2024年5月6日发(作者：郎泽洋)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.7
(22)申请日 2012.09.07
(71)申请人 皇家飞利浦有限公司
地址 荷兰艾恩德霍芬
(72)发明人 B·卡雷尔森 M·E·巴利 R·弗洛朗
(74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司
代理人 王英
(51)
G06T7/00
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 103930926 A
(43)申请公布日 2014.07.16
(54)发明名称
具有孔口可视化的脉管轮廓描绘
(57)摘要
一种处理取自包括两个或多个管的
管状结构的2D投影图像(110a-b)的装置及
相关方法。所述管中的一个在侧壁开口处
从所述另一个管分支。所述装置被配置为
估计所述侧壁开口的位置。所述估计基于
对所述一个或多个投影图像的分割。针对
所述侧壁开口的所估计位置的标记可以被
显示为交叠在所述投影图像上。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种用于处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像
的装置，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所述第一管分支，
所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取得的，所
置包括： 述装
-输入单元；
-处理单元；以及
-输出单元；
所述输入单元被配置为选择初始投影图像；
所述处理单元被配置为基于对所述初始投影图像的分割，来建立对所
所述输出单元被配置为显示针对所估计的侧壁开口位置的标记，由此
2.如权利要求1所述的装置，所述初始投影图像是沿投影轴取得的，
所述处理单元包括：
述侧壁开口在所述投影图像中的位置的估计；
提供针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的所述位置的视觉表示。
所述第一管和第二管在沿所述投影轴观看时，发生交叠而形成所述初始投
影图像中的交叠区域，
分割器，其被配置为在所述初始投影图像中分割所述交叠区域；以及
强度检测器，其被配置为在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述投影图像是在所述流体流动
所述分割器被配置为在来自所述图像序列的选择图像中的每个中建立
其中，所述第一区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述
所述装置还包括：
流动元素识别器，其被配置为跨所选择的投影图像，识别在所述第一
其中，所述处理单元被配置为通过使用所述第一流动方向和所述第二
第一区域和第二区域，
处检测强度下降，由此将出现所述下降的所述位置建立为对所述第一管的
侧壁开口的所述位置的所述估计。
通过所述第一管的侧壁开口时相继取得的投影图像的序列中的一个，
第一管，并且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所
述第二管，
区域中表示的流体流动的第一流动方向和在所述第二区域中表示的流体流
动的第二流动方向；
流动方向，在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界处建立交叉点，这
样建立的交叉点为对所述第一管的侧壁开口的所述位置的进一步估计。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述处理单元被配置为通过对从
5.如权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中，所述输出单元还被
6.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中，所述主图像为所述
脉管结构的X射线透视图像，其中，所述第一管和所述第二管和/或所述交
叠区域每个被示为轮廓，并且其中，所述管状结构为人类或动物脉管
的部分。
配置为将所识别的侧壁开口位置的所述标记叠加在所述管状结构的主图像
上。
所述初始投影图像获得的所述估计与从所述投影图像的序列获得的所述进
一步估计求平均来建立平均估计。
系统
7.一种处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像的计
算机辅助的方法，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所述第一
管分支，所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取
所述方法包括： 得的，
-选择初始投影图像；
-基于对所述初始图像的分割，建立对所述侧壁开口在所述投影图像中
-生成用于在屏幕上显示的对所估计的侧壁开口位置的标记，由此提供
的位置的估计；并且
针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的所述
位置的视觉表示。
8.如权利要求7所述的方法，所述初始投影图像是沿投影轴取得的，
-分割，以在所述初始投影图像中分割所述交叠区域；并且
-在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界处检测强度下降，由此将
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述投影图像是在所述流体流动
-在来自所述图像序列的选择图像中的每个中建立第一区域和第二区
域，其中，所述第一区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述
第一管，并且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中
通过所述第一管的侧壁开口时相继取得的投影图像的序列中的一个，所述
方法还包括：
所述第一管和第二管在沿所述投影轴观看时，发生交叠而形成所述初始投
影图像中的交叠区域，所述方法包括：
出现所述下降的所述位置建立为对所述第一管的侧壁开口的所述位置的所
述估计。
的所
述第二管；
-跨所选择的投影图像，识别在所述第一区域中表示的流体流动的第一
-通过使用所述第一流动方向和所述第二流动方向，在所述交叠区域之
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
-对来自所述初始投影图像的所述估计与来自所述投影图像的序列的所
11.如权利要求7-10中的任一项所述的方法，所述方法还包括：
为了在屏幕上显示，将所识别的侧壁开口位置或经平均的侧壁开口位
12.如权利要求7-11中的任一项所述的方法，基于所估计的所述侧壁
置的所述标记叠加在所述脉管结构的主图像上。
流动方向和在所述第二区域中表示的流体流动的第二流动方向；并且
内或所述交叠区域的边界处建立交叉点，这样建立的交叉点为对所述第一
管的侧壁开口的所述位置的进一步估计。
述进一步估计求平均，从而获得对所述侧壁开口位置的平均估计。
开口的位置，调节成像设备中的投影角度，由此实现在所述成像设备被用
于采集所述管状结构的另外的投影图像时，所采集的另外的投影图像
与所述初始投影图像中的所述交叠区域相比减少的交叠区域。
具有
13.一种用于处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像
的医学X射线成像系统，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所
述第一管分支，所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构
取得的，所述系统包括： 中时
-数据库，其保存所述2D投影图像；
-根据权利要求1-6中的任一项所述的装置，其还包括数据库接口器件，
-屏幕，其用于显示所识别的侧壁开口位置的所述输出标记。
14.一种用于控制根据权利要求1-6中的一项所述的装置的计算机程序
12
15.一种存储有如权利要求14所述的程序单元的计算机可读介质。
以访问所述数据中的所述2D投影图像；
单元，所述计算机程序单元在由处理单元运行时，适于执行如权利要求7-
所述的方法的步骤。
