專利名稱：用于獲取融合x射線圖像的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及獲取融合x射線圖像的領域。具體而言，本發(fā)明涉及用于 獲取周期性運動的身體器官的融合x射線圖像的方法和裝置。另外，本發(fā)
明還涉及當這種方法在計算機上執(zhí)行時，適于控制所述方法的計算機程序 元件，并且涉及這種計算機程序元件存儲在其上的計算機可讀介質。
背景技術：
在脈管造影中，諸如對比圖像和掩模圖像的相減或疊加的所獲取圖像 的數字融合是一種常見的技術，用于獲得諸如人體中脈管的圖像。其中，
可以使用具有X射線源和X射線探測器的X射線系統(tǒng)來獲取第一 X射線圖
像，以下通常將其稱為掩模圖像，之后，例如，在將造影劑注射到脈管以
對其進行觀察之后，獲取第二x射線圖像，以下通常將其稱為對比圖像。
理想地，融合圖像，即由例如通過將掩模圖像從對比圖像中減去而使圖像 融合獲得的圖像，提供對比脈管的專有表示。這一過程還被稱為數字減影
脈管造影(DSA)，其顯示出良好的結果并且在神經學以及對例如人體的肢 體的成像中建立了很好的應用。
所獲取圖像的數字融合的另一種方式為所謂的路線圖引導。其中，在 將造影劑注射到脈管中之后記錄'掩模圖像，，而隨后的'對比圖像'僅 示出了在造影劑被血流洗掉之后，導絲或導管的推進。兩幅圖像的融合示 出了導絲或導管在脈管中的位置。
在以下的描述中，將主要討論如在DSA中的圖像融合，而并不排除諸 如在路線圖引導中的其他融合方法。
在對運動的身體器官進行觀察的應用中，例如在對跳動的心臟的脈管 進行觀察的心臟應用中，由于器官的運動導致DSA可生成偽影。特別是心 臟的快速且復雜的運動造成了大量的減影偽影。因此，當前的用于心臟診 斷和介入的X射線系統(tǒng)不使用減影技術，這是因為過多的運動偽影惡化了得到的x射線圖像。
可能需要一種用于獲取融合圖像的改善的方法或裝置，其特別地適于
提供周期性運動的身體器官的高質量融合x射線圖像。這種方法或裝置應
該至少部分地克服例如現有技術的方法或裝置的上述缺陷。具體而言，可
能需要一種方法或裝置，用于獲取具有減少的模糊和/或對患者減少的x射 線暴露的減影x射線圖像。

發(fā)明內容
這一需求可以通過根據獨立權利要求的主題而得以滿足。在從屬權利 要求中描述本發(fā)明的有利的實施例。
根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于獲取周期性運動的身體器官
的融合圖像的方法，所述方法包括利用X射線照射身體器官，并且通過 X射線探測獲取身體器官的多幅掩模圖像；引起身體器官中的變化，導致 至少在身體器官的部分中的不同X射線吸收；利用X射線照射身體器官， 并且通過X射線探測獲取身體器官的至少一幅對比圖像；確定多幅掩模圖 像中的至少一幅匹配圖像，使得在身體器官運動的基本上相同的階段，獲 取匹配圖像和至少一幅對比圖像；通過使匹配圖像與至少一幅對比圖像融 合而生成至少一幅融合圖像；其中，利用至少每秒60幀的圖像獲取率獲取 多幅身體器官的掩模圖像的至少一部分。
本發(fā)明的這一方面所基于的思想是通過至少為獲取多幅掩模圖像而 實施的高速圖像獲取，融合圖像獲取方法或裝置可特定地適于對例如跳動 的心臟的運動的身體器官進行成像。這種高速圖像獲取可通過使用特別設 計的X射線探測器來獲得，所述X射線探測器能夠以比傳統(tǒng)速率更高的速 率來獲取X射線圖像。另外，根據相應的運動身體器官的運動速度來選擇 圖像獲取率。
以下，將更詳細地描述根據第一方面的方法的其他特征、優(yōu)勢和實施例。
