本发明专利技术描述了一种用于绘制并显示血管的３Ｄ管状结构（１）的曲面重组（ＣＰＲ）视图（７’）的方法，其中，将曲面重组视图（７’）的观察方向耦合至要被可视化的３Ｄ管状结构的被绘制体素体积的分段表示或者原始表示上的观察角，或者耦合至３Ｄ旋转血管造影设备的Ｃ臂系统（６）的Ｃ臂的几何结构。因此，所提出的方法能够对Ｘ射线图像进行测量而不会遭受空间缩短并且不需要进行校准。其中，所述耦合可以双向地执行。根据所提出的方法的第一方面，其意味着前述曲面重组视图（７’）的观察方向跟随要被可视化的３Ｄ管状结构的被绘制体素体积的分段表示或者原始表示上的观察角，反之亦然。根据所提出的方法的另一方面，其意味着根据３Ｄ旋转血管造影设备的Ｃ臂系统（６）的由所述Ｃ臂的侧倾角（θｘ）、俯仰角（θｙ）和偏航角（θｚ）给出的Ｃ臂几何结构来设置曲面重组视图（７’）的观察方向，反之亦然。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述了一种用于绘制并显示血管的3D管状结构的曲面重组(CPR)视图的 方法，其中，将曲面重组视图的观察方向耦合至要被可视化的3D管状结构的被绘制体素体 积的分段表示或者原始表示上的观察角和/或耦合至3D旋转血管造影设备的C臂系统的C 臂几何结构。因此，所提出的方法能够在X射线图像进行测量而不会发生空间縮短且无需 进行校准。
技术介绍
借助于计算机断层摄影(CT)和磁共振成像(MRI)对脉管系统进行无创成像已经 被广为接受用来替代有创的动脉内血管造影。CT和MRI这二者提供高分辨率的体积数据 集，从而能够使用这些体积数据集对于待检查患者身体内部的解剖对象(内部器官、骨骼 和关节、血管等)和病理结构进行可视化。然而，这些数据可能包含很多对于诊断而言不很 感兴趣、甚至根本不感兴趣的对象。这使得在没有进行预处理情况下通常很难、甚至根本不 可能进行临床相关的体积绘制-即，最大强度投影(MIP)、射线投射、表面阴影显示(SSD)。 对诸如血管的3D管状结构的可视化是基于CT和MRI的医学成像方面的重要课 题。为了诊断目的而显示这种3D管状结构的一种方式是生成纵向截面，以便在可视化曲面 中显示其管腔、壁和周围组织。该过程被称作曲面重组(CPR)。曲面重组(还被称作为"曲 面重建")是在这种可视化曲面上对3D管状结构的纵向截面的图形可视化。曲面重组的目 标是要在单幅图像内沿管状结构的整个长度来对其进行图形显示和目视检查而不会发生 空间縮短。为此，需要获得关于管状结构、特别是3D对象的中心线的先验信息。 具体而言，曲面重组(CPR)是一种可视化小直径的脉管结构的方式。由此，使用诸 如血管的中心线(下文中，也称作为"中心轴")的高级信息来对之前已经通过CT或MR血管 造影获取的图像数据进行重新取样并可视化。不失一般性，假设血管的中心线为子体素分 辨率下的点序列。 一般而言，中心线的空间位置和形状确定出可视化3D空间的哪部分。使 用该技术，在单幅图像中显示血管的全部长度。然后，医师能够研究脉管的异常情况(即， 溃疡性狭窄、闭塞、动脉瘤和管壁钙化)。当前的CPR技术允许沿着贯穿脉管中心轴的纵截 面研究血管的管腔。倘若该平面并不涉及脉管异常，因此在所生成的图像中并未显现脉管 异常，则可以围绕中心轴旋转该经重新取样的平面。这样得到将由放射师解释的一组图像。 或者，能够使用厚的曲面多平面重组(CMPR)。 在如今的计算机断层摄影血管造影中的另一方面是使用CPR显示技术进行树状 脉管结构的有效可视化。基于血管段的投影组合的多路径CPR计数提供对患者的脉管解剖 结构的空间连贯的显示。然而，由此，根据各自选定的交叉平面，动脉中的一部分可能被其 他动脉所叠加。为了对整个脉管树的详细检查，不得不对贯穿脉管中心轴的不同截面进行 重新取样。6 进行CPR可视化的必要条件是恰当估计脉管中心线。最近的诸如多探测器阵 列CT的CT技术提供高分辨率的体积数据集。由于这些数据集容量大(其一般包括多达 1900幅例如腹部和整个腿部的横截面图像)，因此不再能够选择手动定义血管中心线。在 这种情况下，已经开发出若干种在可靠性、执行速度和精确度方面具有不同特性的算法。 在由B. Avants禾口 J. Wil-liams发表的题为"An Adaptive Minimal Path Generation Technique for VesselTracking in CTA/CE-MRA Volume Images"(发表于MICCAI 2001， 第707-716页，2000年)的文章中，介绍了由两个部分组成的脉管跟踪方法。