冠状血管和心肌灌注信息的动态可视化.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102123665 A (43)申请公布日 2011.07.13 CN 102123665 A *CN102123665A* (21)申请号 200980130993.1 (22)申请日 2009.08.06 08305475.9 2008.08.13 EP A61B 6/00(2006.01) (71)申请人 皇家飞利浦电子股份有限公司 地址 荷兰艾恩德霍芬 (72)发明人 AJC布鲁金斯 PMJ龙根 VA奥夫雷 O博纳富 R弗洛朗 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 王英 刘炳胜 (54) 发明名称 冠状血管和心肌灌注信息的动态可视。

2、化 (57) 摘要 描述了一种用于动态可视化冠状血管信息的 方法和适于实施这种方法的设备。在该方法的优 选实施例中， 在第一心脏阶段期间采集第一动态 心脏数据， 在第二心脏阶段期间采集第二动态心 脏数据。 然后， 在叠加的表示中连续可视化两个数 据集， 其中， 使对应于心脏周期内相同阶段的第一 心脏数据和第二心脏数据同时可视化。通过这种 方式， 例如， 可以立即将关于血管几何结构的信息 与关于肌肉充灌或灌注信息关联起来。此外， 可 以在高对比度和低噪声的表示中显示这一有用信 息。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.02.10 (86)PCT申请的申请数据 PCT/。

3、IB2009/053444 2009.08.06 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/018500 EN 2010.02.18 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 3 页 CN 102123674 A1/1 页 2 1. 一种用于动态可视化冠状血管信息的方法， 所述方法包括 ： 在第一心脏阶段期间采集第一动态心脏数据 ； 在第二心脏阶段期间采集第二动态心脏数据 ； 在叠加的表示中连续可视化所述第一心脏数据和所述第二心脏数据 ； 其中， 使对应于心脏周期内相同阶段的所述第一心脏数据和所述第二心脏数据。

4、同时可 视化。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述第一心脏阶段和所述第二心脏阶段是所述冠状血管信息的动脉阶段、 灌注 阶段和静脉阶段中的相应一个。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 还包括 确定所述第一心脏阶段和所述第二心脏阶段之间的转变点 ； 其中， 在所述转变点之前采集所述第一心脏数据 ； 并且 其中， 在所述转变点之后采集所述第二心脏数据。 4. 根据权利要求 2 到 3 中的一项所述的方法， 其中， 在所述第二心脏阶段期间开始在叠加的表示中连续可视化两种心脏数据的步 骤。 5. 根据权利要求 1 到 4 中的一项所述的方法， 其中， 所述第一心脏数据和所述第二心脏数。

5、据中的至少一种是基于外部信号采集的。 6. 根据权利要求 1 到 5 中的一项所述的方法， 其中， 在多个心脏周期期间采集动态心脏数据 ； 并且 其中， 从所采集的数据选择所述第一心脏数据和所述第二心脏数据。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 所述第一心脏数据和所述第二心脏数据中的至少一种是基于所采集的动态心脏 数据中包括的信息选择的。 8. 根据权利要求 6 和 7 中的一项所述的方法， 其中， 所述第一心脏数据对应于具有最佳冠状动脉可视性的整个心脏周期 ； 并且 其中， 所述第二心脏数据的选择基于所选定的第一心脏数据。 9. 根据权利要求 1 到 8 中的一项所述的方法， 还包。

6、括 在所述第一心脏阶段期间执行背景减除。 10. 根据权利要求 1 到 9 中的一项所述的方法， 还包括 在所述第二心脏阶段期间执行背景减除。 11. 根据权利要求 1 到 10 中的一项所述的方法， 还包括 计算所述第一心脏数据和所述第二心脏数据之间的空间对应性并对其进行补偿。 12. 一种用于采集和动态可视化冠状血管信息的设备， 其适于执行根据前述权利要求 中的一项所述的方法。 13.一种计算机程序单元， 当其在计算机上执行时， 适于执行根据权利要求1到11中的 一项所述的方法。 14. 一种计算机可读介质， 其具有根据权利要求 13 所述的计算机程序单元。 权 利 要 求 书 CN 10。