優(yōu)選地，將按照以上概述的順序來執(zhí)行本發(fā)明方法，即獲取掩模圖像， 之后引起身體器官中的變化，導致不同的X射線吸收，之后獲取至少一幅 對比圖像。然而，注意的是也可實施其他順序。例如，可以在引起身體器
6取至少一幅對比圖像之后 獲取多幅掩模圖像。
以下，將會描述優(yōu)選的實施順序。
在方法的第一步驟中，利用x射線照射觀察中的身體器官。通過任何
傳統(tǒng)X射線源可以生成這些X射線。可控制X射線源以連續(xù)模式或脈沖模 式發(fā)射X射線?？梢哉{整X射線的能量和強度以獲得針對所得到的X射線
圖像最大的對比度。
傳輸通過身體的x射線可由x射線探測器探測，所述身體包括待觀察 的身體器官。x射線探測器可提供多幅掩模圖像。這里，"掩模圖像"可以 是包含需要被去除的冗余/背景信息的x射線圖像。例如，可在引起身體器 官的變化，導致不同x射線吸收之前，得到待觀察身體器官的掩模圖像。
在第二方法步驟中，引起身體器官中的一種變化，所述變化導致身體
器官的至少一部分的不同x射線吸收。例如可以由將造影劑注射到身體器 官的脈管中而引起這種變化。造影劑可以為強烈吸收x射線的液體，其可
以例如通過導管而引入脈管?？蛇x地，可以在身體器官中移動諸如導絲或
導管的x射線吸收器具。
在第三步驟中，之后再次利用x射線照射身體器官。則通過x射線探
測器可獲取身體器官的至少一幅對比圖像或者優(yōu)選地多幅對比圖像。這里，
"對比圖像"可以是希望使用"掩模圖像"而從其中去除背景的x射線圖
像。例如，對比圖像可以是在至少部分造影劑流動通過觀察中的身體器官
的脈管時所獲取的身體器官的x射線圖像。由于流動通過的脈管造影劑強 烈地吸收x射線，因此可將填充有造影劑的脈管視為(一幅或多幅)對比
圖像中變黑的區(qū)域。
應該注意的是，上述三個步驟就過程步驟持續(xù)時間而言，可至少部分 地重疊。這意味著例如可以在仍然獲取掩模圖像中的一些的同時已經引入 了造影劑。由于造影劑需要一些時間進入身體器官的脈管，因此在這種情 況下也可以獲得足夠質量的掩模圖像。相應地，可以在將其他造影劑引入 脈管的同時，獲取對比圖像。
然而，為了減少對患者的x射線暴露劑量，以及為了減少引入患者的
造影劑的量，將上述三個過程分開是有利的。另外，以直接序列執(zhí)行以上三個方法步驟是有利的，這意味著在各個
步驟之間沒有大量的時間間隙。例如，各個步驟之間的時間間隔應小于5s， 優(yōu)選地小于ls。這所具有的優(yōu)勢為對于掩模圖像和對比圖像的整個獲取而 言，具有短的總體時間間隔。在這種短獲取時間間隔的期間，例如所觀察 心臟的脈搏可能不會發(fā)生巨大的變化，其對于隨后過程步驟是有利的，從 以下描述中所述步驟將變得顯而易見。
作為下一步驟，先前獲取的掩模圖像與所述至少一幅對比圖像在基本 上相同的身體器官運動階段中獲取。這一掩模圖像稱為"匹配圖像"。換言 之，確定多幅掩模圖像中的一幅掩模圖像，其與所述至少一幅對比圖像在 身體器官的周期性運動的基本相同階段中獲取。
以下，將根據作為周期性運動身體器官的跳動心臟為示例來解釋這一 點。心臟以并非恒定的某一脈搏而跳動。盡管脈搏的周期改變，但是心臟 重復地通過運動階段的預先確定的順序。在心臟被完全填充后，其通過收 縮泵出血液，并且之后通過擴張再一次被填充。在運動的每一個階段，心 臟具有不同的體積，因此心臟的脈管具有不同的位置。因此，當在某個運 動階段獲取對比圖像時，在確定步驟中搜索掩模圖像，所述掩模圖像在較 早脈搏的相應運動階段處獲取，并且稱之為匹配圖像。
