線成像或者三維旋轉(zhuǎn)血管照片成像。
在必須由投影成像確定運動補償冠狀動脈血流時，尤其可以采用本發(fā) 明，但是在必須檢測血管內(nèi)的壓力變化時，也可以采用本發(fā)明。
圖1所示的設備是一種C型臂x射線檢查設備，其包括利用附著件11附著至頂板(圖1中未示出)的C型臂10。所述C型臂10支撐x射線源 12和檢測器單元13?？刂茊卧?6適于控制所述獲取過程。
將所述檢測器單元13生成的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至受計算機控制的圖像處理 單元17。
此外，可以提供心電圖(ECG)單元18，以記錄患者心臟的心搏。之 后，將對應的ECG數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理單元17。此外，還可以記錄呼氣數(shù) 據(jù)，并將其發(fā)送至圖像處理單元17。
圖像處理單元17適于執(zhí)行上述方法步驟。
此外，所述系統(tǒng)還可以包括適于使所獲取的圖像可視化的監(jiān)視器19。 監(jiān)視器19示出了包括處于一個血管分支內(nèi)的兩個標記20和21的血管。
本發(fā)明主要涉及2D圖像數(shù)據(jù)序列，但是也可以將本發(fā)明應用于由計算 機斷層掃描或磁共振成像器生成的3D圖像數(shù)據(jù)的序列。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示范性方法的流程圖。
對冠狀動脈血流的干預評估對于冠狀動脈狹窄分級和結(jié)果控制，艮P， 對于因冠心病而實施的干預具有重要意義。但是，診斷性血管照片只能提 供冠狀動脈的投射的管腔，這僅是血流和壓力下降的間接度量。
希望能夠在不依賴于觀察者對所投射的血管官腔的視覺印象的情況下 或者在不依賴于額外的干預裝置的情況下，由血管照片序列客觀地評估冠 狀動脈狹窄的流阻和剩余流量(residual flow volume)。在Shpilfoygel SD、 Close RA、 Valentino DJ、 Duckwiler GR的"X-ray videodensitometric methods for blood flow and velocity measurement: A critical review of literature", Medical Physics 27 (9)， pp2008-2023, 2000中描述了基于視頻密度測量法由 投影確定血流的圖像分析，但是目前為止尚未成功地將其轉(zhuǎn)移到適用于冠 狀動脈的可用臨床系統(tǒng)當中。
允許由投影血管照片對流經(jīng)冠狀動脈的血流做出客觀評估的視頻密度 測量法的應用可能需要對下述偏差源做出補償導致冠狀動脈的復雜變形 的心臟收縮、導致心臟在胸腔內(nèi)運動的呼吸運動、非平面血管幾何形狀的 透視縮小偽影(foreshortening artifact)以及由于心動周期內(nèi)半徑和驅(qū)動壓 力的變化而導致的流量的變化性。
此外，用于視頻密度測量血流分析的算法的魯棒性和精確性可能是有限的。根據(jù)本發(fā)明的方法解決了所有的上述問題，因而能夠?qū)崿F(xiàn)在Cathlab 干預過程中對冠狀動脈進行視頻密度測量血流評估。 根據(jù)第一實施例，獲取專用血流獲取協(xié)議。
在步驟1中，將具有距離標記的導絲置于感興趣血管段上。在步驟2 中，在患者屏息期間獲取采用稀釋的造影劑得到的診斷性血管照片。之后， 在步驟3中，提取導絲上的標記，所述標記在感興趣血管段中以明確定義 的距離定義了運動的冠狀動脈中的固定位置。之后，提取處于這些位置處 的造影劑濃度的時間強度曲線，以供視頻密度測量分析(步驟4)?；谀?型的血流分析可以包括使流速在心動周期內(nèi)發(fā)生變動，并且在可以取得 ECG做為輸入時，對這樣的脈動性進行補償。
這一基本方法的擴展可以包括應用可得的方法來補償所述標記的心臟 和呼吸運動，從而即使在所述標記因造影劑而變得模糊時，也能夠確定所 述標記的位置。
在Konink Philips Electronics NV的Philips Intellectual Property GMBH 的WO 2005039253A1中以及BrednoJ、 EckK、 RongenP的"Angiographic image providing device for operating vascular system, generates angiogram image related to matching between heartbeat phase with given heartbeat phase based on function describing position of heart"中描述了這樣的心臟運動補償。
