針對(duì)血管內(nèi)介入的自動(dòng)無足跡設(shè)備路線圖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及血管內(nèi)介入的路線圖。具體地，本發(fā)明涉及血管內(nèi)介入的自動(dòng)路線圖的系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的方法。此外，本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)程序單元和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在X射線引導(dǎo)下的血管內(nèi)過程，例如血管內(nèi)主動(dòng)脈瘤修復(fù)術(shù)(EVAR)期間，將導(dǎo)管和處置設(shè)備通過例如在腹部區(qū)域中的小切口插入血管。然后用戶將工具移動(dòng)到處置區(qū)，并且在X射線的控制下對(duì)病理進(jìn)行處置。
[0003]血管內(nèi)工具通常是無線電不透明的，并且在熒光檢查圖像中被明顯對(duì)比。血管不是可見的，但是對(duì)比劑的注入暫時(shí)允許脈管內(nèi)腔的可視化。通常在這樣的過程期間采集若干血管造影圖來控制關(guān)于解剖的設(shè)備的位置。
[0004]為了減少注入的對(duì)比劑的量，可以使用路線圖可視化。例如，從US 2011/0 249794 Al中已知路線圖。解剖信息可以被疊加在實(shí)況熒光檢查圖像上以允許沒有對(duì)比劑的解剖的可視化。這可以使用在介入室中配準(zhǔn)的介入前檢查，例如分割的CT來實(shí)現(xiàn)。
[0005]此外，如果還沒有改變X射線系統(tǒng)的位置，這也可以基于先前采集的血管造影圖來進(jìn)行。在這種情況下，根據(jù)參考血管造影圖來計(jì)算表示脈管的掩膜圖像。例如，掩膜圖像或路線圖圖像可以對(duì)應(yīng)于注入的幀或在注入的幀和無注入的幀之間的相減圖像。然后結(jié)果可以被疊加在實(shí)況熒光鏡幀上，帶來在實(shí)況圖像上的脈管足跡。當(dāng)在圖像中沒有對(duì)象的運(yùn)動(dòng)時(shí)，該途徑可以提供良好結(jié)果。
[0006]然而，當(dāng)有一些運(yùn)動(dòng)時(shí)，比如歸因于呼吸，掩膜圖像可以包含許多偽影。具體地，偽影可以由在圖像采集期間存在于脈管中的介入設(shè)備引起。得到的疊加圖像可能是沒有多大幫助的。例如，在通過相減生成的掩膜圖像中，移動(dòng)設(shè)備可以生成正和負(fù)足跡。當(dāng)掩膜圖像被疊加在熒光鏡幀上時(shí)，設(shè)備可以出現(xiàn)三次。此外，這些偽影可以常常位于處置區(qū)，并且因此可以擋住在實(shí)況疊加幀中的設(shè)備的可視化。
[0007]通過使用減去實(shí)況幀的注入幀作為掩膜圖像可以避免該問題。然而，因?yàn)橄嗤牟杉瘏f(xié)議和/或劑量必須被用于兩個(gè)圖像序列，這約束了血管造影圖和熒光檢查的采集協(xié)議和/或劑量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，可能存在提供允許在血管內(nèi)介入期間的增強(qiáng)的路線圖可視化的系統(tǒng)和方法的需要。
[0009]本發(fā)明的目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。另外的示范性實(shí)施例根據(jù)從屬權(quán)利要求和以下描述中是顯而易見的。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于血管內(nèi)介入的自動(dòng)路線圖的成像系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括X射線成像設(shè)備，所述X射線成像設(shè)備用于采集X射線圖像和計(jì)算單元。所述X射線成像設(shè)備適于，當(dāng)沒有對(duì)比劑被注入脈管時(shí)，用存在于脈管中的介入設(shè)備采集第一 X射線圖像。此外，X射線成像設(shè)備適于，當(dāng)對(duì)比劑被注入脈管時(shí)，用存在于脈管中的介入設(shè)備采集第二 X射線圖像。計(jì)算單元適于通過從第二 X射線圖像減去第一 X射線圖像來創(chuàng)建路線圖圖像。此外，計(jì)算單元適于自動(dòng)地使在路線圖圖像中的介入設(shè)備的可見性最小化。