在下一步驟中，通過將對比圖像與匹配圖像融合而生成融合圖像?？?以通過以各種方式合并圖像而實施圖像融合。例如，根據使用諸如相減、 相除等的特定數學函數可以合并圖像的相應像素。由于在身體器官的相應 運動階段處獲取兩幅圖像，因此身體器官的位置和大小以及其所包括的脈 管在兩幅圖像中基本上是相同的。
以下，將解釋作為生成融合圖像的優(yōu)選示例的減影圖像生成。通過針 對圖像的每個像素減去所探測到的X射線值，可以獲得減影圖像，其中， 除了脈管的所有區(qū)域具有基本上為零的值，其在減影圖像中可以表示為白 色區(qū)域。由于在掩模圖像獲取和對比圖像獲取期間不同的吸收值，僅有脈 管區(qū)域示出為非零值，其在減影圖像中為黑色區(qū)域。
根據本發(fā)明的方法的一個重要的特征為以高于傳統(tǒng)獲取率的圖像獲
取率來獲取多幅身體器官的掩模圖像的至少一部分，例如，以至少每秒40
幀，優(yōu)選地為60幀的獲取率。更高的圖像獲取率是有利的，例如每秒100幀，優(yōu)選地至少每秒150幀，更優(yōu)選地至少每秒300幀。另外，優(yōu)選地利 用上述高圖像獲取率來獲取所有多幅掩模圖像。
可選地，可以在周期性運動身體器官的多于一個周期的期間以較低的 幀率(例如，30*3)來獲取掩模圖像?；趫D像分析或對同時記錄的生理 信號(例如，心電圖或者血壓)的分析，可以將來自這些周期的圖像交錯 成為具有大約等于60*S的最小幀速度的單一周期。
盡管實施這種高圖像獲取率可能需要使用具有短積分時間或者使較慢 獲取的掩模圖像進行交錯的特定設計的快速X射線探測器，但其可得到若 干優(yōu)勢。例如，每一幅所獲取的掩模圖像可示出更少的、由于身體器官的 運動所引起的模糊，這是由于用于獲取單一圖像或幀的積分時間是相對短 的，例如，小于25ms，優(yōu)選地小于10ms，并且更優(yōu)選地小于4ms。另夕卜， 由于對于運動身體器官的單一周期運動而言，可獲得大量掩模圖像，因此， 針對身體器官的不同運動階段具有大量不同的掩模圖像，使得可以實現所 述至少一幅對比圖像和多幅掩模圖像的匹配圖像之間的更好的匹配。因此， 由于掩模圖像獲取期間的高圖像獲取率，可以以減少的模糊和提高的對比 度來生成減影圖像。
根據本發(fā)明的實施例，獲取不僅身體器官的一幅對比圖像，還獲取多 幅對比圖像，以高于所述多幅對比圖像的圖像獲取率來獲取所述多幅掩模 圖像。換言之，在執(zhí)行根據本發(fā)明的方法期間，使用不同圖像獲取率用于 獲取掩模圖像和對比圖像。盡管為了找到所獲取對比圖像和一幅掩模圖像 之間的最佳匹配，針對身體器官的周期性運動的一個周期內的不同運動階 段來獲取盡可能多的掩模圖像是有利的，但是可能以小于掩模圖像獲取的 獲取率的獲取率來獲取對比圖像是足夠的，例如，小于每秒30幀，優(yōu)選地 小于每秒10幀，可能小于每秒1幀。這可以減少對患者的X射線暴露劑量 以及降低用于確定匹配圖像和生成減影圖像的所需要的計算能力。
根據本發(fā)明另一實施例，在獲取多幅掩模圖像期間利用X射線連續(xù)地 照射身體器官。由于優(yōu)選地在身體器官運動的一個單一時期期間獲取盡可 能多的掩模圖像，因此連續(xù)地而無間歇地關閉X射線源照射身體器官是有 利的。可以在連續(xù)圖像之間沒有時間間隙的情況下，獲取掩模圖像。
根據本發(fā)明的另一實施例，在獲取多幅對比圖像期間，利用X射線以脈沖模式照射身體器官。由于可以以較低的獲取率來獲取對比圖像，連續(xù) 對比圖像的獲取之間可能有時間間隙。通過以脈沖模式操作X射線源，其
中，僅當操作x射線探測器以獲取x射線圖像時發(fā)射x射線，可以減少照 射到患者的總x射線劑量。
