提供血管畸形的血流参数组制造技术

本发明专利技术涉及一种用于提供血管畸形的血流参数组的计算机实现的方法，包括：a)接收时间分辨的图像数据，其中图像数据映射检查对象的血管部段中的时间变化，其中血管部段具有血管畸形；b)根据图像数据重建血管部段的时间分辨的图像；c)在血管部段的图像中分割血管畸形；d1)和d2)基于血管部段的图像识别血管畸形处的馈送血管和流出血管；e1)和e2)分别确定馈送血管和流出血管的平均血流速度参数和血管横截面参数；f1)和f2)基于平均血流速度参数和血管横截面参数确定并提供血管畸形的血流参数组。本发明专利技术还涉及一种用于提供经训练的函数的计算机实现的方法、提供单元、训练单元、医学成像设备、计算机程序产品和计算机可读的存储介质。

【技术实现步骤摘要】
提供血管畸形的血流参数组
本专利技术涉及一种用于提供血管畸形的血流参数组的计算机实现的方、一种用于提供经训练的函数的计算机实现的方法、一种提供单元、一种训练单元、一种医学成像设备、一种计算机程序产品和一种计算机可读的存储介质。
技术介绍
为了诊断和/或治疗作为血管病变形式的血管畸形，通常需要详细了解与血管畸形相邻的所有血管。通常，血管畸形将尤其是具有高压力的动脉血管系统与尤其是具有低压力的静脉血管系统连接在一起。因此，对于良好的治疗成功而言，通常至关重要的是，尽可能好地确定至少在血管畸形与相邻的动脉血管和静脉血管的交接处的压力比。错误估计该压力比可能会导致破裂和/或出血。因此，通过基于光流原理将3D数字旋转血管造影(3Ddigitalrotationalangiography，3DRA)与2D数字减影血管造影(2Ddigitalsubtractionangiography，2DDSA)的图像数据组合，通常可以将动脉瘤中的血流估计为血管畸形的表现。然而，这种方法的缺点在于，这种血流估计的方式由于动静脉畸形(AVM)的复杂的几何形状仅有限地适用。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题是，可以特别可靠地基于成像地确定血管畸形的血流参数组。根据本专利技术，上述技术问题通过本专利技术的相应对象来解决。具有有利扩展的有利的实施方式也是本专利技术的内容。下面既关于用于提供血管畸形的血流参数组的方法和设备，也关于用于提供经训练的函数的方法和设备来描述根据本专利技术的上述技术问题的解决方案。在此，可以将用于提供血管畸形的血流参数组的方法和设备中的数据结构和/或功能的特征、优点和替换的实施方式转用到用于提供经训练的函数的方法和设备中的类似的数据结构和/或功能。在此，类似的数据结构尤其可以通过使用前缀“训练”来表征。此外，特别地，在用于提供血管畸形的血流参数组的方法和设备中使用的经训练的函数可能已经由用于提供经训练的函数的方法和设备调整和/或提供。在第一方面，本专利技术涉及一种用于提供血管畸形的血流参数组的计算机实现的方法，其包括多个步骤。在此，在第一步骤a)中，接收时间分辨的图像数据，其中图像数据映射检查对象的血管部段中的时间变化。在此，血管部段具有血管畸形。在第二步骤b)中，根据图像数据重建血管部段的时间分辨的图像。在第三步骤c)中，在血管部段的图像中分割血管畸形。之后，在步骤d1)中，基于血管部段的图像在血管畸形处识别至少一个馈送血管。此外，在步骤d2)中，基于血管部段的图像在血管畸形处识别至少一个流出血管。在另外的步骤e1)中，针对至少一个馈送血管和至少一个流出血管分别确定平均血流速度参数。此外，在步骤e2)中，针对至少一个馈送血管和至少一个流出血管分别确定血管横截面参数。在此，步骤c)、d1)和/或d2)可以以相互之间的任意顺序实施和/或同时实施。同样地，有利地可以依次和/或同时实施步骤e1)和e2)。在步骤f1)中，还基于平均血流速度参数和血管横截面参数来确定血管畸形的血流参数组。在另外的步骤g)中，提供血流参数组。在步骤a)中接收时间分辨的图像数据尤其可以包括采集和/或读取计算机可读的数据存储器和/或从数据存储单元、例如数据库中接收。此外，时间分辨的图像数据可以由医学成像设备的提供单元来提供。此外，时间分辨的图像数据可以具有多个图像点、尤其是像素和/或体素。有利地，时间分辨的图像数据至少部分地映射检查对象的共同的血管部段。在此，时间分辨的图像数据有利地可以具有按时间顺序记录的血管部段的二维和/或三维图像。在此，图像数据例如可以包括二维投影X射线图像和/或三维计算机断层成像数据。有利地，可以相对于检查对象的血管部段从不同的投影方向、特别是角度来记录图像数据。此外，图像数据可以具有元数据，其中，元数据例如可以包括关于医学成像设备的记录参数和/或运行参数的信息。