组合显示血管造影片与当前X射线图像的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种组合显示诸如导管的对象（８）的当前（Ｘ射线）图像（Ａ）和血管系统的地图图像（Ｂ）的设备和方法。就此而论，对存储在存储器（６）中的地图图像（Ｂ），依靠距离变换（Ａ）计算有关的距离图像（Ｄ）。将对象（８）在当前图像（Ａ）中分段（∑）。然后依靠距离图像（Ｄ）计算地图图像（Ｂ）的变换，从而，当当前图像（Ａ）和变换的地图图像（Θ（Ｂ））在监视器（１０）上重叠时，对象（８）的图像位于变换的地图图像的路径网络中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种组合显示对象的当前图像与路径网络的地像(map image)的设备和方法，该对象位于路径网络中，例如特别是在患者的血管系统中。例如，当操纵导管通过患者的血管系统时，进行对象的当前图像与对象周围的地像的结合。因此，将在后面借助心脏导管检查的例子阐释潜在的问题，虽然本专利技术不限于这个应用领域。在通常用于心脏治疗的系统的情况中，静态血管造影片和当前正被记录的荧光检查图像显示在并列的两个不同的监视器上。在此血管造影片是血管系统的图示，其中通过例如使用造影剂使血管突出显示。在这些系统的情况下，留给执行治疗的医生的任务是将对象的位置，例如在当前图像上可识别的导管或导线，与血管系统的地像关联，也就是说，在医生的头脑中将并列显示的两个监视器图像叠加。关于这一点，从JP-A-2002-237996中获知了一种设备，在该设备中当前的荧光检查图像和静态血管地图被重叠在相同的监视器上。这种重叠的难点在于，由于患者的全身移动以及他的心跳和呼吸，当前图像中器官的位置和形态不断改变，从而某种程度上在重叠图像之间存在相当大的几何学和解剖学差异。为了改善这个问题，可以通过心电图(ECG)和/或所测定的呼吸阶段，按次序使用包含心动和/或呼吸周期的不同阶段的静态血管地图的数据库，以便将最匹配当前荧光检查图像的静态血管地图(取自相同或相似的心动或呼吸周期)分配给该当前荧光检查图像。即使使用这种先进的方法，重叠图像之间的几何差异也仍然存在，所述的几何差异能够严重损害影像，并因此降低重叠的有效性。而且，对于不经历周期性自发运动的身体部分(例如，头部、四肢)，如果在不同的时间进行地图记录和介入过程的成像，重叠的质量也很差，这是由于在记录之间的患者移动基本上是不可避免的，甚至图像几何形状的再现被机械地限制。原则上可以通过转换实现当前记录和地像重合的改进，所述的转换使共有图像内容配准。然而，这种在文献中被称为多模态配准的方法不能作为规则应用于上述情况中，这是由于路径网络的地像和路径网络中对象的当前记录没有相关的共有图像内容。特别是，路径网络中的对象(例如，导管、导线)在形态上和外形上均不相似于路径网络本身(填充造影剂的血管)。在这个背景下，本专利技术的目的在于提供改进的实时组合显示对象的当前图像和该对象位于其中的路径网络的地像的装置。该目的通过具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求11的特征的方法实现。有利的实施例包含在从属权利要求中。根据本专利技术的设备用于组合显示位于路径网络中的对象的图像和(尤其形态变化的)路径网络的地像。首先提到的图像在下文中被称为“当前图像”，不存在将其与特定时期相关的限制。也不存在任何关于当前图像和地像维数的基本限制(一维，二维，三维，四维，...)。对象可以是例如导管或导管上的介入设备(导线、斯滕特固定模、球囊)，路径网络对应地可以为患者的血管系统。然而，或者，对象可以是例如位于患者的胃肠道的胶囊，或者也可以包括非医学应用。典型的特征在于对象能够仅沿着路径网络允许的路径移动。地像优选以高亮形式显示路径网络。例如，地像可以是已经由患者的血管系统制备的血管造影片，该患者已经被配给造影剂。该设备包括数据处理系统，该系统被配置成执行下面的步骤通过合适的分段在地像中识别路径网络。所述分段在此以传统方式理解，意思是将像素分配为不同类别或对象。在目前的情况下，分段能够特别为地像的每个像素确定其是否属于路径网络。分段可以完全自动实现，或可替换地在需要时半自动地实现，也就是说通过交互式用户介入实现。根据上述分段结果计算辅助信息并将其存档在数据处理系统的存储器中，根据该辅助信息，对于对象在图像中的每个可能的位置，都可以实时确定将对象和路径网络配准的变换。