说 明 书
技术领域
本发明涉及用于处理取自管状结构的2D图像的装置，涉及用于处理取
背景技术
介入性C型臂X射线成像设备有时被用于支持腔内修复程序，如AAA
所述介入性C型臂X射线成像器被用于在外科医师在脉管系统中引入
目标是在在所述血管内的精确定位所述医学设备。
从所述DSA获得的图像有时运行不能为所述外科医师提供所引入的医
发明内容
学设备相对于所述血管中的孔口的位置的良好概念。这随后可能必须获得
另外的RSA运行，因为仅基于当前DSA图像在所述血管内部定位所述医
学设备有时可能是个挑战。
诸如支架或腔内移植物的医学设备时产生脉管系统的大量DSA(数字减影
血管造影)投影图像。可以在所述介入期间将所述图像显示在屏幕上。借
助于手动标记工具或电子器件，在所述屏幕上显示所述脉管解剖结构的高
亮或标记轮廓线，而支持所述介入。
(腹主动脉瘤)或TAA(胸主动脉瘤)。
自管状结构的2D投影图像的方法，涉及用于处理取自管状结构的2D投影
图像的医学X射线成像系统，涉及计算机程序单元，并且涉及计算机可读
介质。
因此，可能存在着以下需要，即在一组即时的投影图像中为医学从业
本发明的目标通过独立权利要求的主题而得以解决，其中，从属权利
应指出，下文描述的本发明的各方面等同地适用于处理取自管状结构
要求中并入了另外的实施例。
者提供有关所述孔口的位置的更多信息。
的2D(二维)投影图像的计算机辅助方法，用于处理取
投影图像的医学成像系统，计算机程序单元以及计算机自管状结构的2D
可读介质。
根据本法的一个方面，提供一种用于处理取自管状结构的2D投影图像
所述管状结构包括第一管和第二管。所述第二管在所述第一管的侧壁
所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取得的。
所述装置包括：
-输入单元；
-处理单元；
-输出单元。
所述输入单元被配置为选择初始投影图像。
中的开口处从所述第一管分支。
的装置。
所述处理单元被配置为基于对所述初始投影图像的分割，建立对所述
所述输出单元被配置为显示针对所估计的侧壁开口位置的标记，由此
所述管状结构可以为人类或动物脉管系统的部分，例如主动脉分叉，
根据本发明的装置使得从已取得的投影图像的信息提取最大化。可以
根据本发明的一个实施例，所述处理单元包括：
-分割器，其被配置为在所述初始投影图像中分割交叠区域；以及
-强度检测器，其被配置为在所述交叠区域的之内或所述交叠区域的边
所述初始投影图像中的所述交叠区域一般出现在当被用于所述图像的
采集的投影轴不与由所述主动脉/动脉分叉定义的所述平面正交时。所述交
叠区域是由主动脉和动脉在所述投影图像中的各自投影(“覆盖面
界处检测强度下降，由此将出现下降的位置建立为对所述第一管的侧壁开
口的位置的估计。
避免在其他情况中要建立图像中孔口位置所需要的重复DSA运行，由此减
小对患者的X射线剂量和造影剂施予。与所述孔口位置正交地精确定位投
影角度不再是必须的，但是可能需要估计孔口位置，以再次调节所述投影
角度，如下文中将描述。
其中所述动脉在所述主动脉的侧壁中的孔口或开口处从所述主动脉分支。
然而，所述主动脉分叉中的所述孔口仅为示范性的，并且也可以在所述脉
管系统的其它部分或是实际上任意管状结构上实践本发明。
提供针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的位置的视觉表示。
侧壁开口在所述投影图像中的位置的估计。
(footprint)”)形成的，这是因为在所述脉管系统中，当沿该非正交投影轴
观看时，主动脉与动脉在透视图中交叠。
所述装置被配置为利用所述交叠区域的所述覆盖面中的线索来实现对
根据本发明的一个实施例，所述投影图像是在所述流体流动通过所述
进一步通过将之前的静态或“静止图像”图像分析与动态图像分析组
起信息提取，以在估计所述孔口位置时这样获得还要更高的准确度。
贯穿本申请，术语“平均”应在其广义上被理解为源自一组输入数量 值的数
合，引
孔口时相继取得的一系列投影图像中的一个。所述分割器被配置为在来自
所述图像序列的选择图像中的每个中建立第一区域和第二区域。选择意味
着所述序列中的所有图像或较少图像以节省CPU时间。所述第一区域中的
每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述第一管，并且所述第二区域中
的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述第二管。所述装置还包括流
动元素识别器，所述流动元素识别器被配置为跨所选择的投影图像，识别
在所述第一区域中表示的所述流体流动的第一流动方向和在所述第二区域
中表示的所述流体流动的第二流动方向。所述处理单元被配置为通过使用
所述第一流动方向和所述第二流动方向，在所述交叠区域之内或所述交叠
区域的边界处，建立交叉点。这样建立的交叉点为针对所述第一管的侧壁
开口的位置的进一步估计。根据本发明的一个实施例，所述处理单元被配
置为通过将从所述初始投影图像获得的所述估计与从所述系列投影图像获
得的所述进一步估计进行平均来建立平均估计。
所述孔口的图像中位置的估计。所述孔口的边界出现在发生像素灰度值强
度的下降的地方。所述强度下降的发生是因为：当在透视图中观看所述脉
管系统中的所述交叠时，存在所述造影剂的明显聚集，使得所述交叠区域
大体上在其边界内比外侧更暗。
学运算，以产生所述一组的极值之间的值。这样的数学运算的范例
术平均、几何平均、加权平均、鲁棒统计、中间值、次序统计、内
及类似数量。
根据本发明的一个实施例，所述输出单元还被配置为将所识别的侧壁
根据本发明的一个实施例，所述主图像为所述脉管结构的X射线透视
在屏幕上以图形方式表示相对于所述脉管树的所述孔口位置，帮助外
根据本发明的一个方面，所述估计孔口位置可以被用作在采集所述投
附图说明
现在将参考以下附图描述本发明的示范性实施例：
图1示意性地示出了用于采集投影图像的医学X射线成像装置。
图2示意性地示出了取得投影图像的脉管系统的部分。
图3示出了图3中所示的脉管系统的投影图像。
开口位置的标记叠加在所述管状结构的主图像上。
为：算
插值以
检查图像，其中主动脉和动脉和/或所述交叠区域均被示为轮廓线。
科医师或医学从业者导航于所述脉管结构，并将支架或腔内移植物放置在
患者的主动脉内。由此阻塞所述动脉中的一个的风险得以降低。
影图像时重新调节被用于所述X射线装置中的所述投影轴的线索。所述孔
口位置估计与另外的参数相组合可以被用于在取得后续图像时减小所述交
叠区域。所述另外的参数可以指示在所述主动脉分支的所述动脉是在相对
于发射所述X射线的所述X射线成像器的X射线源的前方或后方。
图4示出了用于处理2D投影图像的装置。
图5示出由图4中的装置生成的概览图像。
图6示出针对处理2D投影图像的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，示出了C型臂X射线成像设备100。
C形的臂在其两端之一上附接有X射线源130，并且在另一端上附接有
随着C型臂绕要被成像的对象115旋转，X射线源130发射撞击对象
X射线。X射线从源130经过对象115并到探测器120上。撞击在探
120上的每个X射线均生成信号，该信号被控制器170转化成像素图
X射线随着其通过对象115而被衰减。衰减的程度被编码成与该
关联的灰度值。
随着C型臂绕对象115旋转，在大量不同的投影角度或沿在不同角度
的不同投影轴采集多个图像。此外，针对每个投影轴p，在不同的采集时间
采集大量的帧。
115的
测器
像信息。
像素相
探测器120，探测器120被配置为探测由X射线源130发射的X射线。C
型臂具有轴颈在轴承150上的杆，以允许携带有X射线源130和探测器120
的C型臂的旋转。台140被布置在C型臂旋转时由X射线源130和探测器
120扫过的圆之间的中心。在台140上设置感兴趣对象115，用于X射线成
像。用于控制X射线成像器的操作的控制器170被示为与X射线源130、
探测器120和数据库160通信。
由介入X射线系统100(有时被称作C型臂CT扫描器)生成的输出 为不同
同的采序列的选择投影图像，每个图像序列均表示以特定的投影轴p在不
集时间采集到的投影图像。
输出的2D投影图像110a-c以合适的数字格式(例如DICOM)被存储
库160上。图像110a-d中的每个都是二维的，因为每个都是由像素
素的阵列定义的。每个像素编码一灰阶值。所述灰度值可以通过定
阵列的坐标x，y访问或寻址。在每个图像110a-d中，在其DICOM
编码有采集图像110a、b、c或d的所述投影角度阿尔法。每个图像