7、2123665 A CN 102123674 A1/9 页 3 冠状血管和心肌灌注信息的动态可视化 技术领域 0001 本发明涉及动态可视化冠状血管和心肌灌注信息的领域。具体而言， 本发明涉及 一种用于采集和动态可视化冠状血管信息的方法和设备。此外， 本发明还涉及当在计算机 上执行时适于执行这种方法的计算机程序单元以及在其上存储这种计算机程序单元的计 算机可读介质。 背景技术 0002 在心脏检查期间， 重要的是为医生提供准确的图像以便于流程进行。用于提供血 管管腔图像的一种完善的方法是血管造影术， 其中， 在注射造影剂(CA)之后， 例如在X射线 的帮助下采集一系列图像。 0003 有几种方。

8、法提供具有高图像质量的图像。 此类方法的范例是被称为数字减影血管 造影(DSA)的流程， 其中， 使用例如X射线采集第一掩蔽图像， 然后， 例如在向要观察的血管 中注射造影剂之后， 采集对比图像。 从对比图像减去掩蔽图像为观察者仅呈现相关信息， 即 血管的管腔， 产生对观察者而言更为有价值的图像。 0004 由于生物的心脏是活动物体， 所以单幅图像提供了心脏周期不同阶段期间器官的 快照。此外， 观察若干心脏周期内造影剂的传播能够提供血液循环 (CA 传播 ) 的不同阶段 的图像， 如冠状动脉阶段、 灌注阶段和静脉阶段。 0005 所采集的有用信息可能对比度低， 例如在灌注阶段期间， 图像可能是。

9、有噪声的， 并 且感兴趣区域可能随着心脏周期而快速活动。此外， 对于观看在检查期间采集的图像或图 像序列的医生而言， 可能难以将血液循环的不同冠状血管阶段期间采集的信息关联起来。 0006 可能需要用于动态可视化高质量图像， 尤其是包括冠状动脉信息的图像的改进的 方法或设备。 发明内容 0007 可以通过根据独立权利要求的主题满足这些需求。 在从属权利要求中描述了本发 明的有利实施例。 0008 根据本发明的第一方面， 提供了一种用于动态可视化冠状血管信息的方法， 该方 法包括 ： 在第一心脏阶段期间采集第一动态心脏数据 ； 在第二心脏阶段期间采集第二动态 心脏数据 ； 在叠加的表示中连续可视。

10、化第一心脏数据和第二心脏数据 ； 其中， 使对应于心 脏周期内的相同阶段的第一心脏数据和第二心脏数据同时可视化。 0009 换言之， 可以将本发明的第一方面视为基于如下构思 ： 将在一个心脏阶段期间收 集的图像序列信息叠加到在另一心脏阶段期间收集的图像序列上。 完成图像序列的叠加或 重叠使得示出心脏在不同心脏周期中但在对应阶段中的信息的两个心脏阶段的图像同时 被可视化。例如， 在不同心脏周期的叠加图像的帮助下， 可以将关于血管几何结构 ( 动脉以 及静脉 ) 的信息与关于肌肉充灌或灌注的信息关联起来。 0010 动态地使冠状血管信息可视化， 这意示着在如屏幕的显示装置上， 例如实时地将 说 明。

11、 书 CN 102123665 A CN 102123674 A2/9 页 4 原始或经处理的数据可视化为图像序列。冠状动脉信息可以是关于心脏动脉的数据。冠状 血管信息可以涉及心脏周期的不同阶段， 并且可以属于血液循环的不同阶段。可以选择冠 状动脉阶段之外的血液循环的其他阶段并将其叠加到原始序列上。可以与数据采集并行 地， 或备选地在采集之后进行可视化。 0011 数据的采集可以是探测并存储关于心脏及其血管的信息， 备选地， 其可以是从存 储器或存储装置收集所述信息。对于探测装置而言， 可以使用计算机断层摄影 (CT) 或任何 X 射线装置。 0012 采集在时间上可以是连续的。例如， 可以在。

12、注射造影剂之后和 / 或可能在例如从 心电图 (ECG) 导出的触发信号之后开始采集。例如， 可以在 ECG 的帮助下或备选地使用之 前已经收集的数据选择采集的开始点。可以将采集的开始点选定在任何参考点， 例如心缩 期的开始。 然后可以继续采集， 直到看不到造影剂为止， 之后可以提取或选择包括第一和第 二心脏阶段的信息的数据。 备选地， 可以触发采集， 使得仅探测感兴趣的第一心脏阶段和第 二心脏阶段。可以将第一和第二心脏阶段作为序列 ( 当它们在时间上连续时 ) 或独立地采 集。完整的采集可以持续例如大约 15 秒。 0013 第一和第二心脏阶段未必是相关联的， 即第一和第二阶段未必彼此相继，。