此外，图像数据可以映射时间变化、特别是造影剂在检查对象的血管部段中的扩散运动和/或流动运动，和/或医学对象(例如导丝和/或导管和/或内窥镜和/或腹腔镜)在检查对象的血管部段中的运动。在此，检查对象例如可以是人类患者和/或动物患者。有利地，血管部段具有血管畸形。在此，血管畸形例如作为血管病变、特别是动静脉畸形(AVM)形成。此外，血管畸形可能具有病灶。在此，血管部段还具有至少一个馈送血管，其中馈送血管具有朝向血管畸形地定向的血流。此外，血管部段可以具有至少一个流出血管，其中流出血管具有远离血管畸形地定向的血流。在步骤b)中，对血管部段的时间分辨的图像的重建例如可以包括Radon变换和/或傅立叶变换和/或图像数据的特别是乘法的反投影。有利地，血管部段的时间分辨的图像可以包括多个三维图像数据组，并且分别包括相关的时间信息。在此，有利地可以根据二维和/或三维图像数据重建多个三维图像数据组。此外，多个三维图像数据组分别可以具有多个图像点，其中时间信息分别与图像点的至少一部分相关联。在此，时间信息例如可以描述记录时间点，在该记录时间点记录了与相应的图像点相对应的图像数据。为此，重建有利地可以附加地基于时间分辨的图像数据的元数据。在步骤c)中，例如可以基于人工智能和/或通过尤其手动和/或半自动的注释和/或基于图像值进行对血管部段的图像中的血管畸形的分割。在此，例如可以根据血管部段的图像中的形状来识别和分割血管畸形。此外，还可以基于血管部段的图像的图像值与预定阈值的比较来分割血管畸形。特别地，可以基于图像对比度信息来进行对血管畸形的分割。有利地，通过对血管部段的图像中的血管畸形的分割可以识别和分割与血管畸形的图像相对应的图像点。特别地，可以注释和/或标记和/或掩模与血管畸形的图像相对应的图像点。在步骤d1)中对血管畸形处的至少一个馈送血管的识别，和/或在步骤d2)中对血管畸形处的至少一个流出血管的识别可以包括对血管部段的图像中的如下图像点的注释和/或标记和/或定位：所述图像点与血管畸形处的至少一个馈送血管的图像和/或与血管畸形处的至少一个流出血管的图像相对应。在此，可以识别出至少一个馈送血管或流出血管，馈送血管或流出血管具有朝向血管畸形或远离血管畸形的血流和/或造影剂流。在此，至少一个馈送血管或流出血管有利地可以与血管畸形相邻，使得至少一个馈送血管或流出血管具有与血管畸形共同的横截面。特别地，可以根据关于血管部段的图像的每个三维图像数据组的时间信息来识别至少一个馈送血管或流出血管。在此，可以对血管部段的图像中的图像值的时间变化和/或空间变化进行分析以识别血管畸形处的至少一个馈送血管或流出血管。此外，可以为至少一个馈送血管或流出血管分别确定中心线，其中可以确定沿着相应中心线的图像值的时间变化的空间方向。在此，基于图像值的时间变化的方向可以将血管畸形处的相应血管识别为至少一个馈送血管或至少一个流出血管。在此，至少一个馈送血管可以具有朝向血管畸形的血流和/或造影剂流。此外，至少一个流出血管可以具有远离血管畸形的血流和/或造影剂流。在步骤e1)中，可以分别针对至少一个馈送血管和至少一个流出血管确定平均血流速度参数。在此，平均血流速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供(PROV-BFP)血管畸形(MF)的血流参数组(BFP)的计算机实现的方法，包括以下步骤：/na)接收(REC-BD)时间分辨的图像数据(BD)，/n其中，所述图像数据(BD)映射检查对象(31)的血管部段(VS)中的时间变化，/n其中，所述血管部段(VS)具有血管畸形(MF)，/nb)根据图像数据(BD)重建(PROC-ABB)血管部段(VS)的时间分辨的图像(ABB)，/nc)在血管部段(VS)的图像(ABB)中分割(SEG-MF)血管畸形(MF)，/nd1)基于血管部段(VS)的图像(ABB)识别(ID-FV)血管畸形(MF)处的至少一个馈送血管(FV)，/nd2)基于血管部段(VS)的图像(ABB)识别(ID-DV)血管畸形(MF)处的至少一个流出血管(DV)，/ne1)分别确定(DET-AV)至少一个馈送血管的平均血流速度参数(AV-FV)和至少一个流出血管的平均血流速度参数(AV-DV)，/ne2)分别确定(DET-VCSA)至少一个馈送血管的血管横截面参数(VCSA-FV)和至少一个流出血管的血管横截面参数(VCSA-DV)，/nf1)基于平均血流速度参数(AV-FV，AV-DV)和血管横截面参数(VCSA-FV，VCSA-DV)确定(DET-BFP)血管畸形(MF)的血流参数组(BFP)，/ng)提供(PROV-BFP)所述血流参数组(BFP)。/n...