都定义一映射(x，y)→g，其中在图像110a-d中的位置x，y处的
在数据
图像元
义所述
标头中
110a-d
每个像
定义灰
是在所
不必指
像可以
素元件均具有被分配到其的灰阶值g。可以针对每个像素位置x，y
度值梯度。所述梯度是关于所述映射(x，y)→g取得的，并且方向
述图像的平面上沿跨所述图像的灰度值最大改变速率的。数据库160
物理盘上的一组文件，其也可以指直接存储了图像110a-d而使得图
由单元170或其他接口单元处理的存储器系统。
参考图2，感兴趣对象115为人类脉管的部分。示出的管状结构为人类
主动脉205的部分的示意图，具有从其分支的动脉210。主动脉205和动脉
210限定分叉。动脉210在主动脉205的侧壁处与主动脉205交会。在交会
的区域处，形成“孔口”212或侧壁开口，以允许血液从动脉中到主动脉中
或从主动脉到动脉中的流体通道。在取得图像110a-110c时，造影剂存在于
所述血液中。在图2中通过主动脉205和动脉210内侧的晕线指示所述造
影剂的存在。主动脉205和动脉210的纵向方向限定平面230。投影图像
110a是以正交于平面230的投影轴p采集的，
平面230的投影轴q采集的。 而投影图像110b是不正交于
现在参考图3，用表示投影图像110b的边缘的框架矩形，示出了非正
交投影图像110b的更详细的平面视图。由于其一般为管状的形状并且由于
210
图像110b是在近似跨患者的纵轴采集的，主动脉205的投影在图像110b
中被示为大体矩形部分。下文中将所述矩形投影称作主动脉覆盖面305。类
似地，动脉210的投影被示为矩形部分310并且在下文中被称做动脉覆盖
面310。从图2、图3可见，当在沿投影轴q的投影视图中观看时，动脉
与主动脉205交叠。所述透视交叠得到如在图3中所示的交叠区域
叠部分320延伸到主动脉覆盖面305中，并且终止于表示孔口
的大致半圆口部分。
320。交
321的区域
投影图像110b中的交叠部分320源于在图像110b的采集时间，X射
存在于主动脉205中的所述造影剂和存在于动脉210中的所述造影
图3中的交叠区域320因此表现为比主动脉覆盖面305或动脉覆
310或图像背景中的任一个更暗。
在图3中通过交叠区域320中的交叉晕线指示因所述透视图造成的该
造影剂聚集。
参考图4，示出了被配置为估计孔口321的位置的装置，所述估计基于
所述装置包括处理单元420，其在操作中，经由数据库接口器件415与
广义地讲，图4中的所述装置在脉管投影图像110b中输出对孔口321
投影图像110b中的图像信息。
线穿过
剂两者。
盖面
明显的
数据库160通信。处理单元420控制分割器430和屏幕405。屏幕405上的
输出由输出单元310控制。分割器430与强度检测器440并与流动元素分
析器450通信。
的位置的估计。所估计的孔口位置数据帮助外科医师规划C型臂支持的介
入。
在启动时，处理单元经由数据库接口器件415连接到投影图像110a-c
于其中的数据库160。处理单元读取投影图像110b。然后将投影图
110b的副本转发到分割器430，以将投影图像110b分割成一个或多个图
被保存
像
像分割。被这样分割的投影图像110b然后被传送到强度检测器440。基于
处理所分割的投影图像110b，强度检测器440
将分割的图像110b转发到强度检测器
像110b的所述副本或另一副本转
器450类似地处理分割的投影图像
的估计。
输出对孔口位置的估计。在
440之前、之后或期间，将分割的图
发到流动元素分析器450。流动元素分析
110b，以输出针对所述孔口位置的另外
流动元素分析器450在投影图像110b属于的一序列图像上执行时域分
在图4中铺展示出了所述装置的部件。然而，这是为图示清楚。所述
件处理单元420、分割器430、强度检测器440和流动元素分析器可
上为本地分布的，并且在合适的通信网络中连接。然而在其他实施
部件420、430和440作为软件程序在处理单元420上运行。所述部
以被布置为专用FPGA或硬接线独立芯片。所述部件可以被编程为
科学计算平台，例如或并然后被翻译成C++或
在处理单元420调用时链接所述程序。
现在更详细地解释图4中的装置的操作。
装置部
以事实
例中，
件也可
合适的
析。区别于流动元素分析器450的时域处理，强度检测器440将图像110b
作为“静止图像”，“空间地”处理。然后，将所述时域序列估计和所述静
止图像估计两者均转发到处理单元420，在这里对所述两个估计求平均以产
生针对所述孔口位置的平均最终估计。输出单元410然后使用所估计的孔
口位置，来生成针对所述孔口位置的图形标记，然后将其交叠在投影图像
110b上并一起显示在屏幕405上(参见图5)。
C程序，在程序库中维护并
分割器单元430划分图像110b中尚未结构化的像素信息，并限定像素
分割器430读取投影图像110b的副本。在对投影图像110b的选择之
以是对比度分析，以确保所选择的图像示出在采集所述图像时存在
造影剂。优选地，投影图像110b也被选择为避免饱和效应，所述饱
将完全遮住交叠区域320。
使用基于梯度的边缘检测技术，扫描图像110b中的像素灰度值，以将
主动脉覆盖面306的边沿304和306确定为最可能的上下轮廓线。示范性
梯度读取在图3中被指示为g。分割器430使用
信息，其中编码有图像帧(人像式/风景式)
向之间的关系。在其他实施例中，分割器
轮廓线。
前，可
足够的
和效应
区域。然后可以将所述区域处理为对其自身合适的目标。然后可以说出图
像110b中的每个像素是在所述对象之内或之外。图像110b已被划分成的
每个对象均被类似地称作分割。
图像110b的标头中的DICOM
与被成像的脉管的基本纵向取
将分析最可能的左到右或右到左
分割器然后分割动脉覆盖面310。从主动脉覆盖面305的右边沿306，
可以针对从主动脉覆盖面306分支的其他动脉，重复所述过程，但为
图示，针对示出的单个动脉310覆盖面解释所述程序。从所追踪的
建立与图像背景相比在相邻路径之间接界的区域中具有相对暗的
了简化
路径中，
灰度值
的像素
覆盖面
为对动
基于梯度和/或中心度值追踪像素路径。向着图像110b的右边沿，追踪所述
路径可配置的路径长度。使用梯度值测量跨所述路径的灰度值对比，从而
建立动脉覆盖面310的边沿309和311。
的相邻路径。由于动脉205中的造影剂，预期动脉覆盖面310之内
更暗。然后，取在之间具有相对暗的灰度值区域的相邻路径来表示
305的边沿309和311，并且边沿路径309、311之间的区域被记录
脉覆盖面310的分割。以上用于追踪主动脉边沿路径的程序将类似
到主动脉覆盖面305的左边沿304的动脉覆盖面。这里，在相反方
左主动脉覆盖面边沿304到图像110b的左边缘，追踪路径。
然后，将对构成动脉覆盖面310的点的像素坐标描述与对该路径的像
一起转发到强度检测器440。分割器430与强度检测器440合作，以
叠区域320。使用动脉覆盖面306的边沿309、311路径或中心路径，
一旦进入主动脉覆盖面306之内，强度检测器440沿动脉覆盖面中心
向继续进行，直到强度检测器440检测到灰度值强度的急剧下降。
生所述下降的像素位置，并且其对应于孔口212的投影的边界321。
以使用基于模型的方法来完成对交叠区域320的分割。可以假设动
面的宽度为交叠区域320的宽度，如在图3中所示。然后可以绕在
述孔边界上的点时使用的所述动脉覆盖面中心路径，拟合矩形部分。
于分支
向，从
素描述
分割交
强度检测器440沿动脉覆盖面中心路径向主动脉覆盖面306记录灰度值。
在进入主动脉覆盖面305时，随着灰度值升高，检测到阴暗，这是因为由
投影图像110b中的所述透视图造成的明显的造影剂聚集。
线的方
记录发
现在可
脉覆盖
追踪所
使用圆形作为针对所述孔覆盖面的模型，所述圆可以被拟合所述矩形部分
之内，从而记录的孔边界点在所述圆的周线上。
中心，作为对孔口321的位置的估计。可以不仅
心线，还针对两个边沿311、309重复所述程序，
针对孔和动脉使用除圆和矩形以外的不同投影模
代替圆，并且可以针对动脉覆盖面305使用曲线
然后输出所述拟合的圆的
针对动脉覆盖面310的中
并相应地拟合圆。也可以
型。例如，可以使用椭圆
带代替矩形部分。
根据一个实施例，针对多个样本图像中的每个执行检测器440的静止
析。
图像分
针对孔口位置321的静止图像估计或多个静止图像估计然后被返回到
元420。
如果接收到所述多个静止图像估计，则形成平均以获得针对所述静止
流动元素分析器450读取投影图像的序列，包括以按成像装置100采
的顺序的投影图像110b。由于随着所述序列上的所述图像被采集，