13、 在第一 和第二阶段之间可能有若干另外的阶段。 0014 动态心脏数据可以是在两个空间维度和一个时间坐标下的原始数据或经处理的 数据。即动态心脏数据可以产生关于心脏、 其周围和其血管的二维投影的信息。此外， 这种 数据包括时间信息， 因此可以知道在不同时刻心脏和血液循环的状态。 于是， 可以使心脏的 运动可视化。 0015 心脏阶段可以指关于与发生在造影剂传播期间的血流相关的事件的信息， 例如冠 状动脉阶段、 灌注阶段和静脉阶段。 0016 心脏周期可以指心脏的完整周期， 例如涉及周期性循环的心房收缩、 心室收缩和 完整心舒期的阶段。例如， 假设注射时间已知的话， 可以基于 ECG 信号限定心。

14、脏周期， 并行 于心脏数据采集 ECG 信号。备选地， 可以例如通过分析所提取的特征从基于所采集的心脏 数据的图像限定或提取心脏周期。 0017 心脏阶段可以指心脏周期给定时刻的心脏状态。 在一个阶段， 心脏处于给定位置。 0018 第一心脏数据是在第一心脏阶段期间采集的数据。 第二心脏数据是在包括在第二 心脏阶段中的至少一心脏周期期间采集的数据。 在叠加的表示中连续可视化第一和第二心 脏数据。连续可以代表表示中包括的时间坐标。连续表示的范例可以是 “影像” 或如上所 述的实时表示， 从而使得以特定的时间率显示二维图像的序列。 0019 叠加的表示可以是重叠两个图像序列的表示。 可以在如计算机。

15、监视器的显示器或 屏幕上显示该表示。在叠加的表示中， 同时显示两个图像序列。可以附加地在另一显示器 上连续可视化第一和第二心脏数据， 即独立地可视化数据集。 0020 在叠加的表示中， 同时可视化对应于心脏周期内的相同阶段的第一心脏数据和第 二心脏数据。 这可能意示着在同一显示器上同时显示示出在心脏运动的同一状态下心脏二 维投影的图像序列的单幅图像。该阶段可以代表心脏的运动状态。可以以数字方式补偿在 对应于同一阶段的两个时刻之间发生的残余运动 ( 例如由于呼吸 ) 以确保良好的图像对 准。 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A3/9 页 5 0021 通过在叠。

16、加的表示中可视化不同的心脏数据， 例如可以将心脏血管的几何结构或 拓扑结构叠加到关于心肌灌注的信息上。 于是， 例如， 可能例如像医生的用户更容易进行诊 断。例如， 在连同对应于心脏运动的同一阶段的灌注数据一起显示心脏血管拓扑结构的信 息时， 可能更容易直观地评估冠状动脉是否正确地为心肌层提供血液以及可能的灌注问题 因何而起。 此外， 如上所述的方法可以通过提供有用的高对比度、 低噪声信息来便于数据的 评估。 0022 根据本发明的实施例， 第一心脏阶段和第二心脏阶段是冠状血管信息的动脉阶 段、 灌注阶段和静脉阶段中相应的一个。 0023 例如， 第一心脏阶段为动脉阶段， 而第二心脏阶段对应于。

17、灌注阶段和静脉阶段的 序列。 0024 心脏阶段可以代表一定量或容量、 例如具有注射的造影剂的容量的血液通过血液 循环的特定阶段的时间。针对心脏阶段的范例为动脉阶段、 灌注阶段和静脉阶段。在向动 脉中注射造影剂之后， 可以在身体动脉中在例如大约 1.5 秒内探测到造影剂， 这对应于动 脉阶段。该阶段的持续时间取决于所注射的造影剂的量或容量。在动脉阶段之后， 带有造 影剂的血容量可能流入毛细血管中并灌注肌肉或如心脏的器官， 这对应于灌注阶段。 例如， 在离开器官之后， 当静脉中可以探测到带有造影剂的血容量时， 静脉阶段开始。 根据其临床 相关性， 可以进一步限定心脏阶段。 0025 根据本发明的。