【技术特征摘要】
20200122 DE 102020200750.01.一种用于提供(PROV-BFP)血管畸形(MF)的血流参数组(BFP)的计算机实现的方法，包括以下步骤：
a)接收(REC-BD)时间分辨的图像数据(BD)，
其中，所述图像数据(BD)映射检查对象(31)的血管部段(VS)中的时间变化，
其中，所述血管部段(VS)具有血管畸形(MF)，
b)根据图像数据(BD)重建(PROC-ABB)血管部段(VS)的时间分辨的图像(ABB)，
c)在血管部段(VS)的图像(ABB)中分割(SEG-MF)血管畸形(MF)，
d1)基于血管部段(VS)的图像(ABB)识别(ID-FV)血管畸形(MF)处的至少一个馈送血管(FV)，
d2)基于血管部段(VS)的图像(ABB)识别(ID-DV)血管畸形(MF)处的至少一个流出血管(DV)，
e1)分别确定(DET-AV)至少一个馈送血管的平均血流速度参数(AV-FV)和至少一个流出血管的平均血流速度参数(AV-DV)，
e2)分别确定(DET-VCSA)至少一个馈送血管的血管横截面参数(VCSA-FV)和至少一个流出血管的血管横截面参数(VCSA-DV)，
f1)基于平均血流速度参数(AV-FV，AV-DV)和血管横截面参数(VCSA-FV，VCSA-DV)确定(DET-BFP)血管畸形(MF)的血流参数组(BFP)，
g)提供(PROV-BFP)所述血流参数组(BFP)。


2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，
其中，所述血流参数组(BFP)包括与至少一个馈送血管(FV)相对应的至少一个第一血流参数，
其中，所述血流参数组包括与至少一个流出血管(DV)相对应的至少一个第二血流参数，
其中，所述计算机实现的方法还包括步骤f2)，
其中，在步骤f2)中，将至少一个第一血流参数的总和与至少一个第二血流参数的总和进行比较(COMP-BFP)，
其中，从步骤d1)开始，从总和之间的预定差异开始重复执行所述计算机实现的方法。


3.根据权利要求1或2所述的计算机实现的方法，还包括：
c2)基于分割的血管畸形(MF)通过匹配体积网格模型来确定(DET-VM)血管部段模型(VM)，
e3)基于血管部段模型(VM)确定(DET-PP1)血管畸形(MF)的孔隙度参数(PP1)，
e4)基于血管部段模型(VM)确定(DET-PP2)血管畸形(MF)的渗透性参数(PP2)，
其中，在步骤f1)中，基于孔隙度参数(PP1)、渗透性参数(PP2)、平均血流速度参数(AV-FV，AV-DV)和血管横截面参数(VCSA-FV，VCSA-DV)来确定至少一个馈送血管(FV)与至少一个流出血管(DV)之间的压力比(PR)。


4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其特征在于，通过将经训练的函数(TF-PR)应用到输入数据来执行步骤f1)，其中，所述输入数据基于孔隙度参数(PP1)、渗透性参数(PP2)、平均血流速度参数(AV-FV，AV-DV)和血管横截面参数(VCSA-FV，VCSA-DV)，
其中，经训练的函数(TF-PR)的至少一个参数基于训练压力比(TPR)与比较压力比(CPR)之间的比较。


5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其特征在于，在步骤f1)中还确定三维压力分布。


6.根据上述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述图像数据(BD)映射血管部段(MF)中的造影剂团剂，
其中步骤e1)基于由造影剂团剂引起的血管部段(VS)的图像(ABB)中的时间上的强度变化。


7.根据权利要求3至5中任一项和权利要求6所述的计算机实现的方法，其中，在步骤e3)中，基于血管畸形的体积(VOL-MF)与血管畸形(MF)内的造影剂团剂的体积(VOL-CM)之间的比来确定(DET-PP1)孔隙度参数(PP1)。


8.根据权利要求6或7所述的计算机实现的方法，其特征在于，所述血管部段(VS)的图像(ABB)具有多个体素，
其中，在步骤b)中，重建(PROC-ABB)分别将体素与团剂到达时间相关联，在所述体素中映射至少一个馈送血管(FV)和/或至少一个流出...

【专利技术属性】
技术研发人员：A伯克霍德，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE