CN108364339B - 对血管造影数据组进行图像处理的方法以及图像处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对患者的血管系统的关注的记录区域的血管造影数据组(1)进行图像处理的方法,其中,血管造影数据组(1)包括记录区域的二维或三维部分图像数据组的时间序列,其针对每个空间图像元素描述在记录血管造影数据组(1)时使用的造影剂的造影剂浓度的时间变化(2),然后通过按照图像元素将窗口函数(10)应用于时间参数组(8)来确定掩模数据组(12)的序列(11),并且通过将掩模数据组(12)应用于静态血管数据组(3)来确定静态显示数据组(5)的序列(4)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对患者的血管系统的关注的记录区域的血管造影数据组进行图像处理的方法和装置,其中,血管造影数据组包括记录区域的二维或三维部分图像数据组的时间序列,其针对每个空间图像元素描述在记录血管造影数据组时使用的造影剂的造影剂浓度的时间变化。此外,本发明涉及一种计算机程序和电子可读数据载体。
背景技术
朝向关注的记录区域中的患者的血管系统的可靠并且能够良好地解释的图像的方向的一个大的步骤是开发四维数字减影血管造影。在此,在造影剂以造影剂团块的形式移动通过患者的血管系统的关注的记录区域中的血管系统期间,利用X射线装置、例如利用具有C形臂的X射线装置,通过一次或多次旋转在不同的投影角度下记录记录区域的二维投影图像。通过减去在没有造影剂的情况下记录的掩模图像,形成数字减影血管造影的投影图像,其中,也可以针对各个重建的三维图像数据组进行减法。而在数字血管造影术的早期就已知,通过使用以特定时间间隔记录的数字减影血管成像的投影图像,来产生多个在时间上连续的三维图像数据组,以便由此重建三维部分图像数据组,同时还存在能够提供更好的图像质量并且还能够提供更好的时间分辨率的更新的方案。
在B.Davis等的文章“4D Digital Subtraction Angiography:Implementationand Demonstration of Feasibility”,DOI:10.3174/ajnr.A3529中描述了这些方案中的一个。在那里提出了,首先使用特别是显示至少在很大程度上填充的血管的数字减影血管造影的投影图像中的大部分,来重建显示记录区域中的整个血管系统的非时间分辨的三维血管数据组,其通过以乘法嵌入数字减影血管造影的特别是归算后的投影图像的时间信息建立连续更新体素值的基础,从而形成一系列时间分辨的3D图像,即四维血管造影数据组的一系列部分图像数据组。换句话说,最终使用血管数据组来限制集成了数字减影血管造影的投影图像的时间信息的各个三维部分图像数据组的重建。因此要实施乘法反投影。这可以理解为,作为在记录投影图像的时间点以造影剂填充来强调位于显示造影剂填充的投影图像的一个像素的射束上的显示血管的体素。
如此在整体上描述的四维重建算法包括:为了确定血管数据组的已知的数字减影血管造影的三维图像重建步骤。为了产生高质量的血管数据组,如已经阐述的,必须存在足够数量的连贯地以造影剂填充的投影图像。为了确保这一点,已知一方面使用记录扩展的角度范围、通常为>200°的图像记录协议,另一方面进行相对长时间、例如持续大约7秒的造影剂注入,其中,造影剂施予的持续时间的要求(由此还有团块的大小)通过在关注的记录区域中、例如在脑部中的一般的血液循环时间来给定。
