專利名稱：用于采集冠狀血管，尤其是冠狀靜脈的3維圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于采集冠狀血管的3維圖像，尤其是采集周期運(yùn)動 中運(yùn)動的冠狀靜脈的3維圖像的方法。此外，本發(fā)明涉及一種適于執(zhí)行這 種方法的設(shè)備， 一種適于當(dāng)在計算機(jī)上運(yùn)行時執(zhí)行這種方法的計算機(jī)程序， 以及包括這種程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
對于醫(yī)療目的而言，精確地知道冠狀血管的位置、大小、形狀和/或運(yùn) 動可能是重要的。例如，對于例如向冠狀血管中植入支架的手術(shù)治療，外 科醫(yī)生必需要知道要治療的血管系統(tǒng)的幾何性質(zhì)、要放置支架的位置，優(yōu) 選地還需要知道手術(shù)過程期間血管系統(tǒng)的運(yùn)動。因此，提供要治療的血管 系統(tǒng)的3維圖像可能是有利的，這樣外科醫(yī)生就可以在實(shí)際手術(shù)之前或?qū)?際手術(shù)之中分析手術(shù)部位。此外，在實(shí)際手術(shù)之前或?qū)嶋H手術(shù)之中采集的 關(guān)于血管段的時間相關(guān)運(yùn)動方向和/或運(yùn)動速度的信息(也稱為4維模型數(shù) 據(jù))可以幫助防止實(shí)際手術(shù)過程期間發(fā)生困難。因此，可以更好地規(guī)劃手 術(shù)，可以將侵入性保持在最小限度，并可以使手術(shù)后的不適保持最輕。
已經(jīng)證實(shí)，旋轉(zhuǎn)血管造影在治療例如腦血管的具有病變的靜態(tài)血管的 過程中是一種非常精確而有效的診斷工具。在這種方式中，在向血管中注 入造影劑之后， 一端具有X射線源而相對端具有2維X射線探測器的C臂 繞著例如患者頭部的要成像部位快速旋轉(zhuǎn)，同時采集若干2維X射線投影。 從在各種投射角下采集到的多個2維X射線圖像，可以導(dǎo)出血管系統(tǒng)的3 維重構(gòu)或模型。由于旋轉(zhuǎn)采集的可復(fù)現(xiàn)性高，C臂系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度快且腦 血管具有相對靜態(tài)的性質(zhì)，可以將投射用于體積重構(gòu)，提供充分高的細(xì)節(jié) 和精確度。
然而，在對像跳動心臟的運(yùn)動對象成像時，可能存在如下問題，艮口， 僅能夠基于在心臟運(yùn)動周期的相同階段采集的投影計算3維重構(gòu)或模型，在相同階段中，心臟及其冠狀血管基本在相同位置。為了針對不同視角采
集對應(yīng)投影，可能必需要基于例如同時記錄的心電圖(ECG)信號來對采 集進(jìn)行門控。因此，盡管在繞被成像部位旋轉(zhuǎn)C臂例如180°的同時采集到 超過一百幅2維圖像，但在相同運(yùn)動階段僅采集到幾幅圖像并因此能夠用 于3維重構(gòu)。結(jié)果，重構(gòu)的3維模型可能僅給出冠狀血管的粗糙表達(dá)。
此外，可能需要在外科治療期間對冠狀血管成像。在這種情況下，手 術(shù)工具可能會限制患者周圍的可用空間，使得C臂不能繞手術(shù)部位完全地 旋轉(zhuǎn)。尤其是在要對冠狀靜脈進(jìn)行外科治療且因此要對其成像時，由于這 種靜脈的位置原因，手術(shù)工具必需要放置在靠近患者旁邊，可能會大大限 制C臂的可用空間。因此，可能僅在小于180。的范圍內(nèi)，例如僅僅110。范 圍內(nèi)采集到2維投影。因此，可用于3維重構(gòu)的2維投影更少(例如少于 10幅或通常甚至少于6幅投影)，因此冠狀血管的圖像信息更少，這可能會 造成從其導(dǎo)出的3維重構(gòu)質(zhì)量不夠。