根據本發(fā)明的另一實施例，通過比較多幅掩模圖像中的圖像的特征以 及所述至少一幅對比圖像的特征，來執(zhí)行確定至少一幅匹配圖像的步驟。 例如，可以針對每幅掩模圖像和對比圖像確定身體器官的特征結構或與身 體器官相關的特征，并且通過比較所述結構或特征的位置，可以確定匹配 圖像。
例如，當在外科手術期間觀察跳動的心臟時，經常將導管引入心臟脈
管中的一個?？梢栽诿糠鵻射線圖像上觀察到這一導管及其位置。導管連
同心臟的運動一起運動。在匹配掩模圖像中，導管應該具有與相應的對比 圖像基本相同的位置。
一種通用的圖像比較過程可能使用相似性度量s，其具有(掩模)圖像
M和(對比)圖像C作為輸入，并且確定所述圖像之間的相似性。假定Cj 為一系列對比圖像，Mi為一系列掩模圖像，則通過找到所有掩模圖像Mi 上的(局部)最大相似性而確定對比圖像Ck的最佳匹配。
就這一點，應該注意的是，可以應用根據本發(fā)明的方法來獲取周期性 運動身體器官的各種類型的減影圖像。 一個特別優(yōu)選的應用為心臟診斷和 介入。心臟為快速運動的身體器官，其運動的周期通常為大約一秒。然而， 存在進行或多或少延長了的周期運動的各種其他器官，本發(fā)明方法還可用 于獲取這種器官的高質量減影圖像。這尤其針對于以下情況，即在一個脈 沖期間獲取多幅對比圖像，從而通過順序地將所生成的減影圖像作為電影 而呈現(如稍后將在本文中解釋的)，使通過脈管的血流可視。
根據另一實施例，本發(fā)明方法特別適于獲取諸如周期性運動的心臟的 減影圖像的融合圖像。在這種實施例中，所述方法還包括獲取心臟和脈管 的生理數據，諸如ECG (心電圖)數據或血壓數據。這些數據可(例如) 用于觸發(fā)特定的方法步驟。
根據本發(fā)明的實施例，基于ECG數據確定用于獲取多幅掩模圖像的起 始時間點。換言之，ECG數據用于觸發(fā)掩模圖像的獲取。例如，可基于ECG數據來觸發(fā)獲取，使得在例如，心臟收縮期的心臟快速運動期間，或者在 例如，心舒期心臟慢速運動期間開始獲取掩模圖像。
根據另一實施例，用于將造影劑引入身體器官的脈管的起始時間點是
基于諸如ECG數據的生理數據而確定的?？赡芴貏e有利地基于生理數據來 觸發(fā)掩模圖像獲取和造影劑注射。例如，可以在緊接ECG數據的R峰之后 的心臟快速運動階段期間，開始掩模圖像的獲取，可以在相同脈搏時期內 但在隨后的快速運動階段內開始造影劑注射。
根據另一實施例，用于獲取至少一幅對比圖像的起始時間點是基于諸 如ECG數據的生理數據而確定的?？赡芴貏e有利地基于ECG數據觸發(fā)掩 模圖像獲取和對比圖像獲取。例如，可以在例如，R峰的ECG特定信號之 后的脈搏時期的較短部分期間，執(zhí)行掩模圖像的獲取，之后，在時間上轉 移至少一個心臟脈搏時期，在脈搏時期的相同時間部分內開始對比圖像的 獲取。這種基于ECG數據的、掩模圖像獲取和對比圖像獲取之間的耦合可 有助于減少必須的總X射線暴露劑量。
根據另一實施例，通過使用鎖相環(huán)(PLL)觸發(fā)而確定上述方法步驟的 至少一個的起點，所述方法步驟即掩模圖像獲取、造影劑引入或者對比 圖像獲取。利用PLL，可以由例如，ECG頻率的多個生理數據形成獲取頻 率。這樣，不需要在整個心臟周期期間連續(xù)地獲取掩模圖像，而僅在周期 期間特定階段周圍的爆發(fā)中，在所述周期階段將要獲取或已經獲取對比圖 像。這將減少所需的X射線暴露。
根據本發(fā)明的另一方面，提供用于X射線融合圖像獲取的裝置，其適 于執(zhí)行上述發(fā)明的方法。這種裝置可包括X射線源，其用于發(fā)射X射線;
X射線探測器，其用于獲取X射線身體器官的X射線圖像；造影劑注射器，
其用于將造影劑引入患者的脈管；控制單元，其用于控制X射線源、X射 線探測器和造影劑注射器中的至少一個；計算單元，其用于基于X射線探 測器提供的兩幅X射線圖像來計算減影圖像。