18、另一实施例， 该方法还包括确定第一心脏阶段和第二心脏阶段之间 的转变点 ； 其中， 在转变点之前采集第一心脏数据 ； 并在转变点之后采集第二心脏数据。 0026 转变点可以是各心脏阶段之间的时间点。它可以指示叠加开始时的时间。例如， 它可以是动脉阶段结束和灌注阶段开始的时间点。 0027 在实践中可能存在困难， 因为心脏阶段可能分离的不够。 例如， 在灌注开始之后还 由于注射的造影剂的原因， 冠状动脉可能仍然可见。 于是， 在实践中， 可以选择转变点， 使得 在动脉阶段结束之后开始叠加和重叠来自不同心脏周期的数据的表示。 为了更好地将动脉 阶段与例如灌注阶段区分开， 可以跳过动脉和灌注阶段之间。

19、的心脏周期。 0028 可以基于基于图像的标准， 即基于采集的数据确定转变点， 或备选地， 可以基于物 理参数和人体研究确定转变点。可以针对所有测量确定和设置转变点， 或备选地分别针对 每次测量确定转变点。 0029 根据另一实施例， 在第二心脏阶段期间开始在叠加的表示中连续可视化两种心脏 数据的步骤。 0030 在第二心脏阶段期间， 例如灌注阶段期间开始两个数据集的连续可视化。 例如， 可 以在动脉阶段期间采集第一心脏数据并可以在第一显示器上对其可视化。然后， 在第二心 脏阶段开始之后， 可以在另一第二显示器上连同第二心脏数据一起显示第一心脏阶段期间 采集的数据。可能将第一心脏数据或其部分反。

20、复显示几次， 以便为灌注过程提供活动心脏 血管拓扑结构的适当叠加。还可以在分立显示器上附加地可视化第二心脏数据。 0031 根据另一实施例， 第一和第二心脏数据中的至少一种是基于外部信号采集的。 0032 外部信号可以是例如与动态心脏数据同时采集的 ECG 信号。备选地， 外部信号可 以是包括当前测量的运动状态或心脏周期阶段的信息的任何信号。 0033 第一或第二心脏数据是基于外部信号采集的。 这可能意示着可以基于外部信号提 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A4/9 页 6 供的信息触发数据的采集。 0034 根据另一实施例， 在多个心脏周期期间采集动态心脏。

21、数据， 并从所采集的数据中 选择第一心脏数据和第二心脏数据。 0035 例如， 可以与注射造影剂同时或晚几秒钟触发或开始数据的采集。 然后， 在若干心 脏周期期间采集动态心脏数据， 所述若干心脏周期再次可以包括在若干不同心脏阶段中。 在采集之后或优选在采集期间， 例如， 在如上所述确定转变点的帮助下， 可以选择何时开始 第二心脏阶段。也可以在并行于心脏数据采集的 ECG 信号的帮助下做出这种选择。 0036 根据另一实施例， 第一和第二心脏数据中的至少一种是基于所采集的动态心脏数 据中包括的信息选择的。 0037 作为基于外部信号选择心脏数据的备选， 还可以基于所采集的数据自身选择心脏 数据，。

22、 例如基于周期性特征， 所述周期性特征可以从基于所采集的心脏数据的图像提取。 0038 根据另一实施例， 第一心脏数据与具有最佳冠状动脉可视性的整个心脏周期对 应 ； 并且第二心脏数据的选择基于所选的第一心脏数据。 0039 例如， 第一心脏数据可以是灌注阶段开始之前的上一心脏周期， 那么第二心脏数 据可以是包括灌注阶段的所采集序列的其余部分。 可以包括偏移以确认冠状动脉中仍存在 的造影剂消失。 0040 选择具有最佳冠状动脉可视性的完整心脏周期作为第一心脏数据可能是有利的。 例如， 如果要将心脏冠状动脉的拓扑结构叠加到灌注数据， 可能重要的是使动脉具有最好 的可能的可视性。此外， 采集和 /。

23、 或选择完整的心脏周期可能是重要的， 因为在完整周期 中， 表示了心脏的完整运动并可以例如随着时间循环将心脏的完整运动向第二心脏数据的 灌注数据叠加若干次。在血管中都是具有造影剂的血容量时， 可能有利的是例如在填充状 态下选择具有更好或最好冠状动脉可视性的心脏周期。为了大致选择最佳周期， 可以选择 灌注阶段开始之前的上一周期。 0041 第二心脏数据的选择基于所选的第一心脏数据。通过这种方式， 例如能够确保第 二心脏数据开始时的阶段对应于第一心脏数据开始时的阶段。 0042 根据另一实施例， 该方法还包括在第一心脏阶段期间执行背景减除。 0043 根据另一实施例， 该方法还包括在第二心脏阶段期。