影剂的血液在所述脉管系统上移动，因此可以通过使用来自流体动
技术来建立所述流动，例如描述血流通过所述脉管的速度向量场的
迹线。例如，可以记录在所述序列图像上的颗粒的位置，并且可以
迹线相切的速度向量确定为针对所述流动方向的指示。针对覆盖面
内和主动脉覆盖面305之内两者，建立流动向量。使沿所述向量的线
并且通过流动元素分析器450来分析所述交叉点的位置。如果所述
出现在交叠区域320内侧，则将所述交叉点输出到处理单元420作
孔口位置321的另外的估计。也可以通过观看针对在动脉覆盖面310
脉覆盖面305中的不同流动向量的对以相同方式获得的不同交叉点，
于所述流动的孔口位置估计求平均。
根据一个实施例，流动元素分析器450单独地针对所述序列中的所述
的每个，产生独立的基于流动元素的孔口位置估计。然后将这样获
口位置估计的序列传送到所述处理单元用于求平均。根据该实施例，
处理单元然后对从分割器430和流动元素分析器450接收的所述孔口
位置求平均。
图像分析孔口位置的平均估计。
处理单
集它们
携带造
力学的
烟线和
将与其
301之
相交，
交叉点
为针对
和主动
来对基
图像中
得的孔
仅利用流动动力学的时域方面，其在于每个图像提供所述流动在孔口处的
不同视图。可以这样平均掉在所述图像的一些中示出的较不利的造影剂飞
溅，使得所述估计过程更为鲁棒。
处理单元然后将经平均的位置数据传送到输出单元415。输出单元(例
图5示出了对这种交叠有孔口位置标记510的概览图像的屏幕截图
图像520可以为从图像110a-110c获得的代表性DSA图像或流动图像。
图6示出了处理2D投影图像的方法的流程图。
在步骤S605，接收投影图像。
在步骤S610中，基于对初始投影图像的分割，建立对所述侧壁开口在
在步骤S620中，使用所估计的侧壁开口位置来生成标记，用于在所述
根据一个实施例，建立所述孔口位置的所述步骤包括在初始投影图像
中分割交叠区域。所述初始图像中的所述交叠区域是由于当沿已被用于采
屏幕上显示。所述标记在被交叠在所述投影图像中时，提供针对所述侧壁
开口在所述初始投影图像中的所述位置的视觉表示。
所述投影图像中的位置的估计。
根据一个实施例，也存在描绘交叠区域515的轮廓的任意交叠标记515。额
外地或可选地，标记505描绘脉管系统的边沿的轮廓。所显示的血管树图
像可以被外科医师用于控制移植物或支架在所述主动脉中的定位。例如，
可以在血管内设备定位与递送期间，将标记505、510、515交叠在所用的X
射线透视图像上。由于通过孔标记510标记了孔口位置，因而可以避免在
动脉205中定位支架时动脉205的阻塞。
405。
如图形用户界面控制器)然后使用所估计的孔口位置来生成图形标记。然
后在屏幕405上，将为描绘所述孔的轮廓的彩色圆圈形式的标记叠加在投
影图像110b或X射线透视图像上。
集所述投影图像的投影轴观看时主动脉与动脉发生交叠而形成的。建立所
述孔口位置的所述步骤还包括在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界
处检测强度下降，由此将所述下降发生的位置建立为对所述孔的位置的估
计。
根据本发明另外的实施例，建立所述孔口位置的所述步骤还包括在对
建立所述孔口位置的步骤还包括在所选择的投影图像上，识别第一流
动方向和第二流动方向，所述第一流动方向针对被表示在所述第一图像区
域中的流体，所述第二流动方向针对被表示在所述第二图像区域中的流体。
建立所述孔口位置的步骤还包括通过使用第一流动方向和第二流动方
在所述交叠之内或所述交叠的边界处，建立交叉点。然后输出这样建
交叉点作为针对所述孔口位置的另外的估计。
来自所述序列图像中的选择的图像中的每个中建立第一区域和第二区域。
所述第一区域中对每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述主动脉，并
且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述动脉。
向，
立的
根据本发明另外的实施例，所述孔口位置估计被平均。
根据本发明另外的实施例，针对所述管状结构的主图像上的交叠，生
根据本发明的一个实施例，在所述第一管和第二管中的所述脉管结构
根据本发明另外的实施例，所述估计孔口位置被用于调节X射线扫描
的主图像X射线透视图像被示为轮廓，并且当所述管状结构为人类或动物
脉管系统。
成针对所述估计位置标记。
器100中的投影角度，从而在随后获得的图像中，减少或甚至取消所述交
叠区域。为此，可以将由操作X射线成像器100的放射科医师提供的另外
的数据与所述估计孔口位置组合。为了最小化如通过类似的所述交叠区域
表示的投影缩减效应，所述另外的数据可以包括有关所述孔相对于所述投
影方向在前部或后部的线索。此外，为了确定新的投影角度或多个角度，
可以使用针对在所述孔处的所述动脉横截面的形状的模型。然后将所述形
状模型拟合到所观察的覆盖面305。例如，可以假设圆形横截面，并然后将
其拟合到所述投影中的动脉覆盖面305。对动脉覆盖面305的形状建模允许
3D中的2D孔口位置到所述形状建模的横截面的反向投影。适于解析所述
孔口位置相对于所述投影方向的前/后模糊性的额外的数据然后使得能够毫
无疑义地为所述孔分配3D位置。所述孔的所述3D位置允许确定针对X射
线系统100的调节的投影角度或投影轴，从而可以最小化后续图像中的交
叠区域。
根据本发明另外的实施例，可以在所述成像过程仍在进行时采集所述
在本发明的另一示范性实施例中，提供一种计算机程序或计算机程序
所述计算机程序单元因此可以被存储在计算机单元上，其也可以为本
发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行或引起执行上述方法的步
骤。此外，其可以适于操作上述装置的部件。所述计算单元可以适于自动
操作，和/或适于运行用户的命令。计算机程序可以被载入数据处理器的工
作存储器中。所述数据处理器因此可以被装配为执行本发明的方法。
单元，其特征在于适于在合适的系统上运行根据前述实施例中的一个所述
的方法的方法步骤。
输出最优位置。成像器100输出图像100a-c，图像被输入到装置400，并被
飞行中处理以输出所述估计孔口位置。输出孔口位置然后被反馈到X射线
图像控制器170，以调节用于X射线成像器100的当前投影角度。
本发明的该示范性实施例覆盖以下两者：从一开始就使用本发明的计
此外，所述计算机程序单元可以能够提供所有需要的步骤来履行上述
根据本发明另外的示范性实施例，提供一种计算机可读介质，例如
ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序单元，
计算机程序可以被存储和/或发布在合适的介质上，例如与其他硬件一
然而，也可以将所述计算机程序提供在诸如万维网的网络上，并且可
必须指出，本发明的实施例是参考不同主题而被描述的。具体而言，
一些实施例是参考方法型权利要求描述的，而其他实施例是参考装置型权
利要求描述的。然而，本领域技术人员将从上文以及下面的描述获悉，除
非另外指出，除属于一种类型的主题的特征的任意组合以外，涉及不同主
题的特征之间的任意组合也被视为由本申请公开。然而，提供大于特征的
简单加合的协同效应的所有特征均可以被组合。
以从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的
示范性实施例，提供一种用于使计算机程序单元可供下载的介质，该计算
机程序单元被布置为执行根据本发明的前述实施例中的一个所述的方法。
起或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其
他形式发布，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。
该计算机程序单元由前段描述。
CD-
方法的示范性实施例的所述程序。
算机程序，和借助于升级将现有程序转为使用本发明的程序的计算机程序。
尽管已在附图和前文的描述中图示并描述了本发明，但应将这种图示
和描述视为示例性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施
例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，
以及所附权利要求书的研究，可以理解并实现对
根据对附图、公开内容
所公开实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且定语“一”