這可以允許將同樣的方法應用于血管變得完全不透明，甚至患者在獲 取過程中沒有屏息的標準血管照片當中。
對于兩個實施例而言，對容積流量在心動周期內(nèi)的變化性的補償是通 過預定時間的造影劑注入或者通過在后繼的視頻密度測量分析中包含并補 償這一效應而實現(xiàn)的。
作為用于血流和狹窄評估的第一步驟，可能必須識別出至少兩個在心 搏和呼吸運動過程中在冠狀動脈內(nèi)保持固定的點。例如，這些標記可以分 別位于可疑血管段的上游和下游。例如，只要在血管中不存在或只存在少 量造影劑，由干預裝置(如Florent R、Nosjean L、Lelong P的"Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images " ， WO 03/043516A2，2003中所述)或者導絲分段(如Baert S、Niessen WJ、Meijering EHW、 Frangi AF、 Viergever AF的"Guide wire tracking during endovascularinterventions" Delp SL、 DiGioiaAM、 JaramazB (eds.): MICCAI2000， Proc. LNCS 1935， pp. 727-734， 2000)提供的對標記的跟蹤就能夠提供這樣的標 記位置。但是，這可能與當前的旨在使血管變得顯著不透明的臨床協(xié)議相 抵觸。
相反，基于對經(jīng)造影血管的圖像分析的冠狀動脈跟蹤(例如，如 Hoffmann KR、 SenA、 LanL、 Kok畫GeeC、 Esthappan-J、 MazzuccoM的"A system for determination of 3D vessel tree centerlines from biplane images", International Journal of Cardiac Imaging, 16(5) ， pp. 315-330 ， 2000中所述)
需要頻繁的人工交互，并且受到無法得到沿血管中心線的精確位置的困擾。 因此，提供了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的改變的專用血流協(xié)議。在這 一實施例中，采用了導絲或者任何其他具有距離標記的干預裝置，并將其 在感興趣冠狀動脈段上引導。獲取專用的血流序列。在這一序列中，要求 患者屏息。之后，在沒有造影劑的情況下對一個心動周期成像，接下來， 注入少量的稀釋的造影劑。對這一造影劑在幾個心動周期內(nèi)的流入和流出
成像。將下述處理應用于所述獲取過程
采用(例如)模板跟蹤或者其他公知的利用計算機視覺的方法提取可 疑血管段的至少一個上游標記和一個下游標記的位置。分別將所述標記的
位置存儲到xl(t)和x2(t)內(nèi)。
之后，ECG的同步分析提供了所述血管照片序列中的所有幀的心動周
期相位。ECC(t)。
此外，由于在所有幀中均已知這兩個點的位置，因而從血管照片中提 取局部x射線衰減TICl(t)和TlC2(t)。即使在發(fā)生了強烈彎曲和透視縮小的 情況下，這兩個點之間的距離也是明確已知的，因為這些點位于導絲或干 預裝置上。
之后，通過將實際灰度級與第一未造影的心動周期內(nèi)的相應位置處的 灰度級進行比較，來確定血管中的局部造影劑濃度。
最后，由所述標記的幾何設計得知冠狀動脈中兩個對照點之間的距離 L。這一固定的距離連同背景校正的TICP(t)和TIC2，t)(與上述TICl(t)和 TlC2(t)相比含有修正數(shù)據(jù)) 一起允許應用適當?shù)乃惴ǖ玫揭曨l密度測量血 流評估，并由此確定流經(jīng)感興趣血管段的血量。在本發(fā)明的另一示范性實施例中，應用了一種用于視頻密度測量的基 于模型的方法。在這一血流模型中，將造影劑模擬輸送通過長度和半徑已
知的血管段。之后，所述模型以TICl(t)作為所觀察到的進入這一血管段的 輸入，針對各種流量、血管截面的速度分布、造影劑和血液之間的擴散常 數(shù)和隨時間變化的驅(qū)動壓力來預測TlC2'(t)。這些參數(shù)的優(yōu)化能夠?qū)崿F(xiàn)對所 述模型的調(diào)諧，從而使預測的TlC2'(t)和所觀察到的TlC2(t)盡可能相似。
之后，能夠從經(jīng)調(diào)諧的模型參數(shù)讀出所有相關的血流信息，尤其是容 積流量。對于冠狀動脈血流而言，有必要與可變驅(qū)動壓力p(t)協(xié)同工作，而 且，引入可變的血管半徑r(t)可能是有利的，p(t)和r(t)二者均在心動周期上 發(fā)生變化。因此，所述模型必須額外優(yōu)化兩個由幾個標量參數(shù)(例如，它
們的最大和最小值和在心動周期內(nèi)相應轉(zhuǎn)換的時刻)合成的函數(shù)p(4)EC(J)