24、间执行背景减除。 0044 例如， 可以在心脏数字减影血管造影 (DSA) 的帮助下进行背景减除。如上所述， 可 以在注射造影剂之前采集掩蔽图像， 然后在向要观察的血管中注射造影剂之后， 可以采集 对比图像。从对比图像减去掩蔽图像可以提供填充有造影剂的良好对比度的血管。减除背 景特征可以获得仅被注射的冠状血管和 / 或心肌灌注可见性更好的图像。 0045 第一心脏阶段例如可以是在注射造影剂之后可见到动脉的一个或几个周期。 在这 种情况下， 第一心脏数据包括在动脉阶段中， 并执行心脏 DSA 以产生仅可见到动脉中注射 的造影剂的图像。 0046 第二心脏数据可以指向心肌中传递造影剂的图像。在这种。

25、情况下， 第二心脏阶段 可以指灌注阶段， 并执行心脏 DSA 以产生仅可见到肌肉充灌或灌注过程的图像。 0047 背景减除可以是该方法的很大支持和重要特征， 因为它有助于例如通过增强图像 的相对对比度来显著改善心脏中血管和过程的可视性。 0048 根据另一实施例， 该方法还包括计算第一心脏数据和第二心脏数据之间的空间对 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A5/9 页 7 应性。 0049 可能在基于第一心脏数据的图像和基于第二心脏数据的图像之间发生空间偏移。 例如， 可能由于像呼吸或患者全身运动的解剖学运动的原因发生空间偏移。 0050 图像的空间对应性可以意。

26、示着当两个图像在叠加的表示中重叠时， 像血管那样的 图像特征位于同一位置。在使图像具有空间对应性而可视化时， 特征位于显示器的同一斑 点中。例如， 在将两幅相同的图像可视化成具有空间对应性时， 它们彼此等同。 0051 计算空间对应性的一种可能可以是在背景减除步骤之前例如对从动态心脏数据 检索出的图像使用块匹配技术进行估计。在探测到空间偏移之后， 可以对其进行补偿。 0052 备选地或此外， 在两个采集的心脏数据集中都存在注射导管尖端的情况下， 计算 空间对应性可以基于这种视觉引导。 0053 计算第一心脏数据和第二心脏数据之间的空间对应性能够在叠加的表示中心脏 数据集的可视化期间定位像冠状动。

27、脉的血管时实现更好的精确度。 0054 根据本发明的另一方面， 提供了一种用于采集和动态可视化冠状血管信息的设 备， 其适于执行上述方法。 0055 这种设备可以包括用于发射 X 射线的 X 射线源、 用于采集例如器官的 X 射线数据 的 X 射线探测器、 用于将造影剂导入患者血管内的造影剂注射器、 用于控制 X 射线源、 X 射 线探测器和造影剂注射器中的至少一个的控制单元、 例如用于计算减影图像的计算单元以 及用于在叠加的表示中连续可视化所采集数据的至少一个显示装置。 0056 根据本发明的另一方面， 提供了一种计算机程序单元， 当在计算机上执行时， 其适 于执行如上所述用于动态可视化冠状。

28、血管信息的方法。 0057 根据本发明的另一方面， 提供了一种具有上述计算机程序单元的计算机可读介 质。 0058 应当指出， 本发明的实施例是参考不同的主题描述的。 具体而言， 一些实施例是参 考设备型权利要求描述的， 而其他实施例则是参考方法型权利要求描述的。 但是， 本领域的 技术人员将从上述和下述说明了解到， 除了属于一种类型主题的特征的任意组合之外， 属 于不同主题的特征之间的任意组合， 尤其是设备型权利要求的特征和方法型权利要求的特 征之间的任意组合也应当被认为在本申请中得到了公开， 除非另行明确说明。 0059 本发明的上述方面以及其他方面、 特征和优点可以从下文描述的实施例范例。

29、中导 出。在下文中， 将参考实施例的范例更为详细地描述本发明， 但是本发明不限于此。 附图说明 0060 图 1A 示出了在心脏灌注阶段期间利用根据本发明的方法采集的图像的示意性范 例。 0061 图 1B 示出了在动脉中造影剂流入心脏血管期间利用根据本发明的方法采集的图 像的示意性范例。 0062 图 1C 示出了利用根据本发明的方法采集和可视化的叠加图像的示意性范例。 0063 图 2 示出了流程图， 其示意性地表示根据本发明的一个示范性实施例用于动态可 视化冠状血管信息的方法。 0064 图 3 示出了流程图， 其示意性地表示根据本发明的另一示范性实施例用于动态可 说 明 书 CN 10。