因此，可能需要一種改進(jìn)的方法，用于采集冠狀血管，尤其是諸如冠 狀靜脈的高圖像質(zhì)量的3維圖像。此外，可能還需要一種適于執(zhí)行這種方 法的設(shè)備， 一種適于在計算機(jī)上運(yùn)行時執(zhí)行這種方法的計算機(jī)程序，以及 包括這種程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
可以通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的主題滿足這些需求。在從屬權(quán)利要 求中描述了本發(fā)明的有利實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種用于采集冠狀血管的3維圖像的 方法，該冠狀血管以周期運(yùn)動方式運(yùn)動，所述方法至少包括優(yōu)選如下順序
的步驟(1)采集包括所述冠狀血管的采集區(qū)的多幅2維X射線圖像，其
中，至少三幅2維X射線圖像是在所述周期運(yùn)動的基本相同階段中在不同 投射角下采集的；(2)根據(jù)在所述周期運(yùn)動的基本相同階段中在不同投射角 下采集的至少三幅2維X射線圖像生成所述血管的至少一個3維中線模型; (3)向在所述周期運(yùn)動的基本相同階段中采集的對應(yīng)2維X射線圖像上生成 所述至少一個3維中線模型的2維擬合；(4)相對于不同投射角從所述2維 擬合導(dǎo)出局部血管直徑；(5)基于所導(dǎo)出的局部血管直徑生成表示冠狀血管3維圖像的3維體殼模型。
換言之，可以將本發(fā)明的第一方面視為基于如下創(chuàng)意基于少數(shù)幾個 均在心臟的基本相同運(yùn)動階段在不同投射角下采集的2維X射線圖像導(dǎo)出 諸如冠狀靜脈系統(tǒng)的冠狀血管系統(tǒng)的質(zhì)量良好的3維體殼模型。為此目的， 當(dāng)在不同投射角下采集多個2維X射線投影之后，根據(jù)在心臟運(yùn)動周期的 基本相同階段中但在不同投射角下采集的若干X射線投影計算表示血管系 統(tǒng)的每個血管的中線的3維中線模型。然后，從3維中線模型到原始2維X 射線投影的擬合導(dǎo)出血管的局部直徑。可以針對在基本相同的運(yùn)動階段但 在不同投射角下采集的多個2維投影這樣做。從這樣在不同投影平面中導(dǎo) 出的血管直徑可以導(dǎo)出質(zhì)量良好的血管系統(tǒng)的3維體殼模型。3維體殼模型 提供了冠狀血管系統(tǒng)在導(dǎo)出3維中線模型的心臟運(yùn)動的基本相同階段狀態(tài) 下的3維圖像的良好表達(dá)。
在下文中，將詳細(xì)解釋根據(jù)第一方面的方法的可能特征和優(yōu)點(diǎn)。
可以將根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法的目的定義為提供以周期運(yùn)動形式 運(yùn)動的冠狀血管，尤其是冠狀靜脈的3維圖像?？梢詫⒂杀景l(fā)明方法提供 的導(dǎo)出3維體殼模型例如顯示于屏幕上。外科醫(yī)生然后可以在外科手術(shù)之 前或外科手術(shù)之中分析冠狀血管。然后可以從不同視角觀察3維體殼模型， 以便例如搜索血管系統(tǒng)中的異常。
首先，在不同投射角下采集包括要成像的冠狀血管的采集區(qū)的多個2 維X射線圖像。為此目的，可以繞著患者軀干旋轉(zhuǎn)例如具有X射線源和相 對的2維X射線探測器的C臂系統(tǒng)。例如根據(jù)外科手術(shù)期間C臂運(yùn)動的可 用空間，可以在例如110°直到180。的范圍上執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動期 間，可以獲得不同投射角下的多幅2維X射線圖像。例如，可以在整個旋 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)獲得120和220幅之間的圖像。旋轉(zhuǎn)過程花費(fèi)幾秒種，使得在旋 轉(zhuǎn)期間患者心臟跳動幾次。因此，在心臟的反復(fù)周期運(yùn)動期間，可以在相 繼心臟周期中在心臟周期基本相同階段采集若干X射線圖像。在這些基本 相同的階段中，心臟基本處于患者身體中相同的位置，且具有基本相同的 體積，使得冠狀血管基本處于相同位置。因此，至少有兩個在周期運(yùn)動的 基本相同階段但在不同投射角下采集的X射線圖像。