个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中记
或“一
载的几
个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，
但是这并不指示不能有利地组合这些措施。权利要求书中的任何附图标记
都不应被解释为对范围的限制。
2024年5月6日发(作者：郎泽洋)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.7
(22)申请日 2012.09.07
(71)申请人 皇家飞利浦有限公司
地址 荷兰艾恩德霍芬
(72)发明人 B·卡雷尔森 M·E·巴利 R·弗洛朗
(74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司
代理人 王英
(51)
G06T7/00
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 103930926 A
(43)申请公布日 2014.07.16
(54)发明名称
具有孔口可视化的脉管轮廓描绘
(57)摘要
一种处理取自包括两个或多个管的
管状结构的2D投影图像(110a-b)的装置及
相关方法。所述管中的一个在侧壁开口处
从所述另一个管分支。所述装置被配置为
估计所述侧壁开口的位置。所述估计基于
对所述一个或多个投影图像的分割。针对
所述侧壁开口的所估计位置的标记可以被
显示为交叠在所述投影图像上。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种用于处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像
的装置，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所述第一管分支，
所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取得的，所
置包括： 述装
-输入单元；
-处理单元；以及
-输出单元；
所述输入单元被配置为选择初始投影图像；
所述处理单元被配置为基于对所述初始投影图像的分割，来建立对所
所述输出单元被配置为显示针对所估计的侧壁开口位置的标记，由此
2.如权利要求1所述的装置，所述初始投影图像是沿投影轴取得的，
所述处理单元包括：
述侧壁开口在所述投影图像中的位置的估计；
提供针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的所述位置的视觉表示。
所述第一管和第二管在沿所述投影轴观看时，发生交叠而形成所述初始投
影图像中的交叠区域，
分割器，其被配置为在所述初始投影图像中分割所述交叠区域；以及
强度检测器，其被配置为在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述投影图像是在所述流体流动
所述分割器被配置为在来自所述图像序列的选择图像中的每个中建立
其中，所述第一区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述
所述装置还包括：
流动元素识别器，其被配置为跨所选择的投影图像，识别在所述第一
其中，所述处理单元被配置为通过使用所述第一流动方向和所述第二
第一区域和第二区域，
处检测强度下降，由此将出现所述下降的所述位置建立为对所述第一管的
侧壁开口的所述位置的所述估计。
通过所述第一管的侧壁开口时相继取得的投影图像的序列中的一个，
第一管，并且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所
述第二管，
区域中表示的流体流动的第一流动方向和在所述第二区域中表示的流体流
动的第二流动方向；
流动方向，在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界处建立交叉点，这
样建立的交叉点为对所述第一管的侧壁开口的所述位置的进一步估计。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述处理单元被配置为通过对从
5.如权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中，所述输出单元还被
6.如权利要求1-5中的任一项所述的装置，其中，所述主图像为所述
脉管结构的X射线透视图像，其中，所述第一管和所述第二管和/或所述交
叠区域每个被示为轮廓，并且其中，所述管状结构为人类或动物脉管
的部分。
配置为将所识别的侧壁开口位置的所述标记叠加在所述管状结构的主图像
上。
所述初始投影图像获得的所述估计与从所述投影图像的序列获得的所述进
一步估计求平均来建立平均估计。
系统
7.一种处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像的计
算机辅助的方法，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所述第一
管分支，所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取
所述方法包括： 得的，
-选择初始投影图像；
-基于对所述初始图像的分割，建立对所述侧壁开口在所述投影图像中
-生成用于在屏幕上显示的对所估计的侧壁开口位置的标记，由此提供
的位置的估计；并且
针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的所述
位置的视觉表示。
8.如权利要求7所述的方法，所述初始投影图像是沿投影轴取得的，
-分割，以在所述初始投影图像中分割所述交叠区域；并且
-在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界处检测强度下降，由此将
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述投影图像是在所述流体流动
-在来自所述图像序列的选择图像中的每个中建立第一区域和第二区
域，其中，所述第一区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述
第一管，并且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中
通过所述第一管的侧壁开口时相继取得的投影图像的序列中的一个，所述
方法还包括：
所述第一管和第二管在沿所述投影轴观看时，发生交叠而形成所述初始投
影图像中的交叠区域，所述方法包括：
出现所述下降的所述位置建立为对所述第一管的侧壁开口的所述位置的所
述估计。
的所
述第二管；
-跨所选择的投影图像，识别在所述第一区域中表示的流体流动的第一
-通过使用所述第一流动方向和所述第二流动方向，在所述交叠区域之
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
-对来自所述初始投影图像的所述估计与来自所述投影图像的序列的所
11.如权利要求7-10中的任一项所述的方法，所述方法还包括：
为了在屏幕上显示，将所识别的侧壁开口位置或经平均的侧壁开口位
12.如权利要求7-11中的任一项所述的方法，基于所估计的所述侧壁
置的所述标记叠加在所述脉管结构的主图像上。
流动方向和在所述第二区域中表示的流体流动的第二流动方向；并且
内或所述交叠区域的边界处建立交叉点，这样建立的交叉点为对所述第一
管的侧壁开口的所述位置的进一步估计。
述进一步估计求平均，从而获得对所述侧壁开口位置的平均估计。
开口的位置，调节成像设备中的投影角度，由此实现在所述成像设备被用
于采集所述管状结构的另外的投影图像时，所采集的另外的投影图像
与所述初始投影图像中的所述交叠区域相比减少的交叠区域。
具有
13.一种用于处理取自包括第一管和第二管的管状结构的2D投影图像
的医学X射线成像系统，所述第二管在所述第一管的侧壁中的开口处从所
述第一管分支，所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构
取得的，所述系统包括： 中时
-数据库，其保存所述2D投影图像；
-根据权利要求1-6中的任一项所述的装置，其还包括数据库接口器件，
-屏幕，其用于显示所识别的侧壁开口位置的所述输出标记。
14.一种用于控制根据权利要求1-6中的一项所述的装置的计算机程序
12
15.一种存储有如权利要求14所述的程序单元的计算机可读介质。
