CN104783825B - 用于产生血管系统的二维投影图像的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生感兴趣的身体区域的血管系统的至少一个2D投影图像的方法，包括以下步骤：拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组(S1)，拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像(S3)，通过消除尺寸超过预定的边界值的血管来产生改变后的3D数据组(S2)，利用改变后的3D数据组的投影数据将2D投影图像归一化(S4)，消除在归一化的2D投影图像中尺寸超过预定的边界值的血管投影(S5)，内插2D投影图像的消除了血管投影的区域(S6)，和利用改变后的3D数据组的投影数据将归一化的和内插后的2D投影图像反归一化(S7)。本发明还涉及一种计算机程序产品、一种控制和计算单元以及一种用于执行该方法的装置。

Description

用于产生血管系统的二维投影图像的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于产生特别是人或动物的身体的感兴趣的身体区域(特别是实质)的血管系统的至少一个二维投影图像的一种方法和一种装置。
背景技术
对于使人或动物的身体的血管系统可视化，公知了不同的技术。在数字减影血管造影(DSA)的形式下在给予造影之后在预定的固定的投影角度下利用X射线装置重复拍摄二维投影图像，其中从每个图像减去参考图像(掩模图像)。在此在不存在造影剂的时间点建立掩模图像。通过这种方式，造影剂到血管的流入、由此血流可以被可视化(灌注)。基于单个的时间序列图像减去掩模图像，示图仅还包含以造影剂填充的血管。背景(组织，骨骼，空气)被淡出。数字减影血管造影在诊断中起重要作用，例如用于识别脑部中的病理性血管疾病。
公知一种名称为Syngo iFlow的工具，其基于数字减影血管造影，产生造影剂团的到达时间的参数化显示。DSA系列(时间序列图像)的各个图像被综合为一个参数化的图像，其中通常色彩编码地显示造影剂团的到达时间。到达时间在此例如是直至造影剂的最大强度的时间；形成所谓的到达峰值时间图(Time-to-Peak Karte，TTP图)。造影剂的早的到达时间例如可以按照红色谱中的一个颜色显示并且晚的到达时间按照绿或蓝色谱中的一个颜色显示。更多信息从文献“syngo iFlow/Dynamic Flow Evaluation/Answers for life，published by Siemens AG,Medical Solutions,Angiography,Fluoroscopic andRadiographic Systems”中得到。
在许多情况下在血管造影图像中，例如在数字减影血管造影中仅对实质(组织)的(较小的)血管感兴趣，但其通常被大的运送血出心的和/或引导血回心的血管(动脉，静脉)所覆盖。然而从数字减影血管造影的投影图像中消除该大的血管在目前是不可能。
除了通常的二维减影血管造影之外还公知能够使血管系统或血流三维可视化的成像技术，即所谓的3D血管造影或3D灌注。在此例如提到计算机断层造影(CT血管造影，灌注CT)、磁共振断层造影(磁共振血管造影，磁共振灌注成像)以及基于C形臂的成像。这些三维技术原则上也可以使用减影原理，从而在淡出背景的条件下可以产生纯的血管图像示。在三维技术的情况下公知分割大的血管，也就是将其照此分类和必要时从显示中移除。但三维技术的应用在治疗期间受到限制并且时间分辨率比在2D技术中更差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种方法和一种装置，其能够在2D投影图像中，特别是在二维的动态的减影血管造影中尽可能良好可视地显示较小的血管，特别是实质的血管。
上述技术问题通过按照本发明的方法、按照本发明的计算机程序产品、按照本发明的控制和计算单元以及按照本发明的用于执行该方法的装置来解决。本发明的优选实施在从属权利要求和随后的说明书中给出并详细描述。
按照本发明的方法包括以下步骤：
-拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组，
-拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像，
-通过消除尺寸超过预定的边界值的血管来产生改变后的3D数据组，
-利用改变后的3D数据组的投影数据将2D投影图像归一化，
-消除在归一化的2D投影图像中尺寸超过预定的边界值的血管投影，
-内插2D投影图像的消除了血管投影的区域，和
-利用改变后的3D数据组的投影数据将归一化的和内插后的2D投影图像反归一化(Denormalisierung)。
按照本发明的计算机程序产品具有计算机可读的数据载体和在数据载体上存储的计算机程序的程序代码，其被构造为，当在计算上运行计算机程序时控制按照本发明的方法。
按照本发明的控制和计算单元具有用于存储程序代码的程序存储器，其中程序代码被构造为，控制按照本发明的方法。