然而,如此描述的用于获得作为四维血管造影数据组的基础的高质量的三维血管数据组的前提可能导致重叠的流动相。更准确地说,在四维数字减影血管造影中可能在动脉期和静脉期之间出现时间上的重叠,这在限制中导致不能将动脉结构和静脉结构分离地视觉化并且进行判断。此外,在像电影一样查看部分图像数据组的时间序列时产生难以进行判断的印象。
通过缩短造影剂注入时间、因此通过较短的团块来消除该问题仅在严重的质量损失的情况下才可能。如果使用例如通常在二维数字减影血管造影中应用的0.5至2秒范围内的注入时间,虽然能够明显地区分动脉流入和静脉流出,但是用作四维血管造影数据组的限制数据组的三维血管数据组的图像质量,以及因此四维血管造影数据组的质量会极其低。
特别是在与血管的重叠相互作用的情况下,流动期的重叠使得详细病理学分析明显变得困难,例如在分析具有与其病灶(Nidus)、相关动脉瘤、静脉狭窄等相关的动静脉畸形(AVM)的血管结构时。
在所谓的2D+t血管造影数据组中,这意味着,在显示在关注的记录区域中的造影剂扩散的进展的二维部分图像数据组的时间序列中也可能出现类似的问题。通常,以直观、容易理解并且不被其它效果遮蔽的方式再现描述对比行为的、特别是造影剂浓度的时间变化的时间参数是复杂的。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题是,使得能够以更容易理解并且更直观的方式显示包含在二维或三维部分图像数据组的时间序列中的变化信息。
上述技术问题通过根据本发明的方法、根据本发明的图像处理装置、根据本发明的计算机程序和根据本发明的电子可读数据载体来解决。有利构造从下面的描述中得到。
因此,开头提及的根据本发明的方法设置为,根据血管造影数据组,确定针对在部分图像数据组中描述的记录区域的每个图像元素的,包含表示造影剂浓度的时间变化、特别是绝对时间参数的、静态的时间参数组,然后通过按照图像元素将窗口函数应用于时间参数组来确定掩模数据组的序列,并且通过将掩模数据组应用于完整显示记录区域中的造影剂流过的血管系统的、以血管造影数据组为基础的或者根据血管造影数据组导出的静态血管数据组来确定静态显示数据组的序列,窗口函数具有大于零的窗口宽度,并且对于掩模数据组的序列的每个时间点选择在由时间参数覆盖的参数空间中的另一个子区间。
于是可以对应地在显示装置上再现显示数据组的优选的时间序列,从而能够容易理解、直观地再现时间参数的描述。在此,全部本身是静态的时间参数组、掩模数据组、显示数据组和血管数据组的维度对应于部分图像数据组的维度,因为本发明不仅可以应用于2D+t血管造影,而且可以应用于3D+t血管造影(四维血管造影)。对应地,图像元素对于2D对应于像素,对于3D对应于体素。下面主要讨论包含三维部分图像数据组的时间序列的四维血管造影数据组的主要应用情况。窗口函数优选可以归算到0和1之间的区间,从而掩模数据组可以通过使用相同的图像值动态变化特别简单地应用于血管数据组;应当指出,当然也可以想到,通过特别是1以下的窗口函数的值范围的变化,感知到的造影剂强度/最大浓度的变化是可能的。
在本发明的范围内,还优选产生掩模数据组和显示数据组的时间序列,这意为,为序列的每个数据组分配特别是描述窗口在时间参数空间中的位置的时间点。例如,对应的时间点可以是窗口的中心和/或窗口的起点。在此,还特别优选在窗口函数的序列中,按照时间排列的子区间彼此连续,这意为,在序列内部,时间点对应于增加的时间。例如,对于不同时间点的窗口函数,(针对所有窗口函数相同地形成的)窗口可以“移动”通过时间参数的参数空间,即至少其起点和/或其终点,以便确定包含对应于时间参数空间中的在时间上彼此连续的子区间的显示数据组的时间序列。这些构造特别是在造影剂浓度的时间变化的绝对时间参数的情况下是适宜的。