30、2123665 A CN 102123674 A6/9 页 8 视化冠状血管信息的方法。 0065 图 4 示出了根据本发明的示范性实施例用于在叠加的表示中动态可视化冠状血 管信息的设备的示意图。 具体实施方式 0066 在图 1A 到 1C 中， 呈现了利用根据本发明的方法采集和可视化的数据的连续表示 的示范性快照， 即 “影像” 。在图 1A 中， 示出了基于在心脏灌注阶段期间采集的数据的图像。 图 1B 中所示的图像基于在造影剂从动脉流入心脏血管期间采集的数据， 而图 1C 中所示的 图像示出了图 1A 和图 1B 所示图像的连续重叠的快照。 0067 在图 1A 到 1C 中， 可以看。

31、到导管尖端 7。可以使用导管尖端 7 向心脏的血管 9 中注 射造影剂。此外， 可以将导管尖端 7 用于医学上可能的外科治疗。在所有图像 1A 到 1C 中 导管尖端 7 的位置都是相同的。于是， 可以将导管尖端 7 用作有帮助的取向以计算两幅图 像之间的空间对应性， 例如在动脉阶段期间采集的图像 3 和在灌注阶段期间采集的图像 1 之间的空间对应性。 在采集之后或可能在采集期间就已经独立地使所采集心脏数据可视化 了， 如图 1A 和 1B 中以及图 1C 所示的叠加或重叠图像 5 中所示。 0068 如果将造影剂注射到动脉中， 如图1B所示， 可以采集与图像类似于图1B所示图像 的图像序列对。

32、应的第一动态心脏数据集。 然后， 在利用造影剂灌注血液期间， 可以采集图像 类似于图 1A 所示图像的图像序列的第二动态心脏数据集。 0069 在图 1A 中， 在具有造影剂的血容量离开血管以及在图 1B 所示动脉阶段之后浇灌 周围组织时， 可以看见心肌 11 的灌注。在图 1C 中， 在组合的叠加重叠图像 5 中使来自图 1A 和 1B 的图像两者都可视化， 从而便于例如医生评估心脏中的状态和过程。这对他的诊断尤 其有很大帮助， 以便精确知道冠状动脉相对于灌注流域 (basin) 的相对位置。 0070 可以用灰度级或彩色实现重叠图像 5 的表示， 其中， 可以用不同颜色表示重叠图 像 5 。

33、中包括的两个不同图像 1 和 3。 0071 在图 2 中示出了流程图， 其示意性地表示了根据本发明一个示范性实施例用于动 态可视化冠状血管信息的方法。采集第一心脏周期期间的第一动态心脏数据 ( 步骤 S1)。 与采集第一数据同时或在采集第一数据之后， 采集第二心脏周期期间的第二动态心脏数据 ( 步骤 S3)。作为最终步骤 S5， 在叠加的表示中连续可视化第一心脏数据和第二心脏数据， 使得在不同心动周期期间采集的数据对应于同时可视化的相同阶段。图 1C 中示出了在步 骤 S5 中可视化的可能结果， 其中， 图 1C 仅示出了连续可视化的快照。 0072 在图 3 中示出了流程图， 其示意性地表。

34、示了根据本发明另一示范性实施例用于动 态可视化冠状血管信息的方法， 从所述方法可以导出一些处理步骤之间的时间相关性。在 图 3 中所示的范例中， 将该方法用于在心脏血管造影术中测量灌注过程。从所采集的数据 提取动脉阶段期间的冠状动脉阶段并将其叠加到也基于所采集的数据的灌注图像。 当要关 于馈送动脉评估灌注区域时， 这种可视化方法例如对于临床医师进行其诊断任务时有相当 大的帮助。 0073 例如， 当临床医师执行诊断性心脏血管造影术时， 他必须要从视觉上评估冠状动 脉是否在适当地灌注心肌。 为了这样做， 他必须比较若干信息 ： 首先必须查找潜在的动脉畸 形， 例如狭窄， 这可能削弱血液的输送。在。