由此，基于用 户定义的种子点通过应用程函(eikonal)偏微分方程计算表面膨胀。计算这些区域的最 小代价路径。然后，由该路径生成截面面积/半径分布。由S. He等人在其题为"Medial Axis Reformation :A NewVisualization Method for CT Angiography，，(发表于Academic Radiology 8，第726-733页，2001年)的文章中，提出了基于二维区域生长算法、随后使用 最短路径算法的路径提取方法。其中，其描述了通过使用多尺度医学响应精确限定所得的 路径。在称作轴"中心轴重组"的半自动方法中脉管树要进行平坦化。正如P.Felkel等 人在题为"Surface Reconstruction Of TheBranching Vessels For Augmented Reality Aided Surgery"(发表于BIOSIGNAL 2002，第252-254页，2002年6月)的文章中所公开 的，通过使用低复杂性的多边形网格来生成抽象的脉管模型，其允许对要被可视化的图像 数据进行快速绘制。在A.Kanitsar等人的题为"CPR-Curved PlanarReformation"(发表 于IEEE Visualization 2002，第37-44页，ACM， 2002年10月)的文章中，描述了三种用于 CPR生成的方法投影CPR、延展CPR和拉直CPR。此外，提出了为克服CPR可视化的最相关 临床限制的三种CPR扩展厚CPR、旋转CPR和多路径CPR。多路径CPR提供了在一幅图像 内显示整个脉管树。虽然防止了对骨骼和动脉的叠加，但是另一方面却不能避免动脉自身 的交叉。 为了整合2D荧光透视和3D血管重建显示，能够应用3D路图， 一种最近研制出 的已经由Philips取得专利权的成像方法。该技术确保3D图像与系统配准并覆盖有实 时2D荧光透视图，从而提供可持续的路图。该技术的临床应用前景对于诸如实时导管导 航和监视线圈递送的应用尤其重要。3D路图有持久的生命力，改进了工作流程，并进一步 降低了造影剂和X射线的剂量。由此，能够解决与用户无法将来自X射线荧光透视图像 的2D信息与其在3D数据集中的相应位置相互联接在一起最相关的各种问题。与标准2D 数字路图技术的主要不同在于，新开发出的3D路图基于用二维荧光透视图像作为覆盖图 的旋转血管造影获取技术。将为了使之前获取的3D重建图像精确叠加在进行交互操作 的2D荧光透视图像上所需要的数据存储在3D工作站中并且构成校准数据集。实时地对 这两个数据集进行空间对准。因此，3D图像和2D荧光透视图像能够进行精确的叠加，而 不管C臂的位置和放大率是否有任何变化。所描述的路图方法的主要优点是，进行一次造 影剂注射就能够让C臂置于空间中的任意位置并且允许在X射线管和图像增强器之间的 距离发生改变以及图像放大率发生变化。在临床设置中，3D路图便于血管内神经导航并 且同时减少了手术操作的时间和降低了造影剂的使用。有关该课题的进一步信息，感兴趣 的读者可以参考M. S6derman、 D. Babic， R、 Homan禾口 T. Andersson的题为"3D Roadmap inNeuroangiography-Technique and Clinical Interest，，(发表于Neuroradiology,第 47巻第10期，第735-740页，2005年10月)的文章。7 下文中，为了更好的理解本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于绘制并显示３Ｄ管状结构（１）的曲面重组视图（７’）的方法，其中，将所述曲面重组视图（７’）的观察方向耦合至要被可视化的所述３Ｄ管状结构的被绘制体素体积的分段表示或原始表示上的观察角，或者耦合至３Ｄ旋转血管造影设备的Ｃ臂系统（６）的Ｃ臂几何结构。
【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：DSA鲁伊特斯，NH巴克，RJF霍曼，
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]
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