以访问所述数据中的所述2D投影图像；
单元，所述计算机程序单元在由处理单元运行时，适于执行如权利要求7-
所述的方法的步骤。
说 明 书
技术领域
本发明涉及用于处理取自管状结构的2D图像的装置，涉及用于处理取
背景技术
介入性C型臂X射线成像设备有时被用于支持腔内修复程序，如AAA
所述介入性C型臂X射线成像器被用于在外科医师在脉管系统中引入
目标是在在所述血管内的精确定位所述医学设备。
从所述DSA获得的图像有时运行不能为所述外科医师提供所引入的医
发明内容
学设备相对于所述血管中的孔口的位置的良好概念。这随后可能必须获得
另外的RSA运行，因为仅基于当前DSA图像在所述血管内部定位所述医
学设备有时可能是个挑战。
诸如支架或腔内移植物的医学设备时产生脉管系统的大量DSA(数字减影
血管造影)投影图像。可以在所述介入期间将所述图像显示在屏幕上。借
助于手动标记工具或电子器件，在所述屏幕上显示所述脉管解剖结构的高
亮或标记轮廓线，而支持所述介入。
(腹主动脉瘤)或TAA(胸主动脉瘤)。
自管状结构的2D投影图像的方法，涉及用于处理取自管状结构的2D投影
图像的医学X射线成像系统，涉及计算机程序单元，并且涉及计算机可读
介质。
因此，可能存在着以下需要，即在一组即时的投影图像中为医学从业
本发明的目标通过独立权利要求的主题而得以解决，其中，从属权利
应指出，下文描述的本发明的各方面等同地适用于处理取自管状结构
要求中并入了另外的实施例。
者提供有关所述孔口的位置的更多信息。
的2D(二维)投影图像的计算机辅助方法，用于处理取
投影图像的医学成像系统，计算机程序单元以及计算机自管状结构的2D
可读介质。
根据本法的一个方面，提供一种用于处理取自管状结构的2D投影图像
所述管状结构包括第一管和第二管。所述第二管在所述第一管的侧壁
所述图像是在携带造影剂的流体存在于所述管状结构中时取得的。
所述装置包括：
-输入单元；
-处理单元；
-输出单元。
所述输入单元被配置为选择初始投影图像。
中的开口处从所述第一管分支。
的装置。
所述处理单元被配置为基于对所述初始投影图像的分割，建立对所述
所述输出单元被配置为显示针对所估计的侧壁开口位置的标记，由此
所述管状结构可以为人类或动物脉管系统的部分，例如主动脉分叉，
根据本发明的装置使得从已取得的投影图像的信息提取最大化。可以
根据本发明的一个实施例，所述处理单元包括：
-分割器，其被配置为在所述初始投影图像中分割交叠区域；以及
-强度检测器，其被配置为在所述交叠区域的之内或所述交叠区域的边
所述初始投影图像中的所述交叠区域一般出现在当被用于所述图像的
采集的投影轴不与由所述主动脉/动脉分叉定义的所述平面正交时。所述交
叠区域是由主动脉和动脉在所述投影图像中的各自投影(“覆盖面
界处检测强度下降，由此将出现下降的位置建立为对所述第一管的侧壁开
口的位置的估计。
避免在其他情况中要建立图像中孔口位置所需要的重复DSA运行，由此减
小对患者的X射线剂量和造影剂施予。与所述孔口位置正交地精确定位投
影角度不再是必须的，但是可能需要估计孔口位置，以再次调节所述投影
角度，如下文中将描述。
其中所述动脉在所述主动脉的侧壁中的孔口或开口处从所述主动脉分支。
然而，所述主动脉分叉中的所述孔口仅为示范性的，并且也可以在所述脉
管系统的其它部分或是实际上任意管状结构上实践本发明。
提供针对所述侧壁开口在所述初始投影图像中的位置的视觉表示。
侧壁开口在所述投影图像中的位置的估计。
(footprint)”)形成的，这是因为在所述脉管系统中，当沿该非正交投影轴
观看时，主动脉与动脉在透视图中交叠。
所述装置被配置为利用所述交叠区域的所述覆盖面中的线索来实现对
根据本发明的一个实施例，所述投影图像是在所述流体流动通过所述
进一步通过将之前的静态或“静止图像”图像分析与动态图像分析组
起信息提取，以在估计所述孔口位置时这样获得还要更高的准确度。
贯穿本申请，术语“平均”应在其广义上被理解为源自一组输入数量 值的数
合，引
孔口时相继取得的一系列投影图像中的一个。所述分割器被配置为在来自
所述图像序列的选择图像中的每个中建立第一区域和第二区域。选择意味
着所述序列中的所有图像或较少图像以节省CPU时间。所述第一区域中的
每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述第一管，并且所述第二区域中
的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述第二管。所述装置还包括流
动元素识别器，所述流动元素识别器被配置为跨所选择的投影图像，识别
在所述第一区域中表示的所述流体流动的第一流动方向和在所述第二区域
中表示的所述流体流动的第二流动方向。所述处理单元被配置为通过使用
所述第一流动方向和所述第二流动方向，在所述交叠区域之内或所述交叠
区域的边界处，建立交叉点。这样建立的交叉点为针对所述第一管的侧壁
开口的位置的进一步估计。根据本发明的一个实施例，所述处理单元被配
置为通过将从所述初始投影图像获得的所述估计与从所述系列投影图像获
得的所述进一步估计进行平均来建立平均估计。
所述孔口的图像中位置的估计。所述孔口的边界出现在发生像素灰度值强
度的下降的地方。所述强度下降的发生是因为：当在透视图中观看所述脉
管系统中的所述交叠时，存在所述造影剂的明显聚集，使得所述交叠区域
大体上在其边界内比外侧更暗。
学运算，以产生所述一组的极值之间的值。这样的数学运算的范例
术平均、几何平均、加权平均、鲁棒统计、中间值、次序统计、内
及类似数量。
根据本发明的一个实施例，所述输出单元还被配置为将所识别的侧壁
根据本发明的一个实施例，所述主图像为所述脉管结构的X射线透视
在屏幕上以图形方式表示相对于所述脉管树的所述孔口位置，帮助外
根据本发明的一个方面，所述估计孔口位置可以被用作在采集所述投
附图说明
现在将参考以下附图描述本发明的示范性实施例：
图1示意性地示出了用于采集投影图像的医学X射线成像装置。
图2示意性地示出了取得投影图像的脉管系统的部分。
图3示出了图3中所示的脉管系统的投影图像。
开口位置的标记叠加在所述管状结构的主图像上。
为：算
插值以
检查图像，其中主动脉和动脉和/或所述交叠区域均被示为轮廓线。
科医师或医学从业者导航于所述脉管结构，并将支架或腔内移植物放置在
患者的主动脉内。由此阻塞所述动脉中的一个的风险得以降低。
影图像时重新调节被用于所述X射线装置中的所述投影轴的线索。所述孔
口位置估计与另外的参数相组合可以被用于在取得后续图像时减小所述交
叠区域。所述另外的参数可以指示在所述主动脉分支的所述动脉是在相对
于发射所述X射线的所述X射线成像器的X射线源的前方或后方。
图4示出了用于处理2D投影图像的装置。
图5示出由图4中的装置生成的概览图像。
图6示出针对处理2D投影图像的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，示出了C型臂X射线成像设备100。
C形的臂在其两端之一上附接有X射线源130，并且在另一端上附接有
随着C型臂绕要被成像的对象115旋转，X射线源130发射撞击对象
X射线。X射线从源130经过对象115并到探测器120上。撞击在探
120上的每个X射线均生成信号，该信号被控制器170转化成像素图
X射线随着其通过对象115而被衰减。衰减的程度被编码成与该
关联的灰度值。
随着C型臂绕对象115旋转，在大量不同的投影角度或沿在不同角度
的不同投影轴采集多个图像。此外，针对每个投影轴p，在不同的采集时间
采集大量的帧。
115的
测器
像信息。
像素相
探测器120，探测器120被配置为探测由X射线源130发射的X射线。C
型臂具有轴颈在轴承150上的杆，以允许携带有X射线源130和探测器120
的C型臂的旋转。台140被布置在C型臂旋转时由X射线源130和探测器
120扫过的圆之间的中心。在台140上设置感兴趣对象115，用于X射线成
像。用于控制X射线成像器的操作的控制器170被示为与X射线源130、
探测器120和数据库160通信。
由介入X射线系统100(有时被称作C型臂CT扫描器)生成的输出 为不同
同的采序列的选择投影图像，每个图像序列均表示以特定的投影轴p在不
集时间采集到的投影图像。
输出的2D投影图像110a-c以合适的数字格式(例如DICOM)被存储
库160上。图像110a-d中的每个都是二维的，因为每个都是由像素
素的阵列定义的。每个像素编码一灰阶值。所述灰度值可以通过定
阵列的坐标x，y访问或寻址。在每个图像110a-d中，在其DICOM
编码有采集图像110a、b、c或d的所述投影角度阿尔法。每个图像