其中，所述裝置可特定地適于以不同圖像獲取率來獲取X射線圖像。 例如，可以脈沖模式操作X射線源，其中，脈沖持續(xù)時間和脈沖率可由控 制單元控制?？蛇x地，可控制X射線探測器以在不同積分時間和不同圖像
ii探測率下操作。可以優(yōu)選地使用在以下情況中操作的X射線探測器以高 于傳統(tǒng)X射線獲取幀率的高速獲取率以及例如高于每秒60幀、優(yōu)選地高于
每秒100秒并且更優(yōu)選地高于每秒300幀的第一模式而操作的X射線探測
器，以及在第二模式中以高速獲取率或與傳統(tǒng)獲取率相當的獲取率，例如，
小于每秒30幀，優(yōu)選地小于每秒10幀，而操作的X射線探測器。
本發(fā)明另一方面是針對計算機程序單元的，當在計算機上執(zhí)行時，所
述單元適于執(zhí)行用于如上概述的獲取減影圖像的方法。
本發(fā)明另一方面是針對具有這種計算機程序單元的計算機可讀介質的。
已經注意到，參考不同主題而描述了本發(fā)明的實施例。具體而言，參 考方法類型權利要求描述了一些實施例，而參考裝置類型權利要求描述了 其他實施例。然而，本領域技術人員將會從以上或以下描述中意識到，除 非其他通告，除了屬于一類型主題的特征的任何結合以外，關于不同主題 的多個特征之間的結合，特別是裝置類型權利要求的特征和方法類型權利 要求的特征之間的任何結合同樣被視為由本申請公開。
本發(fā)明以上限定的各個方面以及其他方面、特征和優(yōu)勢將會從以下描 述的實施例的示例中導出。
通過參考實施例的示例，將更詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不受到實 施的示例的限制。


圖1至4示意性地示出了時間圖，從其中可以導出根據本發(fā)明的不同 實施例的方法的過程步驟之間的時間依賴性；
圖5示出了利用根據本發(fā)明的方法在造影劑的動脈流入至心臟時獲取
的減影X射線圖像；
圖6示出了與圖5中的一個對應的在造影劑流入的后期階段的減影X 射線圖像；
圖7示意性地示出了根據本發(fā)明的實施例的用于X射線減影圖像獲取 的裝置。
具體實施例方式
在圖1至4中，表示了本發(fā)明圖像獲取方法的實施例的各過程步驟之 間的時間依賴性。在第一行示出了 ECG (心電圖)信號。第二行示出了造 影劑(CA)在待觀察的身體器官的脈管中的填充狀態(tài)。第三行示出了照射 到身體器官上的X射線強度。第四行表示高速X射線探測器的圖像獲取。
圖l表示根據本發(fā)明的圖像獲取方法的第一實施例。從可基于ECG信 號確定的特定時間點開始，將X射線照射到患者待觀察的身體器官的區(qū)域 中，在這種情況下為心臟。在時間間隔期間，連續(xù)地照射X射線，所述時 間間隔顯著地小于由ECG信號所指示的脈沖的時期。在這一連續(xù)X射線照 射期間，通過高速探測器以例如每秒300幀的高圖像獲取率獲取X射線圖 像。由于高圖像獲取率，可以在短X射線照射時間間隔期間，獲取約五十 幅或更多的掩模圖像。短暫地在停止獲取掩模圖像之后并且優(yōu)選地在相同 脈搏周期期間，將造影劑引入到身體器官的脈管中。
以下，通過高速探測器獲取脈搏周期單對比圖像。針對這種對比圖像 獲取的時間可以基于ECG信號。對比圖像獲取應該在一時間間隔內執(zhí)行， 所述時間間隔與用于掩模圖像獲取的時間間隔對應于相同的心臟運動階 段。例如，可以約在與用于掩模圖像獲取的時間間隔的中間對應的心臟周 期的階段處獲取對比圖像。