按照本发明的装置具有用于拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组的第一拍摄装置、用于拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像的第二拍摄装置以及控制和计算单元，其被构造为用于控制按照本发明的方法。第一和第二拍摄装置可以被构造为分开的拍摄装置或构造为共同的或相同的拍摄装置。
按照本发明的方法和按照本发明的装置能够消除2D投影图像中的大的血管(具有预定的最小尺寸的血管)，以便产生实质的(较小的)血管的示图，即所谓的虚拟的实质图(Parenchymogramm)。
为此首先拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组，这可以时间上不取决于2D投影图像的拍摄地进行。3D数据组优选地是血管造影图像，其尤其反映了血容量(实质血容量，PVB)。3D数据组的拍摄例如包括从不同的投影方向拍摄二维的X射线投影图像以及例如借助反投影法或另外的重建方法根据二维投影图像重建三维图像数据组。这些技术在现有技术中基本上是公知的并且因此在此不再详细描述。
在拍摄3D数据组期间、之前或之后例如通过X射线拍摄建立相同的身体区域的投影图像。
3D数据组包含所拍摄的身体区域的血管以及可能的背景，诸如骨骼、组织和/或空气。特别地，3D数据组包含血管几何特征，也就是关于血管的三维结构和关于血管在空间中的位置的信息。也就是，3D数据组包含感兴趣的身体区域的血管的三维图，优选按照“稳态(steady state)”，即，所有血管形成均匀的对比，例如因为其以造影剂填充(静态显示)。
在优选的实施方式中，分割3D数据组中的血管，从而3D数据组仅包含血管信息(没有背景)。
2D投影图像包含感兴趣的身体区域的血管的投影示图并且原则上可以从任意投影方向产生。特别地，2D投影图像既包含实质的血管，也就是组织的血管，也包含大的运送血出心的和引导血回心的血管。
从首先包含了所有血管，也就是实质的血管以及运送血出心的和引导血回心的血管(动脉，静脉)，的3D数据组中将尺寸超过预定的边界值的确定的血管分割出来。通过这种方式产生改变后的3D数据组，其优选不再包含运送血出心的和引导血回心的血管，也就是仅具有所谓的微循环的血管。改变后的3D数据组也可以被称为实质血容量(PBV)的三维数据组。3D数据组可以在希望时借助显示装置来显示并且也被称为3D拍摄，特别是3D-PBV拍摄。也就是，改变后的3D数据组仅包括血管系统的感兴趣的片段，特别是在没有大的运送血出心的和引导血回心的血管(动脉，静脉)的情况下。
根据改变后的3D数据组可以按照基本上公知的方式借助前向投影来产生投影数据。该投影数据被用于将2D投影图像归一化，也就是，利用从改变后的3D数据组中获得的投影数据将2D投影图像归一化。为此，沿着与2D投影图像的投影方向相同的投影方向进行前向投影。3D数据组的通过这种方式获得的投影数据形成了与2D投影图像不同仅包含血管系统的感兴趣的区域的投影图像。归一化在此尤其被理解为2D投影图像除以根据改变后的3D数据组计算出的投影图像(投影数据)。
在归一化的2D投影图像中将尺寸超过预定的边界值的血管投影分割出来并且以临床数据填充相应的区域，优选地通过非线性内插。非线性内插在此产生软的图像观感并且消除了大的血管。但也失去了该区域中的所有其它信息。
为了再次建立某些实质信息或关于实质的血管的信息，将内插后的投影数据(2D投影图像)反归一化，更确切地说根据仅包含实质体积(也就是填充实质)的改变后的3D数据组。为此，类似于之前的归一化，计算关于(包含了实质的血管的)3D数据组的线性积分并且用于将内插后的2D投影图像反归一化。通过这种方式将解剖学信息又引入2D投影图像中。反归一化在此尤其被理解为2D投影图像乘以根据改变后的3D数据组计算出的投影图像(投影数据)。
在本发明的优选的实施方式中，将尺寸超过预定的边界值的3D数据组的血管投影到特别是归一化的2D投影图像中，并且基于3D数据组的投影后的血管，消除在归一化的2D投影图像中尺寸超过预定的边界值的血管投影。从3D-PBV拍摄中分割出的血管被投影到2D投影图像(例如2D-iFlow投影)中并且标记其二维的“痕迹(Spuren)”。根据该标记识别出在2D投影图像中的大的血管。也就是将3D数据组中的大的血管分割出来。该分割的、大的血管被投影到2D投影图像中，以便在那里识别出相应的大的血管。通过这种方式可以以简单的方式识别出2D投影图像中的大的血管。基于现有的空间信息，在3D数据组中的大的血管的分割比在2D投影图像中的更简单和更精确。
在另一种优选的实施方式中，借助计算机断层造影(CT)、磁共振断层造影(MRT)或通过基于C形臂的成像来产生3D数据组。例如对于计算机断层造影来说是DynaCT-PBV或多层计算机断层造影(MSCT)。磁共振断层造影尤其可以是MR灌注。在磁共振血管造影中优选地进行基于图集的分割和分类，以便根据MR数据计算衰减图。优选基于减法建立3D数据组(PBV拍摄)，从而仅包含填充体积(没有例如骨骼的环境)。3D数据组优选是其中所有血管都被填充(没有时间信息)的血管的静态示图。
优选通过数字减影血管造影(DSA)的方法产生2D投影图像。在该基本上公知的过程中产生在给予造影的条件下拍摄的填充图像与无造影剂的掩模图像之间的差图像。逐像素地形成差。通过DSA，保留仅示出填充了造影剂的血管系统的照片(没有组织、骨骼等)作为最终图像。