35、造影剂逐步填充所考虑的动脉时， 可以在造影剂 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A7/9 页 9 注射的动脉阶段 ( 前两秒内 ) 期间观察到这一点。此外， 还可以检查是否正确灌注了心肌 的不同区域。 在注射了造影剂的血液从冠状动脉行进到心肌时， 在动脉阶段之后， 在灌注阶 段中可以观察到这一点。 然后必须建立这两项观察之间的关系 ： 冠状动脉和心肌灌注流域。 一些狭窄处对心肌灌注没有任何影响 ( 例如， 因为已经补充了一些并行血管进行置换血液 灌注 )， 从而未必需要介入。相反， 必须要密切探查无法解释的灌注泄露。 0074 图 3 中所示的示范性实施例可以。

36、在这一最后任务中帮助临床医师 ： 通过在灌注阶 段期间在实时灌注图像中叠加注射的冠状静脉将关于血管几何结构的信息与关于心肌灌 注的信息相关联。 这可能对确定介入程度有利， 以及在介入的情况下对结果控制有利， 结果 控制例如是在介入前后相对于血管比较灌注区域。 0075 根据图 3 所示示范性实施例的方法提供了冠状动脉重叠图像序列和从血管造影 序列获得的灌注图像作为结果。图 1C 中示出了这种图像序列的可能快照。 0076 为了实现向灌注图像叠加冠状动脉的这个结果， 如下设计根据本发明示范性实施 例的方法 ： 0077 可能在动态心脏数据集的采集之前或期间限定冠状血管阶段和灌注阶段 ( 步骤 S。

37、11)。 两个阶段之间的时间点被称为转变点6。 为了执行以下计算， 知道冠状血管阶段何时 结束 ( 时间点 tc) 以及灌注阶段何时开始 ( 时间点 tp) 可能是有用或必要的。困难可能起 因于它们并未良好地分开的事实 ： 在灌注开始之后仍然能够看到冠状动脉。tc代表被注射 冠状血管消失的时间， tp表示灌注的开始 (tc tp)。在 tc之后开始最终的叠加。这两个时 间点可以基于身体检查进行设置 ( 因为它们取决于解剖过程 )， 并且仅设置一次。备选地， 可以使用基于图像的标准来限定那些限值。 0078 那么， 在冠状血管或动脉阶段期间可以进行任选的背景减除 ( 步骤 S13)。在冠状 血管。

38、阶段期间， 执行心脏DSA以产生仅可看到注射的图像。 I(t)代表还称为掩蔽图像13的 原始图像， 而 S(t) 是对应的减去背景的图像。t 指示动态采集的时间相关性。可以类似于 图 1B 所示的图像， 在独立的第一显示器 17 上显示在动脉阶段期间采集的背景减除图像 4。 0079 减除背景之后可以以最佳冠状动脉可视性提取心脏周期 ( 步骤 S15)。 0080 仅有带有注射的冠状动脉的完整心脏周期可能对实施根据本发明的方法的以下 步骤有用。可以基于 ECG 限定心脏周期， 或备选地可以例如通过分析一些提取的特征从图 像提取心脏周期。 0081 可能有利的是选择具有更好或最好冠状动脉可视性 。

39、( 填充状态 ) 的心脏周期。备 选地， 可以在开始灌注 (tc) 之前简单地拾取上一周期。还可以即使在灌注开始之后选择注 射最大的周期， 条件是已经从灌注提取了血管。选定的心脏周期 15 以 Cs代表。 0082 还可以从其他图像采集或从其他图像模态 (modalitie) 提取冠状动脉。在通过这 种方式提取冠状动脉时， 作为另一步骤， 采用使灌注图像与冠状动脉同步的方法。 0083 可以在灌注阶段期间进行任选的背景减除 ( 步骤 S17)。可以并行地， 即在冠状 动脉阶段期间或稍后与背景减除同时执行这一步骤。例如， 可以在灌注阶段期间执行心脏 DSA， 获得其中仅可看到灌注的图像 S(t)。

40、。在图 3 中， 没有造影剂的图像被表示为掩蔽图像 13。可以类似于图 1A 所示的图像， 在第一显示器 17 上显示在灌注阶段期间采集的背景减 除图像 2。 0084 另一可能的步骤是计算冠状血管和灌注图像之间的时间对应关系(步骤S19)。 为 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A8/9 页 10 此目的， 可以提取与所考虑的灌注图像 I(t) 的心脏阶段对应的冠状动脉图像 ICs(t)。在那 些阶段心脏位置是相同的， 冠状动脉将位于相同的空间位置。为了在 Cs中为 I(t) 找到最 佳匹配， 例如可以使用 ECG 信号或从图像提取的周期性特征。 0085 。