和r(4)ECG)?？梢圆捎糜嘘Pp(4)ECG)和r(小ECG)的預期趨勢(course)的生理 學先驗知識作為初始設置，因而只需要實現(xiàn)與患者之間的變化性進行匹配
即可。還可以由在相應的4)KXJ處獲取的血管照片估算冠狀動脈(其局部嵌
入到心肌層內(nèi)，因此受到變化的外加壓力的作用)的最大和最小半徑。
如果還確定一個健康的冠狀動脈段內(nèi)的容積流量，那么還有可能對由 狹窄造成的額外的壓力下降定量。
作為擴展和額外的實施例，可以提供甚至允許將血流分析應用于標準 的診斷性血管照片的方法。
可以采用干預裝置或半透明導絲替代具有距離標記的導絲。在Florent R、 Nosjean L、 Lelong P的"Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images", WO 03/043516A2， 2003中描述了干預裝置上的 標記的提取，在BaertS、 NiessenWJ、 Meijering EHW、 FrangiAF、 Viergever AF的"Guide wire tracking during endovascular interventions", Delp SL， DiGioia AM， Jaramaz B(eds.): MICCAI 2000， Proc. LNCS 1935， pp. 727-734， 2000中針對標準導絲描述了采用端點定位的導絲跟蹤。
另一擴展可以允許在完全造影的血管照片獲取當中確定冠狀動脈中的 至少兩個固定位置，即使所述標記會因造影劑注入而變得部分模糊也是如 此，其中，諸如造影劑注入的目的在于對完全不透明的血管內(nèi)官腔成像
首先，基于感興趣血管內(nèi)是否含有造影劑的信息對血管照片的幀進行初步分類。在AachT、 ConduracheA、 EckK、 Bredno J的"Statistical-model based identification of complete vessel-tree frames in coronaiy aniograms"， Bouman CA and Miller EL (eds.)， Electronic Imaging 2004: Computational Imaging, Proc. SPIE 5299， pp 283-294， 2004中描述了相應的方法。
第二，模板跟蹤或其他已知方法(如Baert S、 Niessen WJ、 Meijering EHW、 Frangi AF、 Viergever AF的"Guide wire tracking during endovascular interventions", Delp SL， DiGioia細，JaramazB (eds.): MICCAI2000， Proc. LNCS 1935， pp. 727-734， 2000以及Florent R、 Nosjean L、 Lelong P 的"Medical viewing system and method for enhancing structures in noisy images", WO 03/043516A2, 2003中所公開的)可以提供被分類為不含有 或含有少量造影劑的所有幀中冠狀動脈的兩個點的位置xl(t)和x2(t)。
第三，呼吸運動補償可以提供心臟在胸腔內(nèi)的全局運動。例如，可以 采用從投射血管照片得到的呼吸吸入的深度4 (1)確定以不同的呼吸吸入 深度獲取的幀之間的補償偏移A(0^5u, 0 ,2)，從而將成像后的冠狀動脈 在彼此之上配準(registered)。在當前無法從血管照片幀中看到冠狀動脈時， 也可以采用這一補償。
采用這一補償，由xl(t)、 x2(t)和0呼吸(t)計算經(jīng)過呼吸補償?shù)奈恢脁l'(t) 和x2'(t)，這樣將只依賴于心搏，而不再依賴于呼吸。
之后，結(jié)合上述信息，以建立曲線x1(①ecg,①呼吸)和x2(①ecg，cD呼吸)， 所述曲線將針對不斷變化的呼吸吸入深度確定心動周期的任意相位處冠狀 動脈中的兩個固定點的位置。
現(xiàn)在能夠針對所有的幀計算位置xl(t)和x2(t)，在所述幀中，由于血管 內(nèi)造影劑的影響無法看到所述標記。與冠狀動脈中心線的局部自適應匹配 能夠校正由這一預測引起的小的偏差。
當在整個血管照片持續(xù)時間內(nèi)提取xl(t)和x2(t)時，可以在無需進一步 修改的情況下采用針對第一實施例描述的視頻密度測量分析。
根據(jù)本發(fā)明的方案，對于只采用了稀釋的造影劑的專用血流獲取而言， 由可見的標記的位置提供冠狀動脈運動補償。對于具有完全不透明的血管 的標準血管照片而言，還將采用已經(jīng)針對心搏和呼吸提供的運動補償方法。 在冠狀動脈運動補償之后，有可能由運動的冠狀動脈中的至少兩個明確定義的點采集造影劑濃度的時間強度曲線(TIC)。這一信息對于基于模型的 血流分析是足夠的，其中，所述基于模型的血流分析尤其適于確定總?cè)莘e 流量、壓力下降以及在存在強脈動效應時血管中的其他相關參數(shù)。