在特别优选的实施方式中，拍摄2D投影图像的时间序列(DSA系列)。从时间序列的每个投影图像中减去无造影剂的掩模图像，从而可以显示造影剂的流入。该技术基本上是公知的并且在此不再详细描述。DSA系列的产生也可以被称为动态的二维DSA。
可以实现灌注的特别直观的显示，方法是从2D投影图像的时间序列(DSA系列)中产生或计算出最终的或累积的2D投影图像，其包含关于造影剂流入血管系统、特别是实质的信息。在该过程中将DSA系列的各个图像(时间序列图像)组合成参数化的总图像，在该总图像中包含造影剂流入的确定的参数，例如最大造影剂浓度的时间点(到达峰值时间，time-to-peak)、流入的时间点、血流或血容量(到达峰值时间图、2D参数化的DSA图示)。优选地，2D投影图像是造影剂到血管系统的流入的参数化图示，特别是以到达峰值时间图的形式。
在本发明的另一种优选的实施方式中，对于DSA系列的每个图像产生对应的改变后的3D数据组，其中在血管系统的、在各自的2D投影图像中没有被填充的那些区域，在3D数据组中被消除了，并且对于DSA系列的每个图像根据各个对应的改变后的3D数据组进行归一化和/或反归一化。为此的背景是，在本发明的优选的实施方式中PBV图(没有大的血管的3D数据组)仅表示血管系统被完全充满的时间点。因此在分割或前向投影时必须均衡，在2D系列中在各自的时间点哪个血管区域被填充。也就是对于2D系列的每个图像进行均衡，血管系统的哪个区域被填充。在各自的时间点在2D投影图像中没有被填充的那个区域，在3D数据组中被消除。这一点优选基于2D图像至3D数据组的反投影进行。通过二进制分析(体素是/否被填充？)对于DSA系统的每个时间序列图像产生改变后的3D数据组，在其中去除了各个没有被填充的体素。该步骤优选在归一化和/或反归一化之前进行。此外优选地，在将大的血管分割出来之前进行该步骤。
同样优选基于减法进行3D数据组的拍摄。在此从三维的造影剂数据组中减去三维掩模图像数据组(逐像素地相减)，从而仅保留归因于造影剂的信号。相应的方法可以被称为三维减影血管造影。在将大的血管(动脉，静脉)分割出来之后仅还保留实质的血管。在此，保留的差图像数据组可以被称为实质血容量(PBV)。由此本发明的思路在于，使用基于减影血管造影获得的实质血容量的数据组(PBV数据组)来将2D投影图像归一化和/或反归一化。
优选地逐图像点地(逐像素地)进行归一化和/或反归一化。在归一化的情况下，将2D投影图像的图像点除以3D数据组的前向投影的相应的像素。在反归一化的情况下，将2D数据组的图像点乘以3D数据组的前向投影的相应的像素。由此将特别是在具有内插后的数据的区域中的、来自于3D数据组的、解剖学的信息引入2D投影图像。
通过按照本发明的计算机程序产品、按照本发明的控制和计算单元和按照本发明的装置实现了结合该方法示出的优点和效果。就此而言，参考上述的解释。
按照本发明的装置尤其被构造为用于执行按照本发明的方法。在此，所设置的拍摄装置也可以通过唯一的拍摄设备实现。该总的拍摄装置例如可以是C形臂X射线装置。利用其可以通过移动身体来建立3D数据组以及拍摄时间上相继跟随的一个或多个2D投影图像。控制和计算单元被构造为，控制拍摄的建立和随后的处理。通过这种方式可以利用该装置执行按照本发明的方法。
附图说明
下面根据实施例和所附的附图对本发明作进一步的说明。附图中：
图1示出了用于示出按照本发明的方法的实施例的方法步骤的流程图，和
图2示出了用于执行按照本发明的方法的装置。
具体实施方式
下面根据图1描述了按照本发明的方法的实施例的各个方法步骤。在第一方法步骤S1中利用血管造影系统，例如C形臂设备来拍摄血管系统的3D数据组。优选地基于在填充图像和无造影剂的参考图像之间形成的差进行拍摄，在该填充图像中静态地，也就是均匀地或按照“稳态(steady state)”以造影剂填充血管系统。3D拍摄的结果是血管系统的三维的静态的图示。照片包含大的运送血出心的和引导血回心的血管(动脉，静脉)以及实质(特别是所谓的微循环)的血管。所有的血管必要时都可以被分割。
在第二方法步骤S2中对尺寸超过了预定的边界值的血管进行分割。这一点基于公知的分割方法进行，例如借助基于阈值的分割。但替换地例如也考虑根据数据组的3D图示进行手动分割。分割的结果是第一改变后的3D数据组(分割后的数据组)，其仅包含感兴趣的、较小的血管(特别是实质血管)。此外，产生第二改变后的3D数据组，其仅包含分割出来的、大的血管(动脉，静脉)。
步骤S1和S2可以在任意时间点，不取决于下面的步骤和/或不取决于灌注测量地进行。
在另一个方法步骤S3中特别是借助数字减影血管造影来拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像。优选地，在注射造影剂团之后很短时间内动态地拍摄多个时间上相继跟随的投影图像，以便动态地(以时间信息)显示血管系统的灌注。可以根据拍摄系列的各个照片或根据参数化的投影图像进行下面的步骤，该参数化的投影图像组合了拍摄系列的各个照片并且在总的图像中显示。
在步骤S4中根据实质体积的3D数据组进行2D投影图像的归一化(第一改变后的3D数据组，PBV数据组)。在此将2D投影图像逐像素地除以实质体积的3D数据组的前向投影。在此沿着与2D投影图像相同的投影方向进行3D数据组的前向投影。在此优选地首先将前向投影与2D投影图像配准。
在步骤S5中在2D投影图像中标记或消除尺寸超过预定的边界值的那些血管。这一点例如根据3D数据组的分割后的大的血管(第二改变后的3D数据组)进行。通过仅包含分割后的大的血管的、第二改变后的3D数据组的前向投影，在2D投影图像中识别出相应的大的血管并且可以将其按此分类。