在本发明的一个特别优选的构造中设置为,确定描述各个图像元素中的最大造影剂浓度的时间点或者造影剂的到达时间的时间参数。在此,可以想到不同的变形,来具体地定义经常也被称为“团块到达时间”(BAT,Bolus Arrival Time)的图像元素中的、特别是体素中的造影剂的到达时间。因此可以设置为,将造影剂的到达时间确定为超过预定的造影剂浓度的时间点和/或确定为在图像元素中超过最大造影剂浓度的预定比例。在这种情况下,时间参数组最终对应于在其中为每个空间图像元素、特别是为每个体素分配造影剂的对应的到达时间的静态BAT数据组。这意为,时间参数组包含时间,但是本身与时间不相关。但是,可以想到使用最大造影剂浓度的时间点,在许多团块形状的情况下较不适宜。
在这种构造中,最终通过显示数据组来显示通过记录区域的虚拟团块的造影剂变化的时间序列,其中,可以使用也已经在部分图像数据组的时间序列中使用的时间点或者至少能够使用相同的数量。换句话说,给出了一种极其简单的方式,来作为显示手段引入虚拟的、特别是缩短的、由此避免流动期的重叠的虚拟团块。特别是能够以这种方式以显示数据组的形式,在造影剂团块通过血管的整体通过时间期间,通过造影剂团块的具体的计算缩短、时间重组,实现时期分离的时间分辨的图像序列。这意为,基于血管造影数据组,可以计算新的2D+t数据组或者3D+t数据组来作为与较短的造影剂团块形态对应的显示数据组的时间序列,从而用户能够更清楚地理解血管结构和对应的流动模式。在此,应当指出,最终描述虚拟团块的延伸的窗口函数的窗口宽度相对于记录投影图像时的实际造影剂团块不一定必须缩短,相反在这有意义的情况下,也可能延长,例如在2D+t血管造影的情况下。总而言之,通过本发明在这种构造中给出了一种显示选项,其涉及假想的通过计算实现的虚拟造影剂团块,通过可以形成新的血管造影数据组的显示数据组能够理解虚拟造影剂团块通过血管的移动。
在此,给出了极其高的图像质量,因为直接基于血管数据组,并且可以从部分图像数据组中或者从由其得到的造影剂变化曲线(造影剂浓度的时间变化)中得到时间信息。
在这里描述的描述造影剂团块在图像元素中的到达的、绝对的时间参数的使用中,窗口函数最终是一种加权函数,其再现通过计算重组的造影剂团块,以便激活二维或三维图像区域中的图像元素,这通过掩模数据组来实现。
这种情境下的一个具体的扩展设置为,使用选择直至特定时间的所有时间参数的窗口函数来显示流入行为,或者使用不再选择直至特定时间的所有时间参数的窗口函数来显示流出行为(Abflussverhalten)。因此,以这种方式可以确定单独显示流入或者单独显示流出行为的显示数据组的时间序列,其中,一次在掩模数据组上激活的、因此要显示的图像元素在序列的稍后的时间点始终保持激活,或者用总体上激活的、利用虚拟团块的造影剂的时间和流出去激活的图像元素开始。
在此还应当指出,原则上也可以想到考虑时间参数组中的相对时间参数,例如作为相对时间参数,可以使用时间变化中的造影剂峰值的宽度和/或上升时间。由此得到感兴趣的新的显示选项。
在本发明的一个适宜的扩展中可以设置为,基于用户输入来调整窗口宽度。以这种方式,在BAT的示例中,例如可以通过与显示数据组共同显示对应的操作元件,然后将显示数据组实时地调整为最终也给出子区间的长度的新的窗口宽度,来作为时间参数在用户侧调整虚拟团块的团块长度。特别是也可以设置为,窗口函数模拟虚拟团块变化。