注意的是，不僅在使心臟的脈管完全填充有造影劑期間獲取對比圖像， 其中，通常將這一時間間隔稱為"動脈階段"，并且還在稍后時間間隔，即 當造影劑開始通過心臟擴散并且行進至心肌時獲取對比圖像，其中，通常 將這一時間間隔稱為"灌注階段"。
在獲取多幅掩模圖像和對比圖像之后，通過比較兩幅圖像的特征，來 確定與相應的對比圖像最佳地對應的掩模圖像。之后，執(zhí)行最佳匹配的掩 模圖像和相應的對比圖像的圖像減影。例如，可以在屏幕上顯示得到的減 影X射線圖像。
通過以高獲取率在相當短的時間間隔期間獲取大量多幅掩模圖像，并 且之后在隨后的心臟運動的相應階段內的脈搏期間獲取單對比圖像，可以 獲得高質量減影圖像，并且同時可以將X射線暴露劑量最小化。
在圖2中，示出了用于本發(fā)明的方法的第二實施例的時間依賴性。其
13中，以每秒300幀的快速獲取率獲取多幅掩模圖像。通過ECG信號觸發(fā)所 述獲取。在等于或長于由ECG信號指示的一個脈搏時期的時間間隔期間執(zhí) 行掩模圖像的獲取。在注射造影劑后，其中，也由ECG信號觸發(fā)所述注射， 在動脈階段期間獲取多個對比圖像。
盡管在掩模圖像獲取時間間隔期間連續(xù)地發(fā)射X射線，但在對比圖像 獲取期間，以脈沖的模式發(fā)射X射線。這意味著通過X射線管的X射線發(fā) 射和通過高速X射線探測器的X射線圖像探測是同步的。發(fā)射X射線并且 持續(xù)短時間間隔(例如，10ms)，同時，高速探測器積分所探測到的X射線 強度。在獲取下一幅對比圖像之前，例如100ms后，X射線源和X射線探 測是非激活的。使用這種脈沖X射線發(fā)射模式，可以減少對患者的X射線
通過在一個脈沖時期獲取多幅對比圖像，針對每幅對比圖像確定多幅 先前獲取的掩模圖像中的相應的匹配掩模圖像，之后，針對每對對比圖像 和掩模圖像生成減影圖像，可以獲得所觀察心臟的不同運動階段的減影圖 像序列，所述減影圖像序列可以作為運動器官的電影來顯示所述減影圖像。
在圖2中，可以看到使用了三種不同模式的X射線獲取。在掩模圖像 獲取期間，使用每秒300幀的高速獲取率。對于動脈階段的對比圖像獲取 而言，使用約為每秒15幀的降低的圖像獲取率。最后，對于在灌注階段觀 察心臟的脈管中的過程而言，使用小于約每秒5幀的進一步降低的圖像獲 取率。
圖3示出了另一實施例，其中，對于掩模圖像獲取和對比圖像獲取而 言，均使用高獲取率。對對比圖像獲取也使用這種高獲取率，可以獲得具 有高時間分辨率的序列減影X射線圖像，所述高時間分辨率可以有助于心 臟脈管內的快速過程的分析。
圖4示出了另一實施例的時間依賴性，其中，在其間具有停頓間隔的 多個短時間間隔中獲取掩模圖像。如果每個連續(xù)的掩模對之間的時間間隔 為例如100ms，則連續(xù)對比圖像對之間的時間間隔應該相同，并且在相同 的心臟階段中獲取所述圖像。在每個掩模圖像獲取間隔期間，連續(xù)地照射X 射線并且以高獲取率獲取多幅掩模圖像。
在動脈階段和灌注階段期間，在心臟周期的階段內獲取對比圖像，所述心臟周期與在其中已獲取掩模圖像的階段相對應。
通過使短時間間隔中的掩模圖像的獲取與對比圖像的獲取同步化，并 且通過在這種掩模圖像獲取間隔之間的時間間隔期間關閉X射線源，可以
減少總X射線劑量。
圖5示出了根據本發(fā)明的方法所獲取的X射線圖像。通過使多個掩模
圖像中的匹配的一個與在動脈階段期間獲取的對比圖像相減而生成所述圖 像。
圖6示出了使用在灌注階段期間獲取的對比圖像而生成的相應的減影 圖像。由于在灌注階段造影劑已經擴散到心肌的各處，因此可以觀察到很 多良好的心臟脈管。特別是對于觀察這種良好的脈管結構而言，根據本發(fā) 明的方法而獲得的提高的圖像質量和減少的模糊可以是巨大的優(yōu)勢。