在步骤S6中在2D投影图像中以人造数据填充大的血管的区域，特别地通过内插，优选非线性内插。通过内插首先损失通过大的血管遮盖的区域的解剖学信息。
为了将这些信息的至少一部分再次引入图像，在步骤S7中根据实质体积的3D数据组(第一改变后的3D数据组)将2D投影图像反归一化。为此将2D投影图像逐像素地乘以实质体积的3D数据组的前向投影。
步骤S3优选地包括对2D投影图像的时间序列的拍摄，以便显示血管系统的灌注。然后对于时间序列的每个时间点执行步骤S4至S7，其中在3D数据组中分别仅考虑血管系统的在各个时间点填充的区域。
然后在另一个步骤中可以将后处理的单个投影组合为一个新的到达峰值时间计算(TTP)和图示。新的图示抑制大的血管。
由此，本发明通过投影值的取决于时间的反归一化实现了TTP图的改善的显示，该TTP图不再包含大的和干扰的血管。为此优选地使用实质血容量的三维数据组(3D-PBV数据组)。其可以时间上独立于2D投影的拍摄(DSA拍摄或DSA系列)地进行并且基于3D信息而被用于将由任意角度拍摄的2D-DSA反归一化。一次存在的3D数据组由此可以随后被用于将多个2D-DSA照片反归一化，以便改善其显示。
图2示出了利用其可以执行按照本发明的方法的装置，并且该装置本身可以按照本发明构造或配置。该装置包括拍摄装置30，也就是X射线设备，特别是C形臂设备。拍摄装置30包括X射线源32和X射线探测器33，其固定在可围绕患者卧榻38偏转的C形臂31的手臂上。X射线探测器33优选是数字探测器，其可以产生置于患者卧榻38上的患者40的数字X射线图像。C形臂可运动地悬挂在支架34上。
通过控制和计算单元35来控制C形臂的运动和X射线图像的采集。此外，可以将通过X射线探测器33采集的数字X射线图像传输到控制和计算单元35并且在那里被处理。控制和计算单元35包括数据载体或程序存储器36，例如内部硬盘，在其上存储了用于控制拍摄装置30和用于处理获得的数据的计算机程序的程序代码。控制和计算单元35以及程序存储器36可以是计算机37的部分，其例如是PC、工作站或用于拍摄装置30的控制台。此外，也可以存在用于显示X射线图像的显示屏以及诸如键盘和/或鼠标的输入设备。
拍摄装置30被构造为，通过从不同方向拍摄多个二维投影图像，来拍摄感兴趣的身体区域、特别是患者的脑部的3D数据组。此外，拍摄装置30被设置为，从预定的方向上拍摄2D投影图像的时间序列。所拍摄的系列图像(DSA系列)可以被组合为参数化的图示(iFlow-Bild)，这优选地在控制和计算单元35中进行。但是替换地对于静态的3D数据组和包含时间信息的2D投影图像的拍摄也可以设置不同的和/或另外的拍摄设备。
虽然本发明在细节上通过优选的实施例详细阐述和描述，但本发明不受所公开的示例的限制并且可以由专业人员从中导出其它方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于产生感兴趣的身体区域的血管系统的至少一个2D投影图像的方法，包括以下步骤：
-拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组(S1)，
-借助数字减影血管造影(DSA)拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像(S3)，
-通过消除尺寸超过预定的边界值的血管来产生改变后的3D数据组(S2)，
-利用改变后的3D数据组的投影数据将2D投影图像归一化(S4)，
-消除在归一化的2D投影图像中尺寸超过预定的边界值的血管投影(S5)，
-内插2D投影图像的消除了血管投影的区域(S6)，和
-利用改变后的3D数据组的投影数据将归一化的和内插后的2D投影图像反归一化(S7)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将尺寸超过预定的边界值的3D数据组的血管投影到2D投影图像中，并且基于3D数据组的投影后的血管消除在归一化的2D投影图像中尺寸超过预定的边界值的血管投影。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助计算机断层造影(CT)、磁共振断层造影(MRT)或通过基于C形臂的成像来产生3D数据组。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拍摄2D投影图像的时间序列(DSA系列)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从2D投影图像的时间序列(DSA系列)中产生最终的2D投影图像，其包含关于造影剂流入血管系统的信息。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，对于DSA系列的每个图像产生对应的改变后的3D数据组，其中血管系统的、在各自的2D投影图像中没有被填充的那些区域，在3D数据组中被消除了，并且