[0011]換言之，本發(fā)明的概念可以被視為在提供在掩膜圖像生成期間明確地去除設(shè)備足跡的路線圖并且可能地還提供路線圖的可視化。這允許在采集的圖像中具有對(duì)象的一些運(yùn)動(dòng)時(shí)，獲得可使用的路線圖。在第一途徑中，為了增強(qiáng)路線圖圖像的質(zhì)量，在血管造影圖或主動(dòng)脈造影圖的注入和無注入幀中可以自動(dòng)檢測(cè)介入設(shè)備的足跡。隨后，在生成路線圖圖像之前，在每幀中可以描繪介入設(shè)備。在第二途徑中，在從彼此減去注入和無注入幀之后，通過對(duì)路線圖圖像進(jìn)行過濾和飽和可以去除介入設(shè)備。在兩個(gè)途徑中，結(jié)果路線圖圖像不再包含介入設(shè)備的足跡，使得處置區(qū)是最佳可見的。
[0012]由此，所述系統(tǒng)有利地允許用于提供示出解剖結(jié)構(gòu)(即脈管)的無設(shè)備路線圖圖像。該路線圖可以，例如被疊加在實(shí)況熒光檢查圖像上而不擋住感興趣的區(qū)域的可視化。
[0013]例如，所述系統(tǒng)和方法可以由例如在導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)室中的成像系統(tǒng)結(jié)合動(dòng)脈瘤處置、心臟瓣膜置換術(shù)和支架植入采用。具體地，其能夠用于腹主動(dòng)脈動(dòng)脈瘤(AAA)的處置的腹部介入。例如在圖像中可見的介入設(shè)備可以是具有球囊的線或?qū)Ч芎?或支架或支架移植。其中，所述系統(tǒng)以及方法提供路線圖，即示出解剖沒有介入設(shè)備的幀或幀序列，其可以幫助協(xié)助醫(yī)師。
[0014]例如第一和第二X射線圖像可以是血管造影序列的不同幀或圖像。兩個(gè)X射線圖像示出了在脈管中的介入設(shè)備。然而，在第一 X射線圖像中，沒有對(duì)比劑存在于感興趣的區(qū)域，即在圖像中示出的區(qū)。在第二X射線圖像中，存在對(duì)比劑。此外，可以從多個(gè)第二X射線圖像減去第一X射線圖像。多個(gè)第二X射線圖像可以表示沿著時(shí)間軸的血管造影，其中，時(shí)間t指的是具體時(shí)間和圖像。
[0015]通過X射線成像設(shè)備采集第一和第二X射線圖像可以指示從數(shù)據(jù)庫或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器檢索圖像。備選地，采集可以包括檢測(cè)圖像。
[0016]其中，從第二X射線圖像減去第一X射線圖像發(fā)生在X射線吸收域中。例如，相減可以包括形成差。此外，相減可以包括將對(duì)數(shù)函數(shù)應(yīng)用到圖像像素值，形成第一和第二X射線圖像的像素值的差，并且將指數(shù)函數(shù)應(yīng)用到結(jié)果。通過對(duì)圖像進(jìn)行相減，從相減結(jié)果中去除背景結(jié)構(gòu)，例如骨骼。
[0017]此外，自動(dòng)地使在路線圖圖像中的介入設(shè)備的可見性最小化可以指示去除或消滅在相減結(jié)果中的介入設(shè)備。自動(dòng)地，可以指示介入設(shè)備的可見性的最小化發(fā)生，沒必要與用戶交互。
[0018]例如，計(jì)算設(shè)備可以是具有存儲(chǔ)器單元的處理器。其中，計(jì)算單元可以包括，例如存儲(chǔ)在計(jì)算單元并且由計(jì)算單元執(zhí)行的算法，用于生成路線圖圖像，并且最小化介入設(shè)備的可見性。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，X射線成像設(shè)備適于用被插入脈管的介入設(shè)備采集至少一個(gè)當(dāng)前，即實(shí)況熒光檢查圖像。計(jì)算單元適于通過將路線圖圖像與至少一個(gè)當(dāng)前熒光檢查圖像組合來生成第一復(fù)合圖像。其中，組合可以包括疊加或添加圖像。