在這里，可以這樣解釋"在基本相同階段中"，即，在基本相同階段中但在相繼運(yùn)動周期中的兩次圖像采集之間冠狀血管的當(dāng)前位置之間的差
異小于要成像的血管直徑，優(yōu)選小于該直徑的20%。
在采集X射線圖像之前，優(yōu)選地將造影劑引入要觀察的冠狀血管中。 造影劑可以是X射線吸收液，可以利用例如插入冠狀血管之一中的導(dǎo)管來 引入該吸收液。可以在血管之內(nèi)部署氣囊，以便暫時抑制血流量并從而防 止造影劑被過快地沖刷掉。
為了改善基本相同運(yùn)動階段采集的X射線圖像的對應(yīng)性，可以基于心 電圖(ECG)信號對X射線圖像的采集進(jìn)行門控。為此目的，在采集多幅 X射線圖像的同時，測量心電圖，并可以由ECG的特定特征信號觸發(fā)X射 線圖像采集。例如，R峰可以觸發(fā)或同步X射線圖像采集。
接下來，優(yōu)選地，利用所謂的血管增強(qiáng)濾波器對至少一些采集的2維X 射線圖像進(jìn)行濾波。血管增強(qiáng)濾波器可以是一種適于例如在X射線圖像中 搜索能被視為管狀的幾何結(jié)構(gòu)的圖像處理工具。其中，可以將血管搜索限 制到直徑大于特定最小值的血管。在A.RFmngi等人在Computer Science,pp.130-7, 1998 中的講稿Medical Image Computing Computer Assisted Interventions,MICCAI 98，vol.l496， "Multiscale vessel enhancement filtering"中描述了一種可能的血管增強(qiáng)濾波方法，在此通過引用將其內(nèi)容 并入本文。
為了進(jìn)一步改進(jìn)所采集的X射線圖像的質(zhì)量以進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以 在血管增強(qiáng)過程之前對X射線圖像進(jìn)行例如2個-2個的下抽樣和/或高通濾 波，以便改善濾波器質(zhì)量?？梢栽趫D像空間中或傅里葉空間中進(jìn)行高通濾 波。
接下來，可以使用在基本相同運(yùn)動階段但不同投射角下采集的至少兩 個2維X射線圖像來生成血管的3維中線模型。為此目的可以提供的基本 相同運(yùn)動階段的2維X射線圖像越多，所得中線模型就可以越精確。
此外，可以優(yōu)選針對周期運(yùn)動各階段的全部或大部分生成中線模型， 其中，針對每個這種階段提供多幅X射線圖像。在這種情況下，例如，可 以由外科醫(yī)生手工地或由自動圖像評估過程選擇一個以最佳質(zhì)量提取所有 重要血管的心臟運(yùn)動階段來進(jìn)一步處理。例如，可以選擇處于心臟舒張期 末尾的舒張末期運(yùn)動階段，因?yàn)樾呐K運(yùn)動最小，這可以提高所采集的X射
8生成更精確的中線模型。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)出一種可能的用于冠狀動脈的全自動3D中 線建模算法，在UweJandt, DirkSchafer， Volker Rasche， Michael Grass在 Proc.of SP正Vol.651065104Y, 2007的文章"Automatic generation of 3D coronary artery centerlines using rotational X-ray angiography"中給出了這禾中 算法，在此通過引用將其內(nèi)容并入本文。所提供的算法使用了對應(yīng)于單個 心臟階段的標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)X射線血管照像投影的子集?？梢曰谕瑫r記錄的 ECG進(jìn)行投影選擇。該算法利用了區(qū)域生長方式，該方式選擇3D空間中 最可能屬于脈管結(jié)構(gòu)的體素。