除了窗口宽度之外,窗口函数还可以具有特别是同样可以在用户侧设置的至少一个另外的形状参数。因此,在适合于模拟虚拟团块的实施方式中,窗口宽度以及在需要时另外的形状参数描述虚拟团块的形状,其理想地可以在用户侧优选通过将对应的操作元件、例如滑动控制器插入到还可以显示所述显示数据组的用户界面中来调整。
作为窗口函数,可以使用矩形函数和/或梯形函数和/或基于余弦的函数。矩形函数是极其经典的类型的窗口函数,其借助掩模数据组来激活或者去激活各个图像元素。在其它形式的窗口函数、特别是梯形函数和/或基于余弦的函数的情况下,在掩模数据组中也可能出现多于两个的值,从而例如可以在显示数据组的时间序列中实现图像元素中的显示强度的缓慢“增大”或显示强度的缓慢“减小”,这特别适合要模拟虚拟团块时。
对于这种虚拟团块,使用基于余弦的函数作为窗口函数是特别合适的。在基于余弦的函数的情况下,除了余弦窗口的最大值之外,还仅存在一个描述窗口宽度的形状参数,作为可能与团块长度有关的另外的参数。因此,在窗口宽度对应于通过计算变换的虚拟造影剂团块的长度的同时,描述时间点的流动期的窗口的中心的调整对应于虚拟团块通过血管系统的移动。因为使用大于零的窗口宽度,因此特别是借助无穷短的团块的当前位置也避免了仅仅短暂的闪光,而且尽管最终通过计算产生了虚拟团块,用户还是获得了显示是真实的、能够解释的印象,然而显示使得能够清楚地分离流动期。
所述方法的一个扩展设置为,由操作者借助操作元件以能够选择的方式在显示装置上显示所述显示数据组。特别是,除了用于要显示的序列的显示数据组、因此用于选择时间序列中的时间点的操作元件之外,还可以设置用于选择窗口函数的形状参数、特别是窗口宽度的操作元件,例如分别以在用户界面中显示的滑动控制器的形式。因此,在虚拟团块的情况下,通过滑块一方面可以调整虚拟团块的长度,另一方面可以借助另一个滑块将团块移动通过记录区域中的血管系统。因此,在一个扩展中可以设置为,显示用于调整窗口函数的至少一个另外的形状参数和/或窗口宽度的至少一个另外的操作元件。
在此还应当指出,原则上还可以想到,与先前记录的描述实际施予的造影剂的时间变化的血管造影数据组无关地确定或预先给定时间参数组。在此,优选利用记录区域中的血管系统的模型进行处理,该模型例如可以根据三维数字减影血管造影的图像数据组、例如根据血管数据组导出。然后可以模拟造影剂团块通过血管系统的模型的流动,以便产生时间参数组。例如,在此可以假设造影剂团块通过血管系统的速度是固定的,从而例如可以在沿着血管的中线(中心线)确定的路径长度上分配对应的在图像元素中反映的位置的团块到达时间,从而同样作为时间参数组形成BAT数据组。因此,如果仅存在特别是血管数据组形式的记录区域中的血管系统的静态映射,则在此借助这里描述的方法也能够模拟并且在与测量无关的显示数据组的时间序列中产生虚拟团块。在模拟的过程中也可以使用数值流体力学(CFD)。值得注意的是,在该原则上可以想到的实施方式中,当假设造影剂团块的速度是固定的,并且研究路径长度时,不需要模拟准确的团块形状,而是通过窗口函数并且将其应用于描述造影剂的到达时间的时间参数组来映射团块形状。这使得能够在不存在时间信息的情况下仍然能够以快速并且开销少的方式以显示数据组的形式获得显示造影剂的流入或流出行为的图像。
除了所述方法之外,本发明还涉及一种图像处理装置,用于执行根据本发明的方法,所述图像处理装置具有用于确定时间参数组的第一确定单元、用于确定掩模数据组的第二确定单元和用于确定显示数据组的第三确定单元。关于根据本发明的方法的所有描述可以类似地转用于根据本发明的图像处理装置,从而利用图像处理装置也能够获得已经提到的优点。对应的单元可以通过硬件和/或软件来实现。图像处理装置可以作为血管造影装置、特别是具有C形臂的血管造影装置的一部分来实现。