都定义一映射(x，y)→g，其中在图像110a-d中的位置x，y处的
在数据
图像元
义所述
标头中
110a-d
每个像
定义灰
是在所
不必指
像可以
素元件均具有被分配到其的灰阶值g。可以针对每个像素位置x，y
度值梯度。所述梯度是关于所述映射(x，y)→g取得的，并且方向
述图像的平面上沿跨所述图像的灰度值最大改变速率的。数据库160
物理盘上的一组文件，其也可以指直接存储了图像110a-d而使得图
由单元170或其他接口单元处理的存储器系统。
参考图2，感兴趣对象115为人类脉管的部分。示出的管状结构为人类
主动脉205的部分的示意图，具有从其分支的动脉210。主动脉205和动脉
210限定分叉。动脉210在主动脉205的侧壁处与主动脉205交会。在交会
的区域处，形成“孔口”212或侧壁开口，以允许血液从动脉中到主动脉中
或从主动脉到动脉中的流体通道。在取得图像110a-110c时，造影剂存在于
所述血液中。在图2中通过主动脉205和动脉210内侧的晕线指示所述造
影剂的存在。主动脉205和动脉210的纵向方向限定平面230。投影图像
110a是以正交于平面230的投影轴p采集的，
平面230的投影轴q采集的。 而投影图像110b是不正交于
现在参考图3，用表示投影图像110b的边缘的框架矩形，示出了非正
交投影图像110b的更详细的平面视图。由于其一般为管状的形状并且由于
210
图像110b是在近似跨患者的纵轴采集的，主动脉205的投影在图像110b
中被示为大体矩形部分。下文中将所述矩形投影称作主动脉覆盖面305。类
似地，动脉210的投影被示为矩形部分310并且在下文中被称做动脉覆盖
面310。从图2、图3可见，当在沿投影轴q的投影视图中观看时，动脉
与主动脉205交叠。所述透视交叠得到如在图3中所示的交叠区域
叠部分320延伸到主动脉覆盖面305中，并且终止于表示孔口
的大致半圆口部分。
320。交
321的区域
投影图像110b中的交叠部分320源于在图像110b的采集时间，X射
存在于主动脉205中的所述造影剂和存在于动脉210中的所述造影
图3中的交叠区域320因此表现为比主动脉覆盖面305或动脉覆
310或图像背景中的任一个更暗。
在图3中通过交叠区域320中的交叉晕线指示因所述透视图造成的该
造影剂聚集。
参考图4，示出了被配置为估计孔口321的位置的装置，所述估计基于
所述装置包括处理单元420，其在操作中，经由数据库接口器件415与
广义地讲，图4中的所述装置在脉管投影图像110b中输出对孔口321
投影图像110b中的图像信息。
线穿过
剂两者。
盖面
明显的
数据库160通信。处理单元420控制分割器430和屏幕405。屏幕405上的
输出由输出单元310控制。分割器430与强度检测器440并与流动元素分
析器450通信。
的位置的估计。所估计的孔口位置数据帮助外科医师规划C型臂支持的介
入。
在启动时，处理单元经由数据库接口器件415连接到投影图像110a-c
于其中的数据库160。处理单元读取投影图像110b。然后将投影图
110b的副本转发到分割器430，以将投影图像110b分割成一个或多个图
被保存
像
像分割。被这样分割的投影图像110b然后被传送到强度检测器440。基于
处理所分割的投影图像110b，强度检测器440
将分割的图像110b转发到强度检测器
像110b的所述副本或另一副本转
器450类似地处理分割的投影图像
的估计。
输出对孔口位置的估计。在
440之前、之后或期间，将分割的图
发到流动元素分析器450。流动元素分析
110b，以输出针对所述孔口位置的另外
流动元素分析器450在投影图像110b属于的一序列图像上执行时域分
在图4中铺展示出了所述装置的部件。然而，这是为图示清楚。所述
件处理单元420、分割器430、强度检测器440和流动元素分析器可
上为本地分布的，并且在合适的通信网络中连接。然而在其他实施
部件420、430和440作为软件程序在处理单元420上运行。所述部
以被布置为专用FPGA或硬接线独立芯片。所述部件可以被编程为
科学计算平台，例如或并然后被翻译成C++或
在处理单元420调用时链接所述程序。
现在更详细地解释图4中的装置的操作。
装置部
以事实
例中，
件也可
合适的
析。区别于流动元素分析器450的时域处理，强度检测器440将图像110b
作为“静止图像”，“空间地”处理。然后，将所述时域序列估计和所述静
止图像估计两者均转发到处理单元420，在这里对所述两个估计求平均以产
生针对所述孔口位置的平均最终估计。输出单元410然后使用所估计的孔
口位置，来生成针对所述孔口位置的图形标记，然后将其交叠在投影图像
110b上并一起显示在屏幕405上(参见图5)。
C程序，在程序库中维护并
分割器单元430划分图像110b中尚未结构化的像素信息，并限定像素
分割器430读取投影图像110b的副本。在对投影图像110b的选择之
以是对比度分析，以确保所选择的图像示出在采集所述图像时存在
造影剂。优选地，投影图像110b也被选择为避免饱和效应，所述饱
将完全遮住交叠区域320。
使用基于梯度的边缘检测技术，扫描图像110b中的像素灰度值，以将
主动脉覆盖面306的边沿304和306确定为最可能的上下轮廓线。示范性
梯度读取在图3中被指示为g。分割器430使用
信息，其中编码有图像帧(人像式/风景式)
向之间的关系。在其他实施例中，分割器
轮廓线。
前，可
足够的
和效应
区域。然后可以将所述区域处理为对其自身合适的目标。然后可以说出图
像110b中的每个像素是在所述对象之内或之外。图像110b已被划分成的
每个对象均被类似地称作分割。
图像110b的标头中的DICOM
与被成像的脉管的基本纵向取
将分析最可能的左到右或右到左
分割器然后分割动脉覆盖面310。从主动脉覆盖面305的右边沿306，
可以针对从主动脉覆盖面306分支的其他动脉，重复所述过程，但为
图示，针对示出的单个动脉310覆盖面解释所述程序。从所追踪的
建立与图像背景相比在相邻路径之间接界的区域中具有相对暗的
了简化
路径中，
灰度值
的像素
覆盖面
为对动
基于梯度和/或中心度值追踪像素路径。向着图像110b的右边沿，追踪所述
路径可配置的路径长度。使用梯度值测量跨所述路径的灰度值对比，从而
建立动脉覆盖面310的边沿309和311。
的相邻路径。由于动脉205中的造影剂，预期动脉覆盖面310之内
更暗。然后，取在之间具有相对暗的灰度值区域的相邻路径来表示
305的边沿309和311，并且边沿路径309、311之间的区域被记录
脉覆盖面310的分割。以上用于追踪主动脉边沿路径的程序将类似
到主动脉覆盖面305的左边沿304的动脉覆盖面。这里，在相反方
左主动脉覆盖面边沿304到图像110b的左边缘，追踪路径。
然后，将对构成动脉覆盖面310的点的像素坐标描述与对该路径的像
一起转发到强度检测器440。分割器430与强度检测器440合作，以
叠区域320。使用动脉覆盖面306的边沿309、311路径或中心路径，
一旦进入主动脉覆盖面306之内，强度检测器440沿动脉覆盖面中心
向继续进行，直到强度检测器440检测到灰度值强度的急剧下降。
生所述下降的像素位置，并且其对应于孔口212的投影的边界321。
以使用基于模型的方法来完成对交叠区域320的分割。可以假设动
面的宽度为交叠区域320的宽度，如在图3中所示。然后可以绕在
述孔边界上的点时使用的所述动脉覆盖面中心路径，拟合矩形部分。
于分支
向，从
素描述
分割交
强度检测器440沿动脉覆盖面中心路径向主动脉覆盖面306记录灰度值。
在进入主动脉覆盖面305时，随着灰度值升高，检测到阴暗，这是因为由
投影图像110b中的所述透视图造成的明显的造影剂聚集。
线的方
记录发
现在可
脉覆盖
追踪所
使用圆形作为针对所述孔覆盖面的模型，所述圆可以被拟合所述矩形部分
之内，从而记录的孔边界点在所述圆的周线上。
中心，作为对孔口321的位置的估计。可以不仅
心线，还针对两个边沿311、309重复所述程序，
针对孔和动脉使用除圆和矩形以外的不同投影模
代替圆，并且可以针对动脉覆盖面305使用曲线
然后输出所述拟合的圆的
针对动脉覆盖面310的中
并相应地拟合圆。也可以
型。例如，可以使用椭圆
带代替矩形部分。
根据一个实施例，针对多个样本图像中的每个执行检测器440的静止
析。
图像分
针对孔口位置321的静止图像估计或多个静止图像估计然后被返回到
元420。
如果接收到所述多个静止图像估计，则形成平均以获得针对所述静止
流动元素分析器450读取投影图像的序列，包括以按成像装置100采
的顺序的投影图像110b。由于随着所述序列上的所述图像被采集，