圖7非常示意性地示出了用于X射線減影圖像獲取的裝置的實施例，
其適于執(zhí)行根據本發(fā)明的上述方法。
裝置l包括X射線源3，其用于發(fā)射X射線；X射線探測器5，其用 于獲取X射線圖像；造影劑注射器7，其具有用于將造影劑引入患者脈管 的注射器針頭8;控制單元9，其控制X射線源3、 X射線探測器5或造影 劑注射器7中的至少一個；以及計算單元ll，其用于基于由X射線探測器 提供的兩幅X射線圖像來計算減影圖像。計算單元11可向顯示器13輸出
所計算的減影圖像。
裝置1適于以不同圖像獲取率獲取X射線圖像。為此，其可使用X射 線探測器，所述X射線探測器能夠并且可以被控制地以大于每秒60幀的高 圖像獲取率以及以小于每秒30幀的低圖像獲取率來獲取X射線圖像。
為了概括本發(fā)明的上述實施例和各方面，可以作如下總結描述了一 種用于獲取周期性運動的身體器官的減影圖像的方法，以及適于實施這種 方法的裝置。在所述方法中，X射線照射身體器官，通過X射線探測以至 少每秒40幀的高圖像獲取率來獲取多幅掩模圖像。之后，將造影劑注射到 身體器官的脈管中，并且隨后通過X射線探測獲取至少一幅脈管中包括有 造影劑的身體器官的對比圖像。根據多幅掩模圖像確定匹配圖像，所述匹 配圖像與對比圖像在基本上相同的身體器官運動階段處獲取。通過計算匹 配掩模圖像和所述至少一幅對比圖像之間的差異，可以獲得并且顯示身體器官的減影圖像。利用掩模圖像獲取和對比圖像獲取期間不同的圖像獲取 率，可以實現高質量減影圖像而同時減少總X的射線暴露劑量。 本發(fā)明的實施例可以提供以下優(yōu)勢
通過使用可變的獲取速度，利用最小X射線劑量可獲取最大量信息。 另外，通過使用心臟減影可獲得使用最小量造影劑的最大量定性信息，與 無減影操作相比，所述心臟減影增強了造影劑可見度，減少了所需的造影 劑使用。
關于用于實施所述方法的裝置，可以增添額外的計算單元以獲取量化 信息，例如，如心臟的運動身體器官上的流量或灌注。
將會注意到快速成像和減影的應用不限制于心臟應用，并且還可應用 于其他脈管以研究流量和灌注。
另外，將會注意到冠狀動脈路線圖弓I導可配備有如在本應用中所描述 的冠狀動脈數字減影圖像獲取的結果的圖像疊加，任選地，結合了用于心 臟和呼吸運動補償的已知的方法。例如，當獲取諸如DSA圖像的融合圖像 時，其可與例如在冠狀路線圖引導中所使用的傳統(tǒng)上所獲取的圖像合并。
應該注意的是，"包括"、"包含"等詞不排除其他單元或步驟，"一" 或"一個"不排除多個。同樣，與不同實施例相關聯而描述的單元可以組 合。應該注意不應將權利要求中的參考標記解釋為限制權利要求的范圍。
權利要求
1、一種用于獲取周期性運動的身體器官的融合圖像的方法，所述方法包括利用X射線照射所述身體器官，并且通過X射線探測獲取所述身體器官的多幅掩模圖像；引起所述身體器官中的變化，導致至少在所述身體器官的部分中的不同X射線吸收；利用X射線照射所述身體器官，并且通過X射線探測獲取所述身體器官的至少一幅對比圖像；從所述多幅掩模圖像中確定至少一幅匹配圖像，使得在所述身體器官的基本上相同的運動階段中獲取所述匹配圖像和所述至少一幅對比圖像；通過將所述匹配圖像與所述至少一幅對比圖像融合生成至少一幅融合圖像；其中，以每秒至少60幀的最小速率來生成所述身體器官的所述多幅掩模圖像的至少一部分。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，根據相應的運動身體器官的運動速度來選擇所述圖像獲取率。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其中生成所述至少一幅融合圖像包括從所述至少一幅對比圖像中減去所述匹配圖像，以便獲得減影圖像。