对于DSA系列的每个图像根据各个对应的改变后的3D数据组进行归一化和/或反归一化。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，基于减法进行3D数据组的拍摄。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在拍摄3D数据组之后进行在3D数据组中的至少一个血管的分割。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，逐图像点地进行归一化和/或反归一化。
10.一种计算机程序产品，具有计算机可读的数据载体和在所述数据载体上存储的计算机程序的程序代码，其被构造为，当在计算机上运行所述计算机程序时控制根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.一种控制和计算单元，具有用于存储程序代码的程序存储器，其中所述程序代码被构造为，控制根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
12.一种用于产生感兴趣的身体区域的血管系统的至少一个2D投影图像的装置，具有：
-第一拍摄装置(30)，用于拍摄感兴趣的身体区域的3D数据组，
-第二拍摄装置(30)，用于拍摄拍摄感兴趣的身体区域的至少一个2D投影图像，和
-控制和计算单元(35)，其被构造为，用于控制根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9943233B2 (en) 2012-10-24 2018-04-17 Cathworks Ltd. Automated measurement system and method for coronary artery disease scoring
US10210956B2 (en) 2012-10-24 2019-02-19 Cathworks Ltd. Diagnostically useful results in real time
WO2015059706A2 (en) 2013-10-24 2015-04-30 Cathworks Ltd. Vascular characteristic determination with correspondence modeling of a vascular tree
JP6338849B2 (ja) * 2013-12-11 2018-06-06 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 画像解析装置、及び、ｘ線診断装置
JP6707320B2 (ja) * 2015-06-01 2020-06-10 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 画像処理装置およびｘ線診断装置
DE102015224356B4 (de) * 2015-12-04 2017-09-14 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Bildunterstützung eines Behandlers, Röntgeneinrichtung und Computerprogramm
WO2017199246A1 (en) 2016-05-16 2017-11-23 Cathworks Ltd. Vascular selection from images
EP3457930B1 (en) 2016-05-16 2023-11-15 Cathworks Ltd. System for vascular assessment
DE102016226195B3 (de) * 2016-12-23 2018-02-01 Siemens Healthcare Gmbh Berechnen eines vierdimensionalen DSA-Datensatzes mit variabler räumlicher Auflösung
US11295537B1 (en) * 2018-02-23 2022-04-05 Tipping Point Medical Images, Llc Method and apparatus for inserting virtual contrast into CT and MRI examinations
JP7532402B2 (ja) 2019-04-01 2024-08-13 キャスワークス リミテッド 血管造影画像選択のための方法および装置
US12039685B2 (en) 2019-09-23 2024-07-16 Cathworks Ltd. Methods, apparatus, and system for synchronization between a three-dimensional vascular model and an imaging device
DE102019215904B4 (de) * 2019-09-24 2023-04-20 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Erstellung einer digitalen Subtraktionsangiographie und Vorrichtung
CN118247294B (zh) * 2024-03-26 2024-10-15 强联智创（北京）科技有限公司 用于对分割血管的分割模型进行训练的方法和相关产品