影剂的血液在所述脉管系统上移动，因此可以通过使用来自流体动
技术来建立所述流动，例如描述血流通过所述脉管的速度向量场的
迹线。例如，可以记录在所述序列图像上的颗粒的位置，并且可以
迹线相切的速度向量确定为针对所述流动方向的指示。针对覆盖面
内和主动脉覆盖面305之内两者，建立流动向量。使沿所述向量的线
并且通过流动元素分析器450来分析所述交叉点的位置。如果所述
出现在交叠区域320内侧，则将所述交叉点输出到处理单元420作
孔口位置321的另外的估计。也可以通过观看针对在动脉覆盖面310
脉覆盖面305中的不同流动向量的对以相同方式获得的不同交叉点，
于所述流动的孔口位置估计求平均。
根据一个实施例，流动元素分析器450单独地针对所述序列中的所述
的每个，产生独立的基于流动元素的孔口位置估计。然后将这样获
口位置估计的序列传送到所述处理单元用于求平均。根据该实施例，
处理单元然后对从分割器430和流动元素分析器450接收的所述孔口
位置求平均。
图像分析孔口位置的平均估计。
处理单
集它们
携带造
力学的
烟线和
将与其
301之
相交，
交叉点
为针对
和主动
来对基
图像中
得的孔
仅利用流动动力学的时域方面，其在于每个图像提供所述流动在孔口处的
不同视图。可以这样平均掉在所述图像的一些中示出的较不利的造影剂飞
溅，使得所述估计过程更为鲁棒。
处理单元然后将经平均的位置数据传送到输出单元415。输出单元(例
图5示出了对这种交叠有孔口位置标记510的概览图像的屏幕截图
图像520可以为从图像110a-110c获得的代表性DSA图像或流动图像。
图6示出了处理2D投影图像的方法的流程图。
在步骤S605，接收投影图像。
在步骤S610中，基于对初始投影图像的分割，建立对所述侧壁开口在
在步骤S620中，使用所估计的侧壁开口位置来生成标记，用于在所述
根据一个实施例，建立所述孔口位置的所述步骤包括在初始投影图像
中分割交叠区域。所述初始图像中的所述交叠区域是由于当沿已被用于采
屏幕上显示。所述标记在被交叠在所述投影图像中时，提供针对所述侧壁
开口在所述初始投影图像中的所述位置的视觉表示。
所述投影图像中的位置的估计。
根据一个实施例，也存在描绘交叠区域515的轮廓的任意交叠标记515。额
外地或可选地，标记505描绘脉管系统的边沿的轮廓。所显示的血管树图
像可以被外科医师用于控制移植物或支架在所述主动脉中的定位。例如，
可以在血管内设备定位与递送期间，将标记505、510、515交叠在所用的X
射线透视图像上。由于通过孔标记510标记了孔口位置，因而可以避免在
动脉205中定位支架时动脉205的阻塞。
405。
如图形用户界面控制器)然后使用所估计的孔口位置来生成图形标记。然
后在屏幕405上，将为描绘所述孔的轮廓的彩色圆圈形式的标记叠加在投
影图像110b或X射线透视图像上。
集所述投影图像的投影轴观看时主动脉与动脉发生交叠而形成的。建立所
述孔口位置的所述步骤还包括在所述交叠区域之内或所述交叠区域的边界
处检测强度下降，由此将所述下降发生的位置建立为对所述孔的位置的估
计。
根据本发明另外的实施例，建立所述孔口位置的所述步骤还包括在对
建立所述孔口位置的步骤还包括在所选择的投影图像上，识别第一流
动方向和第二流动方向，所述第一流动方向针对被表示在所述第一图像区
域中的流体，所述第二流动方向针对被表示在所述第二图像区域中的流体。
建立所述孔口位置的步骤还包括通过使用第一流动方向和第二流动方
在所述交叠之内或所述交叠的边界处，建立交叉点。然后输出这样建
交叉点作为针对所述孔口位置的另外的估计。
来自所述序列图像中的选择的图像中的每个中建立第一区域和第二区域。
所述第一区域中对每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述主动脉，并
且所述第二区域中的每个表示沿所述投影轴的投影视图中的所述动脉。
向，
立的
根据本发明另外的实施例，所述孔口位置估计被平均。
根据本发明另外的实施例，针对所述管状结构的主图像上的交叠，生
根据本发明的一个实施例，在所述第一管和第二管中的所述脉管结构
根据本发明另外的实施例，所述估计孔口位置被用于调节X射线扫描
的主图像X射线透视图像被示为轮廓，并且当所述管状结构为人类或动物
脉管系统。
成针对所述估计位置标记。
器100中的投影角度，从而在随后获得的图像中，减少或甚至取消所述交
叠区域。为此，可以将由操作X射线成像器100的放射科医师提供的另外
的数据与所述估计孔口位置组合。为了最小化如通过类似的所述交叠区域
表示的投影缩减效应，所述另外的数据可以包括有关所述孔相对于所述投
影方向在前部或后部的线索。此外，为了确定新的投影角度或多个角度，
可以使用针对在所述孔处的所述动脉横截面的形状的模型。然后将所述形
状模型拟合到所观察的覆盖面305。例如，可以假设圆形横截面，并然后将
其拟合到所述投影中的动脉覆盖面305。对动脉覆盖面305的形状建模允许
3D中的2D孔口位置到所述形状建模的横截面的反向投影。适于解析所述
孔口位置相对于所述投影方向的前/后模糊性的额外的数据然后使得能够毫
无疑义地为所述孔分配3D位置。所述孔的所述3D位置允许确定针对X射
线系统100的调节的投影角度或投影轴，从而可以最小化后续图像中的交
叠区域。
根据本发明另外的实施例，可以在所述成像过程仍在进行时采集所述
在本发明的另一示范性实施例中，提供一种计算机程序或计算机程序
所述计算机程序单元因此可以被存储在计算机单元上，其也可以为本
发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行或引起执行上述方法的步
骤。此外，其可以适于操作上述装置的部件。所述计算单元可以适于自动
操作，和/或适于运行用户的命令。计算机程序可以被载入数据处理器的工
作存储器中。所述数据处理器因此可以被装配为执行本发明的方法。
单元，其特征在于适于在合适的系统上运行根据前述实施例中的一个所述
的方法的方法步骤。
输出最优位置。成像器100输出图像100a-c，图像被输入到装置400，并被
飞行中处理以输出所述估计孔口位置。输出孔口位置然后被反馈到X射线
图像控制器170，以调节用于X射线成像器100的当前投影角度。
本发明的该示范性实施例覆盖以下两者：从一开始就使用本发明的计
此外，所述计算机程序单元可以能够提供所有需要的步骤来履行上述
根据本发明另外的示范性实施例，提供一种计算机可读介质，例如
ROM，其中，所述计算机可读介质具有存储在其上的计算机程序单元，
计算机程序可以被存储和/或发布在合适的介质上，例如与其他硬件一
然而，也可以将所述计算机程序提供在诸如万维网的网络上，并且可
必须指出，本发明的实施例是参考不同主题而被描述的。具体而言，
一些实施例是参考方法型权利要求描述的，而其他实施例是参考装置型权
利要求描述的。然而，本领域技术人员将从上文以及下面的描述获悉，除
非另外指出，除属于一种类型的主题的特征的任意组合以外，涉及不同主
题的特征之间的任意组合也被视为由本申请公开。然而，提供大于特征的
简单加合的协同效应的所有特征均可以被组合。
以从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。根据本发明的另外的
示范性实施例，提供一种用于使计算机程序单元可供下载的介质，该计算
机程序单元被布置为执行根据本发明的前述实施例中的一个所述的方法。
起或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其
他形式发布，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。
该计算机程序单元由前段描述。
CD-
方法的示范性实施例的所述程序。
算机程序，和借助于升级将现有程序转为使用本发明的程序的计算机程序。
尽管已在附图和前文的描述中图示并描述了本发明，但应将这种图示
和描述视为示例性或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施
例。本领域技术人员在实践要求保护的本发明时，
以及所附权利要求书的研究，可以理解并实现对
根据对附图、公开内容
所公开实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且定语“一”
个”不排除复数。单个处理器或其他单元可以完成权利要求书中记
或“一
载的几
个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，
但是这并不指示不能有利地组合这些措施。权利要求书中的任何附图标记
都不应被解释为对范围的限制。