圖3示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的示范性實施例的根據(jù)本發(fā)明 的數(shù)據(jù)處理裝置400的示范性實施例。圖3所示的數(shù)據(jù)處理裝置400包括 連接至存儲器402的中央處理單元(CPU)或圖像處理器401，所述存儲器 用于存儲體現(xiàn)感興趣對象，例如，冠狀動脈或者其他容納流體的運動對象 的圖像。
可以將數(shù)據(jù)處理器401連接至多個輸入/輸出網(wǎng)絡或診斷裝置，例如，x 射線成像器。還可以將數(shù)據(jù)處理器401連接至用于顯示在數(shù)據(jù)處理器401 內(nèi)計算或調(diào)整的信息或圖像的顯示裝置403，例如，計算機監(jiān)視器。操作者 或用戶可以通過鍵盤404和/或圖3中未示出的其他輸出裝置與數(shù)據(jù)處理器 401交互。
此外，通過總線系統(tǒng)405，還可能將圖像處理和控制處理器401連接至 (例如)監(jiān)視感興趣對象的運動的運動監(jiān)視器。例如，在對患者的肺部成 像的情況下，所述運動傳感器可以是呼氣傳感器。在對心臟成像的情況下， 所述運動傳感器可以是心電圖單元。
可以在在冠狀動脈Cathlab中可得到的工作站上實現(xiàn)所提出的針對冠狀 血流分析的模型，例如，所述工作站可以是專用于提供成像、診斷、治療 決策和結(jié)果控制的額外功能的工作站。
可以將根據(jù)本發(fā)明的所有處理功能集成到普通的Cathlab工作站內(nèi)。干 預治療者可以采用所述方法選擇需要進一步診斷和治療的冠狀動脈，所述 方法需要將導絲和可能的干預裝置導引入這一血管內(nèi)。在診斷性的經(jīng)造影 的血管照片或者專用的血流獲取之后，針對血流評估的算法將自動啟動， 并提供這一感興趣血管內(nèi)的流量容積。
應當注意，"包括"一詞不排除其他元件或步驟，單數(shù)冠詞不排除復數(shù)。 此外，還可以將與不同實施例相關描述的要素結(jié)合起來。
還應當指出，不應將權(quán)利要求中的附圖標記理解為對權(quán)利要求范圍的 限制。
權(quán)利要求
1、用于由感興趣對象(15，107)的圖像序列對血流動態(tài)特性進行運動補償確定的檢查設備(100)，所述檢查設備(100)包括分析單元(118)，其適于執(zhí)行對所述感興趣對象(15，107)的區(qū)域內(nèi)的第一血流動態(tài)特性的確定；其中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位置的跟蹤而執(zhí)行的運動補償；其中，所述標記的運動對應于所述感興趣對象的運動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)，還包括獲取單元(108)，其適于在專用血流運行和標準獲取運行之一 中獲取所述圖像序列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢査設備(100)， 其中，根據(jù)下述方案獲取所述圖像序列在心動周期內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)； 應用少量的經(jīng)稀釋的造影劑；以及接下來，在多個心動周期內(nèi)獲取與所述造影劑的流入和流出對應 的第二數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)， 其中，所述圖像序列為血管照片數(shù)據(jù)集。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)，其中，所述運動補償包括采用心搏數(shù)據(jù)、呼吸數(shù)據(jù)、自主和非自主患 者運動數(shù)據(jù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)， 其中，所述分析單元(118)還適于至少基于所述第一標記的第一位置和第二標記的第二位置確定造影劑濃度的時間強度曲線；以及執(zhí)行基于模型的血流分析，所述分析即使在存在強脈動效應時也適 于確定總?cè)莘e流量和壓力下降中的至少一個。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢查設備(100)，其中，所述基于模型的血流分析包括使流速在所述心動周期內(nèi)發(fā)生變 化，并且在可以取得心電圖數(shù)據(jù)作為輸入時對這樣的脈動性進行補償。