由3D響應(yīng)計算算法控制局部生長速度。該算 法計算一種度量，用于3D中的點(diǎn)是否屬于血管的概率。從區(qū)域生長期間構(gòu) 建的3D表達(dá)提取所有探測到的血管的中線并以分級方式鏈接。通過基于幾 何性質(zhì)的加權(quán)準(zhǔn)則選擇表示最重要血管的中線。根據(jù)算法理論上可實(shí)現(xiàn)的 精確度，能夠以主要受限于投射和體積量化的精確度(例如0.25mm)提取 冠狀中線。該算法需要至少三個投影來建模，而根據(jù)利用實(shí)際心臟的模擬 投影所做的假想研究，五個投影就足以實(shí)現(xiàn)可能最好的精確度。已經(jīng)表明， 該算法對于殘余運(yùn)動適度地不敏感，這意味著其能夠應(yīng)付投影數(shù)據(jù)集之內(nèi) 因?yàn)橛邢薜拈T控精確度、呼吸或不規(guī)則心臟搏動導(dǎo)致的不一致。
在生成至少一個3維中線模型之后，將獲得的中線擬合到對應(yīng)的2維X 射線圖像上。換言之，將3維中線分別投射到對應(yīng)于最初采集3維中線模 型的平面的每個2維平面中。將這一 2維中線投影與對應(yīng)的原始2維X射 線圖像比較，或者任選地，可以實(shí)現(xiàn)血管增強(qiáng)濾波和/或下抽樣和/或高通濾 波之后的2維X射線圖像和最佳擬合。通過這種方式，可以針對在相同運(yùn) 動階段采集的X射線圖像集的每個2維X射線圖像實(shí)現(xiàn)最佳的2維中線擬 合?？梢元?dú)立地針對每個投影，平行于所考察投影的探測器平面并垂直于 局部中線方向，以三維方式進(jìn)行中線擬合?？梢詫⒚總€血管的中心定義為 當(dāng)前考察的中線點(diǎn)附近的小搜索區(qū)域之內(nèi)的血管增強(qiáng)的投影的最大值。由 此，例如，可以對例如由患者的呼吸運(yùn)動或不精確的門控導(dǎo)致的噪聲的殘 余的運(yùn)動噪聲進(jìn)行補(bǔ)償。
有了各自2維投影中投射和擬合的2維中線之后，就可以在每個投影 平面中導(dǎo)出所有血管的優(yōu)選每個點(diǎn)的局部直徑。這意味著，對于2D中線上
9的每個點(diǎn)，可以確定距血管邊界的橫向距離。于是，可以針對最開始采集
的x射線圖像的每個投影平面導(dǎo)出包括局部血管直徑的數(shù)據(jù)集。
現(xiàn)在有了包括針對中線模型基本每個點(diǎn)的不同投影平面中的多個直徑
的數(shù)據(jù)集，就能夠生成血管系統(tǒng)的3維凸多邊形體殼模型。任選地，甚至 可以通過截面和/或縱向正規(guī)化來改善體殼模型，這意味著可以在沿著體殼 模型的截面和/或縱向上使體殼模型中導(dǎo)致不連續(xù)性或不穩(wěn)定性的噪聲緩 和。體殼模型提供了血管系統(tǒng)表面的良好3維表達(dá)，能夠例如被從不同視 角顯示于屏幕上。
然而，迄今為止獲得的體殼模型僅給出了在特定運(yùn)動階段中血管系統(tǒng) 的3D表達(dá)，該特定運(yùn)動階段是先前為了導(dǎo)出用于確定局部血管直徑的3維 中線模型而選擇的。為了也在其他運(yùn)動階段中獲得體殼模型，可以將針對 周期運(yùn)動的基本相同階段采集的3維體殼的2維投影擬合到心臟周期運(yùn)動 的其他階段的2維X射線圖像。換言之，可以針對所有可區(qū)分心臟階段的 每個X射線投影的輪廓改造所獲得的體殼模型的被提取血管表面網(wǎng)?？梢?沿著本地表面法線矢量進(jìn)行改造。
為了預(yù)防噪聲或改善其他運(yùn)動階段中所導(dǎo)出的體殼模型的質(zhì)量，可以 在考慮內(nèi)部能量項(xiàng)的情況下對投影上的沖突邊緣進(jìn)行加權(quán)和估計。換言之， 從可能以高質(zhì)量采集的最初第一個體殼模型(因?yàn)樗菑睦缭谑鎻埬┢?的心臟低運(yùn)動階段采集的有利的X射線投影導(dǎo)出的)，考慮到第一個體殼模 型可能在心臟運(yùn)動期間"移動"以便最佳地匹配其他運(yùn)動階段的X射線圖 像，但第一體殼模型具有一定的"硬度"，從而在運(yùn)動期間不會嚴(yán)重彎折 或甚至折疊，可以導(dǎo)出其他運(yùn)動階段的體殼模型。