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685243A (zh) * 2002-08-27 2005-10-19 肯尼迪克里格学院 微脉管血容量磁共振成像
US7024027B1 (en) * 2001-11-13 2006-04-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for three-dimensional filtering of angiographic volume data
CN101115989A (zh) * 2005-02-04 2008-01-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于确定血管几何形状和流特征的系统
CN101900823A (zh) * 2009-05-31 2010-12-01 上海西门子医疗器械有限公司 一种x射线偏移的校正方法和装置
DE102011005634A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zum Bereitstellen eines nachbearbeiteten 3D-Bilddatensatzes, insbesondere zu einer Gefäßstruktur
CN103310432A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 西安电子科技大学 基于四阶全变分流的ct图像归一化的金属伪影校正法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005055137A2 (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Viatronix Incorporated Vessel segmentation using vesselness and edgeness
US7983459B2 (en) * 2006-10-25 2011-07-19 Rcadia Medical Imaging Ltd. Creating a blood vessel tree from imaging data
US7860283B2 (en) * 2006-10-25 2010-12-28 Rcadia Medical Imaging Ltd. Method and system for the presentation of blood vessel structures and identified pathologies
DE102009032059A1 (de) * 2009-07-07 2011-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Sinogrammbearbeitung für die Metallartefaktreduktion in der Computertomographie
WO2012123896A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multiple modality cardiac imaging

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7024027B1 (en) * 2001-11-13 2006-04-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for three-dimensional filtering of angiographic volume data
CN1685243A (zh) * 2002-08-27 2005-10-19 肯尼迪克里格学院 微脉管血容量磁共振成像
CN101115989A (zh) * 2005-02-04 2008-01-30 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于确定血管几何形状和流特征的系统
CN101900823A (zh) * 2009-05-31 2010-12-01 上海西门子医疗器械有限公司 一种x射线偏移的校正方法和装置
DE102011005634A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-20 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Verfahren zum Bereitstellen eines nachbearbeiteten 3D-Bilddatensatzes, insbesondere zu einer Gefäßstruktur
CN103310432A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 西安电子科技大学 基于四阶全变分流的ct图像归一化的金属伪影校正法

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