41、计算时间对应关系之后的另一可能步骤是计算冠状血管和灌注图像之间的空间 对应关系 ( 步骤 S21)。 0086 由于像呼吸和患者全身活动的解剖学运动的原因， 在图像ICs(t)和I(t)之间可能 发生空间偏移。可以附加地估计它并对其进行补偿。例如， 可以使用块匹配技术对未减除 图像 ICs(t) 和 I(t) 进行估计。这一步骤实现了冠状动脉定位的更好精度。 0087 备选地或此外， 在动脉和灌注阶段中都存在注射导管尖端这一事实可以用作计算 空间对应性的引导。 那两个阶段之间匹配良好还意味着注射尖端应当已从一个阶段到另一 阶段正确达到对应。可以利用这一性质来执行或再次执行良好的空间匹配。 00。

42、88 作为最后一步， 将 ICs(t) 中可见的冠状动脉叠加到 “实时” 、 即动态灌注图像 I(t) 上， 并优选加以显示 ( 步骤 S23)。例如， 如果在被减除图像 SCs(t) 中没有灌注， 可以向图像 S(t) 添加 SCs(t) 的彩色版本。如果在 SCs(t) 中可看到灌注开始， 可以在叠加步骤 S23 之前 提取血管。 0089 优选在第一显示器 17 旁边的第二显示器 19 上显示叠加的结果， 第一显示器 17 中 显示的是 “实时” 图像。通过这种方式， 临床医师可能容易地依靠它， 并且如果怀疑其相关 性时可以忽略它。图 1C 中示出了叠加结果的范例。 0090 在图 4 。

43、中， 示出了根据本发明的示范性实施例用于在叠加的表示中动态可视化冠 状血管信息的设备 21 的示意图。 0091 设备 21 包括用于发射 X 射线的 X 射线源 23 ； 用于采集例如器官 X 射线数据的 X 射线探测器25 ； 用于向患者血管中引入造影剂的造影剂注射器27 ； 用于控制X射线源23、 X 射线探测器 25 和造影剂注射器 27 的控制单元 29 ； 例如用于计算减除图像的计算单元 31 ； 用于连续可视化动脉阶段期间采集的图像3并连续可视化灌注阶段期间采集的图像1的第 一显示器 17 ； 以及用于连续可视化叠加的表示的图像 5 的第二显示器 19。如图 4 所示， 可 以将。

44、显示器 17、 19 进一步分成几个显示或显示区域。此外， 可以存在若干第一显示器 17 和 若干第二显示器 19。 0092 应当注意，“包括” 、“包含” 等词不排除其他元件或步骤，“一” 或 “一个” 不排除多 个。此外， 还可以将结合不同实施例描述的要素组合起来。还应当指出， 不应将权利要求中 的附图标记解释为对权利要求的范围构成限制。 0093 附图标记列表 0094 1 灌注阶段期间的图像 0095 2 灌注阶段期间减除背景的图像 0096 3 动脉阶段期间的图像 0097 4 动脉阶段期间减除背景的图像 0098 5 叠加图像 0099 6 转变点 0100 7 导管尖端 010。

45、1 9 心脏的血管 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A9/9 页 11 0102 11 心肌肌肉 0103 13 掩蔽图像 0104 15 具有选定冠状血管周期的图像 0105 17 第一显示器 0106 19 第二显示器 0107 21 设备 0108 23X 射线源 0109 25X 射线探测器 0110 27 造影剂注射器 0111 29 控制单元 0112 31 计算单元 0113 S1 在第一心脏周期期间采集第一动态心脏数据 0114 S3 在第二心脏周期期间采集第二动态心脏数据 0115 S5 在叠加的表示中连续可视化数据集 0116 S11 限。

46、定冠状血管阶段和灌注阶段 0117 S13 动脉阶段期间的背景减除 0118 S15 提取具有最佳冠状动脉可视性的心脏周期 0119 S17 灌注阶段的背景减除 0120 S19 计算时间对应性 0121 S21 计算空间对应性 0122 S23 叠加并可视化图像 说 明 书 CN 102123665 A CN 102123674 A1/3 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 102123665 A CN 102123674 A2/3 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 102123665 A CN 102123674 A3/3 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 102123665 A 。