通過這種方式，可以針對心臟運(yùn)動的所有階段獲得血管系統(tǒng)的3維體 殼模型。
此外，為了獲得血管運(yùn)動的時間相關(guān)4維表達(dá)，可以基于在第一時間 點(diǎn)針對周期運(yùn)動的基本相同階段采集的3維體殼(或其2維投影)以及在 第二時間點(diǎn)擬合到周期運(yùn)動的另一階段的2維X射線圖像的3維體殼(或 其2維投影)之間的差異，確定表示血管段位置的時間相關(guān)移位的本地移 位數(shù)據(jù)。換言之，在針對另一運(yùn)動階段導(dǎo)出3維體殼時，同時可以確定必 需沿哪個方向和/或以什么速度從第一運(yùn)動階段的原始狀態(tài)向另一運(yùn)動階段的狀態(tài)移動體殼到多大量，以便得到與實(shí)際x射線圖像之間的最佳擬合。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種采集周期運(yùn)動的冠狀血管的3維 圖像的設(shè)備，所述設(shè)備適于執(zhí)行上述方法。
該設(shè)備可以包括具有用于發(fā)射X射線的X射線源和用于采集2維X射 線圖像的X射線探測器的C臂系統(tǒng)；任選地，造影劑注射器，用于向患者 的諸如靜脈的血管中引入造影劑；控制單元，用于控制所述X射線源、所 述X射線探測器和任選的造影劑注射器的至少一個；以及計算單元，用于 基于由所述X射線探測器提供的所采集2維X射線圖像計算冠狀血管的3 維圖像。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提出了一種適于在計算機(jī)上被運(yùn)行時執(zhí)行以 上方法的計算機(jī)程序單元以及具有這種計算機(jī)程序單元的計算機(jī)可讀介 質(zhì)。
必需指出，參考不同的主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。具體而言， 一些 實(shí)施例是參考方法類型的權(quán)利要求描述的，而其他實(shí)施例是參考設(shè)備類型 的權(quán)利要求描述的。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會從以上和以下說明領(lǐng)會 到，除非另行說明，除了屬于同一主題的特征的任何組合之外，還認(rèn)為該 申請中公開了涉及不同主題的特征之間的任何組合。
上述各方面以及本發(fā)明的其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)也可以源于要在下文 中描述的實(shí)施例范例并參考實(shí)施例范例加以解釋。在下文中將參考實(shí)施例 范例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。


圖1示出了流程圖，示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例采集冠狀靜脈 的3維圖像的方法；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例采集冠狀靜脈的3維圖像的設(shè)備的圖示。
具體實(shí)施例方式
可以使用圖1解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的采集冠狀靜脈的3維圖像的 方法的基本步驟。在將患者定位于諸如C臂X射線設(shè)備的適當(dāng)設(shè)備中之后，利用導(dǎo)管向 要成像的冠狀靜脈中注入造影劑(步驟101)。
然后，在繞著患者的軀干旋轉(zhuǎn)c臂的同時，在不同投射角下采集包括
靜脈ll的觀察區(qū)的多幅2維X射線圖像(步驟103)(僅示范性地示出了 兩幅圖像13)。
任選地，可以利用高通濾波器和/或血管增強(qiáng)濾波器對采集到的2D圖 像進(jìn)行下抽樣和/或?yàn)V波(步驟105)，由此針對要成像的靜脈改善圖像質(zhì)量。