根据本发明的计算机程序例如能够直接加载到图像处理装置的存储器中,并且具有程序装置,用于当在图像处理装置中执行计算机程序时,执行这里描述的方法的步骤。计算机程序可以存储在根据本发明的电子可读数据载体上,电子可读数据载体因此包括存储在其上的电子可读控制信息,电子可读控制信息至少包括提及的计算机程序并且被设计为,当在图像处理装置中使用数据载体时,电子可读控制信息执行这里描述的方法。根据本发明的数据载体优选地可以是非易失性数据载体、特别是CD-Rom。
附图说明
本发明的其它优点和细节从下面描述的实施例中以及根据附图得到。在此,
图1示出了根据本发明的方法的实施例的流程图,
图2示出了特定时间点的窗口函数的可能的构造,
图3示出了显示数据组的时间序列,以及
图4示出了根据本发明的图像处理装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的方法的实施例的原理流程图。从数字减影血管造影的四维(3D+t)血管造影数据组1那里开始。如原则上已知的,血管造影数据组1包括多个部分图像数据组,该多个部分图像数据组分别显示造影剂团块移动通过被血管造影数据组1覆盖的患者的血管系统的关注的记录区域的时间段的不同的时间点。这意为,对于在部分图像数据组中反映的每个体素(图像元素),可以通过描述造影剂浓度的对应的图像值的时间顺序来确定体素中的造影剂浓度在该时间段上的时间变化2。
血管造影数据组1的问题是,为了产生其,使用极其延长的造影剂团块,这意为,例如7秒长的注入时间,以便获得尽可能多的、在记录区域中的血管系统的至少大部分被造影剂填充的数字减影血管造影的投影图像。由这些投影图像产生高质量的三维血管数据组,当确定血管造影数据组1时,三维血管数据组最终描述在乘法反投影的过程中对于随后整个时间段上的投影图像的时间信息的添加的限制。当然也可以想到用于具体地确定血管造影数据组的其它可能性。然而,造影剂团块的长度导致动脉流入阶段和静脉流出阶段不再能够清楚地分离并且重叠,这使得对血管造影数据组1或一系列显示的部分图像数据组的解释变得困难。
现在,这里示出的根据本发明的方法的实施例用于产生三维显示数据组5的时间序列4,三维显示数据组5显示虚拟的、较短的造影剂团块流过记录区域中的血管系统并且可以理解为新的血管造影数据组。在时间序列4中,可以明显地区分动脉流入阶段和静脉流出阶段,其中,也可以说,对于时间序列4,可以特别巧妙地、低成本地确定到血管系统中的不同的位置的团块到达时间的显示。时间序列4的划分可以对应于血管造影数据组1的部分图像数据组的时间序列的划分。
在所述方法的第一步骤6中,对记录区域的所有体素的时间变化2进行分析,以便针对每个体素确定造影剂团块的到达时间7。其可以以原则上已知的不同的方式来定义。在本发明的替换实施例中,代替造影剂团块的到达时间7(BAT),也可以将最大造影剂浓度的时间点确定为时间参数。
步骤6的结果是三维静态时间参数组8,其中,为在由部分图像数据组覆盖的记录区域中的每个体素分配造影剂团块的到达时间7。
在随后的步骤9中,将在图1中示例性地作为矩形函数示出的用于不同的窗口的窗口函数10应用于时间参数组8,不同的窗口分别对应于由时间参数覆盖的参数空间中的不同的子区间,从而形成掩模数据组12的时间序列11。所有使用的窗口函数10在此具有恒定的窗口宽度13,其中,窗口本身通过移动其中心点来移动,以产生通过整个时间参数空间的时间序列。也就是说,以对应于较早的团块到达时间7的子区间的窗口开始,其中,对于每个时间点,窗口以及由此子区间向稍后的团块到达时间7移动,直至通过时间参数空间为止。也就是说,应用窗口函数10使得在时间参数组8中选择处于由窗口定义的子区间内的到达时间7。窗口宽度总是保持相同,其中,可以想到如下实施例,在该实施例中,随着时间点越晚,窗口宽度增大,以便显示造影剂团块的“流散”。