4、 根據權利要求1至3所述的方法，其中獲取所述身體器官的多幅對比圖像，并且其中，以高于所述多幅對比圖像的圖像獲取率來獲取所述多幅掩模圖像。
5、 根據權利要求4所述的方法，其中以小于每秒30幀的圖像獲取率來獲取所述多幅對比圖像。
6、 根據權利要求1至5中一項所述的方法，其中在獲取所述多幅掩模圖像期間利用X射線連續(xù)地照射所述身體器官。
7、 根據權利要求4至6中一項所述的方法，其中在獲取所述多幅對比圖像期間利用X射線以脈沖模式照射所述身體器官。
8、 根據權利要求1至7中一項所述的方法，其中通過比較所述多幅掩模圖像中的圖像特征和所述至少一幅對比圖像的圖像特征，執(zhí)行所述至少一幅匹配圖像的確定。
9、 根據權利要求1至8中一項所述的方法，其中所述方法適于獲取周期性運動的心臟的減影圖像，所述方法還包括獲取所述心臟周期的生理數據。
10、 根據權利要求9所述的方法，其中基于所述生理數據來確定用于獲取所述多幅掩模圖像的起始時間點。
11、 根據權利要求9或10所述的方法，其中基于所述生理數據來確定將所述造影劑引入所述身體器官的脈管中的起始時間點。
12、 根據權利要求9、 10或11所述的方法，其中基于所述生理數據來確定用于獲取所述至少一幅對比圖像的起始時間點。
13、 根據權利要求10至12中一項所述的方法，其中使用鎖相環(huán)觸發(fā)來確定所述起始時間點。
14、 一種用于X射線減影圖像獲取的裝置，其適于執(zhí)行根據上述權利要求中的一項所述的方法。
15、 一種根據權利要求14所述的裝置，包括X射線源(3)，其用于發(fā)射X射線；X射線探測器(5)，其用于獲取被x射線照射的身體器官的X射線圖像；造影劑注射器(7)，其用于將造影劑引入患者的脈管；控制單元(9)，其用于控制所述X射線源(3)、所述X射線探測器(5)和所述造影劑注射器(7)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(5)所提供的兩幅X射線圖像來計算融合圖像；其中，所述裝置適于以不同圖像獲取率來獲取X射線圖像。
16、 一種計算機程序單元，當在計算上執(zhí)行時，其適于執(zhí)行根據權利要求1至13中的一項所述的方法。
17、 一種計算機可讀介質，其具有根據權利要求16所述的計算機程序單元。
全文摘要
描述了一種用于獲取周期性運動的身體器官的融合圖像的方法，以及適于實施這種方法的裝置。在方法的優(yōu)選實施例中，X射線照射身體器官，并且以至少每秒60幀的高圖像獲取率通過X射線探測來獲取多幅掩模圖像。之后，將造影劑注射到身體器官的脈管中，隨后通過X射線探測獲取具有包括在脈管中的造影劑的至少一幅身體器官的對比圖像。根據所述多幅掩模圖像確定匹配圖像，所述匹配圖像與對比圖像基本上在身體器官運動的相同階段獲取。通過計算匹配掩模圖像和至少一個對比圖像之間的差異，可以獲得并且顯示身體器官的減影圖像。利用在掩模圖像獲取和對比圖像獲取期間不同的圖像獲取率，可以在減少總X射線暴露劑量的同時實現高質量的減影圖像。
文檔編號A61B6/00GK101652100SQ200880010578
公開日2010年2月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權日2007年3月29日
發(fā)明者A·J·C·布魯金斯, H·斯特格胡伊斯, J·J·P·布里吉, J·布朗東, P·M·J·龍根, R·P·J·赫爾曼斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司