從在相同運(yùn)動階段(例如心臟運(yùn)動最小的舒張末期)釆集的特定數(shù)量 的2D圖像導(dǎo)出靜脈系統(tǒng)的3D中線模型15 (步驟107)。
然后將該3D中線模型以2維方式投射并擬合到相同運(yùn)動階段但投射角 不同的相應(yīng)2D圖像上(步驟109)。
從2維擬合導(dǎo)出靜脈的局部直徑wy (步驟lll)。示出步驟lll的圖是 相對于步驟109所示的區(qū)域A的放大圖。
利用在不同投影平面中導(dǎo)出的局部直徑，生成3D體殼模型(步驟113)。 同樣，該圖示意性地示出了針對步驟109所示的部分區(qū)域。
任選地，然后可以將導(dǎo)出的3D體殼模型適配和擬合到其他心臟運(yùn)動階 段的X射線圖像，由此獲得冠狀靜脈運(yùn)動的4-維信息(步驟115)。
在圖2中，示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的采集冠狀血管的3維 圖像的設(shè)備。C臂系統(tǒng)1包括X射線源3和X射線探測器5?？梢匝夭煌?方向a、 b、 c、 d移動C臂7。為了根據(jù)上述方法采集不同的2維X射線投 影圖像，優(yōu)選沿著支持物8在方向c上移動C臂。可以基于ECG信號對X 射線投影的采集進(jìn)行門控，可以利用電極27探測ECG信號，電極27可以 附著到患者或可以連接到控制系統(tǒng)9。
控制單元9連接到C臂系統(tǒng)1 ?？刂茊卧?適于控制X射線源3和X 射線探測器5，以及C臂7的運(yùn)動?？刂葡到y(tǒng)9包括適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明 的方法的計算單元21。因此，計算單元可以從探測器5接收2維圖像數(shù)據(jù)， 對2維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計算并在例如屏幕23或視頻系統(tǒng)25上輸出導(dǎo)出的3 維體殼模型。
為了以非限制性方式概括本發(fā)明的上述實(shí)施例，可以表達(dá)為提出了 一種用于采集冠狀血管(21)，尤其是冠狀靜脈的3維圖像的方法和設(shè)備。在心臟運(yùn)動的相同階段之內(nèi)采集2維X射線圖像(23)。然后，基于這些2 維圖像生成3維中線模型(25)。從中線模型向相應(yīng)投影平面中的2維投影 可以導(dǎo)出投影平面中血管的局部直徑(w)。有了直徑就可以生成血管系統(tǒng) 的3維體殼模型，且任選地，可以導(dǎo)出關(guān)于血管運(yùn)動的4維信息。
應(yīng)當(dāng)指出，"包括" 一詞并不排除其他元件或步驟，"一"或"一個" 并不排除多個。而且可以組合結(jié)合不同實(shí)施例描述的元件。還應(yīng)當(dāng)指出， 權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于采集冠狀血管的3維圖像的方法，所述冠狀血管(11)以周期運(yùn)動方式運(yùn)動，所述方法包括采集包括所述冠狀血管的采集區(qū)的多幅2維X射線圖像(13)，其中，至少三幅2維X射線圖像是在所述周期運(yùn)動的基本相同相位中在不同投射角下采集的；根據(jù)在所述周期運(yùn)動的基本相同相位中在不同投射角下采集的所述至少三幅2維X射線圖像生成所述血管的至少一個3維中線模型(15)；生成所述至少一個3維中線模型在所述周期運(yùn)動的基本相同相位中采集的對應(yīng)的2維X射線圖像上的2維擬合；針對所述不同投射角從所述2維擬合導(dǎo)出局部血管直徑(w)；基于所導(dǎo)出的局部血管直徑生成所述血管的3維體殼模型。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將在所述周期運(yùn)動的基本相同相位采集的3維體殼模型的2維投影擬 合到所述周期運(yùn)動的其他相位的2維X射線圖像。