对象的什么位置是“可能的”将主要取决于潜在的应用；在极端情况下，可以认为图像区域上的所有可能的位置均合适。经由步骤d)中使用的方法，在辅助信息中预先确定能够尽快地为对象在图像中可能的位置发现路径网络中最近的看似可能的位置所需的信息。辅助信息可以特别是路径网络的区域的(辅助)图像的形式。对于对象的给定位置，随后在辅助图像的对应点可能直接去除实时确定变换所需要的信息。从当前图像将位于路径网络中的相关对象分段。对象位于路径网络中的事实通常不是从当前图像显现，而是基于潜在应用的基本条件。使用步骤b)中的辅助信息，确定地像和当前图像的变换，从而当变换后的地像和变换后的当前图像重叠时，对象的图像位于变换后的地像的路径网络中。通常用等同定义所述的变换之一，例如当前图像的变换，从而仅地像受到“真实(real)”变换。顺便提及，变换可以是任何类型的，也就是说特别是线性或非线性的。特别是，可以包括平移、旋转和/或缩放。使用所描述的设备，基于诸如例如导管这样的对象，可能实现当前图像和地像的重叠的调整，利用了被观察对象必须总是位于路径网络中的限制。因此将重叠的图像以这样的方式变换在地像上显示的路径网络位于显示在当前图像上的对象之上。这样，实现基于图像内容(血管、导管等)的配准，并可以避免当感兴趣对象不位于或不准确位于路径网络中时特别令使用者厌烦的失配。而且，对所述设备重要的是预先为所用的地像计算各自的辅助信息，辅助信息含有与路径网络有关的信息并且将该信息延伸到例如整个图像区域上，从而在后面的介入期间可以立即检索到。这最终使重叠能够实时执行，这是将所述设备的临床有效性最大化的必要前提。如上所述，辅助信息特别可以包括一个或多个路径网络的区域的图像。在这点上，辅助信息优选包括与路径网络有关的距离图像，该距离图像通过距离变换从特定地像获得。距离变换是从数字图像处理已知的运算(参见Jhne，Digitale Bildverarbeitung，5thedition，Chapter 18，Springer Verlag Berlin Heidelberg，2002)。在此，距离图像的像素能够特别含有关于特定分段对象在那点的什么方向和/或什么距离存在的信息。该距离图像尤其适合所需变换的快速确定，这是由于它隐含有每个像素移动到路径网络中需要的量值。在重要的应用情况下，其中预先已知地像，可以预先计算相关的距离图像并将其储存在存储器中。稍后，这使变换的计算能够在正进行介入期间实时进行。根据设备的优选实施例，数据处理系统被配置成执行下面单独的步骤b1)确定对象的图像在当前图像中的位置。例如，通过分段，可以在荧光检查X射线图像中确定导管或更确切说其尖端的位置。除了单独的点，分段结果也可以包含整个对象，该对象在重叠视图中被假定尽可能远地位于路径网络中(在快速、刚性变换情况中，尤其是在生物学路径网络的情况中并不总能够实现完全匹配)；c1)确定以最可能的方式使距离图像中的位置转移到路径网络中的最短位移，所述距离图像中的位置对应上述的对象图像在当前图像中的位置。换句话说，首先确定产生了对象图像在距离图像中的相应位置，这在当前图像中的位置被“一一对应”地转移或者符合从记录参数已知的当前图像和地像之间的几何关系时发生。通常，该对应的位置将完全或部分位于路径网络外，这是由于诸如血管系统的路径网络不断经历移动或变形，并因此通常不会以相同形状存在于地像和当前图像上相同点。c2)识别地像的和/或包括上述位移的当前图像的变换。这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合显示位于路径网络（９）中的对象（８）的当前图像（Ａ）与路径网络（９）的地图图像（Ｂ）的设备，该设备含有以如下方式配置的数据处理系统（５）ａ）在地图图像（Ｂ）中通过分段识别路径网络；ｂ）根据分段结果计算辅助信息（Ｄ）并 将其储存在数据处理系统的存储器中，根据所述辅助信息可以为对象在图像中的每个可能的位置实时确定将对象和路径网络配准的变换（Ｑ）；ｃ）从当前图像（Ａ）将位于路径网络（９）中的相关对象（８）分段；ｄ）使用辅助信息（Ｄ）确定地图图像 （Ｂ）的和当前图像（Ａ）的变换（Ｑ），从而，当变换的地图图像（Ｑ（Ｂ））重叠在变换的当前图像（Ａ）上时，对象（８）的图像位于变换的地图图像的路径网络中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J布雷诺，K埃克，B马丁梁，PMJ龙根，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]