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢査設備(100)，其中，所述感興趣對象(15， 107)為冠狀動脈；并且其中，所述感興趣對象(15， 107)的區(qū)域為所述冠狀動脈的第一血管段。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)，其中，所述第一和第二標記適于作為導絲、半透明導絲、支架裝置和 氣脹裝置之一的距離標記。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)， 其中，所述分析單元(118)還適于通過一段預定時間的造影劑注入或者通過在接下來的分析中包含 并補償所述變化性來補償所述第一容積流量在所述心動周期內(nèi)的變化性。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的檢查設備(100)， 其中，所述接下來的分析是視頻密度測量分析。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)， 其中，所述分析單元(118)還適于確定冠狀動脈的第二血管段內(nèi)的第二容積流量；以及 基于所述第二容積流量確定第一血管段內(nèi)的壓力下降。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)，其中，所述檢査設備(100)適于作為具有固定成像幾何結(jié)構(gòu)的Cathlab 成像器、3D計算機斷層掃描設備和3D旋轉(zhuǎn)x射線設備之一。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢查設備(100)，其被配置為包括材料檢 測設備和醫(yī)療應用設備的組中的一個。
15、 一種用于采用檢査設備由感興趣對象(15， 107)的圖像序列對血 流動態(tài)特性進行運動補償確定的方法，所述方法包括下述步驟確定所述感興趣對象(15， 107)的區(qū)域內(nèi)的第一血流動態(tài)特性； 其中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位 置的跟蹤而執(zhí)行的運動補償；其中，所述標記的運動對應于所述感興趣對象的運動。
16、 一種用于由感興趣對象(15， 107)的圖像序列對血流動態(tài)特性進 行運動補償確定的圖像處理裝置，所述圖像處理裝置包括-用于存儲所述感興趣對象(15， 107)的圖像序列的存儲器； 分析單元(118)，其適于-確定所述感興趣對象(15， 107)的區(qū)域內(nèi)的第一血流動態(tài)特性； 其中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位 置的跟蹤而執(zhí)行的運動補償；其中，所述標記的運動對應于所述感興趣對象的運動。
17、 一種計算機可讀介質(zhì)(402)，其中存儲了用于由感興趣對象(15, 107)的圖像序列對血流動態(tài)特性進行運動補償確定的計算機程序，在由處 理器(401)執(zhí)行時，所述計算機程序適于執(zhí)行下述步驟-確定所述感興趣對象(15， 107)的區(qū)域內(nèi)的第一血流動態(tài)特性； 其中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位 置的跟蹤而執(zhí)行的運動補償；其中，所述標記的運動對應于所述感興趣對象的運動。
18、 一種用于由感興趣對象(15， 107)的圖像序列對血流動態(tài)特性進 行運動補償確定的程序單元，在由處理器(401)執(zhí)行時，所述程序單元適 于執(zhí)行下述步驟確定所述感興趣對象(15， 107)的區(qū)域內(nèi)的第一血流動態(tài)特性；其中，所述確定步驟包括基于在所述圖像序列中對第一標記的第一位 置的跟蹤而執(zhí)行的運動補償；其中，所述標記的運動對應于所述感興趣對象的運動。
全文摘要
診斷性血管照片只能提供冠狀動脈的投影的管腔，這只是對血流和壓力下降的間接度量。根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，提供了針對狹窄分級的對血流動態(tài)特性和壓力下降的經(jīng)運動補償?shù)拇_定，其中，基于對投影數(shù)據(jù)集中第一標記的第一位置和第二標記的第二位置的跟蹤執(zhí)行所述運動補償。其可以提供魯棒且精確的血流動態(tài)特性和壓力下降確定。
文檔編號A61B6/00GK101448457SQ200780018421
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者A·格羅特, J·威斯, J·布雷德諾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司