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括基于在第一時間點(diǎn)在所述周期運(yùn)動的基本相同相位采集的所述3維體 殼的2維投影與在第二時間點(diǎn)擬合到所述周期運(yùn)動的另一相位的2維X射 線圖像的所述3維體殼的2維投影之間的差異，確定表示血管段的位置時 間相關(guān)移位的局部移位數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的方法，還包括 在生成所述至少一個3維中線模型之前利用血管增強(qiáng)濾波器對所采集的2維X射線圖像進(jìn)行濾波。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的方法，還包括 在生成至少一個3維中線模型之前對所采集的2維X射線圖像進(jìn)行下抽樣和高通濾波中的至少一種操作。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的方法，其中在110°和180。之間的投射角下采集所述2維X射線圖像。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的方法，其中 利用C臂系統(tǒng)采集所述2維X射線圖像。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的方法，還包括對所生成的3維體殼進(jìn)行截面正則化和縱向正則化中至少一種操作。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的方法，其中，基于心電圖信號對所述2維X射線圖像的采集進(jìn)行門控。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1到9之一所述的方法， 其中，所述冠狀血管為冠狀靜脈。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，還包括在采集所述2維X射線圖像之前向所述冠狀靜脈中注入造影劑。
12、 一種用于采集冠狀血管的3維圖像的設(shè)備，所述冠狀血管以周期 運(yùn)動方式運(yùn)動，所述設(shè)備適于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，包括.-C臂系統(tǒng)(1)，其包括用于發(fā)射X射線的X射線源(3)和用于采集2 維X射線圖像的X射線探測器(5);控制單元(9),其用于控制所述X射線源和所述X射線探測器中的至 少一個；計算單元(11)，其用于基于由所述X射線探測器提供的所采集的2維 X射線圖像計算冠狀血管的3維圖像。
14、 一種計算機(jī)程序單元，當(dāng)在計算機(jī)上運(yùn)行所述計算機(jī)程序單元時， 適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到11之一所述的方法。
15、 一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)具有根據(jù)權(quán)利要求14 所述的計算機(jī)程序單元。
全文摘要
提出了一種采集冠狀血管(11)，尤其是冠狀靜脈的3維圖像的方法和設(shè)備。在心臟運(yùn)動的相同階段之內(nèi)采集2維X射線圖像(13)。然后，基于這些2維圖像生成3維中線模型(15)。從中線模型向相應(yīng)投影平面中的2維投影可以導(dǎo)出投影平面中血管的局部直徑(w)。有了直徑就可以生成血管系統(tǒng)的3維體殼模型，且任選地可以導(dǎo)出關(guān)于血管運(yùn)動的4維信息。
文檔編號A61B6/00GK101686822SQ200880023783
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者D·舍費(fèi)爾, M·格拉斯, U·揚(yáng)特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司