X射線成像設(shè)備的采集幾何結(jié)構(gòu)在血管造影術(shù)期間和在實(shí)況熒光檢查期間可以是相同的。第一復(fù)合圖像可以表示或在顯示器上可視化與脈管的解剖疊加的時(shí)間t的當(dāng)前熒光檢查圖像。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一示范性實(shí)施例，X射線成像設(shè)備適于用存在于脈管中的介入設(shè)備來采集參考熒光檢查圖像。例如，參考熒光檢查圖像可以是熒光檢查序列的第一幀。計(jì)算單元適于自動(dòng)地使在參考熒光檢查圖像中的介入設(shè)備的可見性最小化。此外，計(jì)算單元適于通過從當(dāng)前熒光檢查圖像減去參考熒光檢查圖像來創(chuàng)建增強(qiáng)的當(dāng)前熒光檢查圖像。增強(qiáng)的當(dāng)前熒光檢查圖像，即相減結(jié)果可以表示在時(shí)間t的介入設(shè)備，可能地沒有環(huán)境和/或背景。此外，計(jì)算單元適于通過將路線圖圖像與增強(qiáng)的當(dāng)前熒光檢查圖像結(jié)合來生成第二復(fù)合圖像。第二復(fù)合圖像可以表示或在顯示器上可視化與脈管的解剖疊加在時(shí)間t的設(shè)備。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的又一示范性實(shí)施例，系統(tǒng)還包括顯示單元，所述顯示單元適于顯示增強(qiáng)的當(dāng)前熒光檢查圖像、第一復(fù)合圖像和/或第二復(fù)合圖像。顯示單元可以包括一個(gè)或若干屏幕?？梢酝瑫r(shí)地示出提到的圖像。備選地，在顯示單元上可視化以下圖像中的一個(gè):增強(qiáng)的當(dāng)前熒光檢查圖像、第一復(fù)合圖像和第二復(fù)合圖像。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一示范性實(shí)施例，自動(dòng)地使介入設(shè)備的可見性最小化包括由計(jì)算單元在第一 X射線圖像中、在第二 X射線圖像中和/或在參考熒光檢查圖像中對(duì)介入設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)。此外，自動(dòng)地使介入設(shè)備的可見性最小化還包括對(duì)檢測(cè)到的介入設(shè)備的圖像修補(bǔ)(in-painting)。其中，圖像修補(bǔ)可以表示使介入設(shè)備的區(qū)適應(yīng)于環(huán)境。此外，圖像修補(bǔ)可以表示將介入設(shè)備的著色或填充與圍繞介入設(shè)備的背景的顏色匹配。圖像修補(bǔ)也可以表示設(shè)備吸收的建模、來自在設(shè)備的足跡上的像素值的觀察的模型實(shí)例的估計(jì)，和來自圖像的該模型實(shí)例的相減，由此恢復(fù)在設(shè)備下面的背景。比如，在導(dǎo)管或引線的情況下，模型可以是恒定吸收的細(xì)長管。通過設(shè)備自動(dòng)探測(cè)器輸出管足跡，并且吸收值被計(jì)算作為這樣的值，一旦從設(shè)備足跡的像素的值中減去，確保在足跡的周圍像素和在足跡上的像素之間的最佳結(jié)果背景連續(xù)性。代替恒定值，細(xì)長設(shè)備吸收也可以被建模為橫截面吸收曲線，其可以用類似的技術(shù)進(jìn)行估計(jì)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的又一示范性實(shí)施例，介入設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)基于在第一X射線圖像中、在第二 X射線圖像中和/或在參考熒光檢查圖像中的介入設(shè)備的對(duì)比值。備選地或額外地，介入設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)基于在第一X射線圖像中、在第二X射線圖像中和/或在參考熒光檢查圖像中的介入設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)。具體地，幾何結(jié)構(gòu)可以是細(xì)長對(duì)象。備選地或額外地，介入設(shè)備的自動(dòng)