然后,在图1中示例性地示出的作为窗口函数10的矩形函数的情况下,最终形成二进制的掩模数据组12,当时间参数、这里也就是到达时间7处于由窗口定义的子区间外部时,掩模数据组12包含值“0”,而对于处于由窗口定义的子区间内部的到达时间7,掩模数据组12包含值“1”。与虚拟团块类似,因此可以说,这里由于矩形函数而清晰地限制的团块具有对应于窗口宽度13的长度,其中,团块在记录区域中的血管系统内部的位置通过窗口的中心点14的位置来确定。通过如下,即,将中心点14的位置从低时间参数移动到更高的时间参数,因此也认为虚拟团块移动通过记录区域中的血管系统,其中,根据血管造影数据组1来考虑已知的到达时间7。
以公式来表示,当将到达时间7表示为BAT,将窗口函数表示为fτ(BAT),τ描述时间序列4,11的时间点,并且Mτ(X)表示体素x处的掩模数据组的值时,这意为:
Mτ(x)=fτ(BAT(x))。
为了能够以缓慢上升的造影剂浓度和更慢下降的造影剂浓度更好地显示虚拟团块,根据本发明,代替在图1中示例性地示出的作为窗口函数10的矩形函数,优选使用基于余弦的窗口函数,如在图2中示例性地示出的。在那里的显示中,作为掩模数据组12中的窗口函数10的结果,一方面相对于针对时间序列4,11的固定时间点的到达时间7(BAT),另一方面相对于定义窗口宽度13的以及由此定义虚拟团块的长度的形状参数a,采用了归算到区间0到1的加权值。
在图2的基于余弦的窗口函数10的窗口宽度13对应于虚拟造影剂团块的长度的同时,窗口的中心点14(这里为最大值)对应于时间序列4,11的时间点(特别是还对应于血管造影数据组1的部分图像数据组的时间序列的时间点),因此对应于造影剂的流动期。在窗口的中心点14的用户侧选择对应于要显示的、仍然要确定的显示数据组5的选择的同时,形状参数a、即窗口宽度13的用户侧调整导致团块的长度的调整,在调整中借助这里描述的方法实时地确定并且显示新的显示数据组5。
为了确定显示数据组5,在步骤15中,在至少暂时地高质量地显示记录区域中的血管系统的造影剂填充的血管的血管数据组3上,产生各个时间点的掩模数据组12。如果由于构造为矩形函数的窗口函数10而存在二进制的掩模数据组,则将掩模数据组12应用于血管数据组3仅意味着,显示在对应的子区间中的造影剂团块的到达时间7的血管数据组3的体素内容,而不显示其它体素内容。然而,即使当可以为掩模数据组12的体素分配0和1之间的值时,也通过乘法按照体素将掩模数据组12应用于血管数据组3,这意为,此时对应于加权值的掩模数据组12的掩模值确定以什么强度来显示血管数据组3的各个体素的图像内容。
以公式来表示,当血管数据组3的图像值用I(x)表示,显示值用Dτ(x)表示时,得到:
Dτ(x)=I(x)·Mτ(x)
这对于时间序列4,11的所有时间点τ对应地进行。
最后,在最后的步骤16中,将显示数据组5在显示装置上的用户界面中显示。通过操作元件、例如滑动控制器,操作者不仅可以选择窗口宽度13、而且可以选择时间点,因此虚拟团块的长度可以变化,和/或可以说,团块可以移动通过记录区域中的血管系统。
图3示出了显示数据组5的可能得到的显示。箭头17在此表示时间段中的时间经过,因此表示流动期。很明显,从对应不同的时间点的各个显示数据组5中可以明显地看到造影剂在记录区域中的扩散,其中,特别是可以实现动脉流入阶段和静脉流出阶段之间的明显的分离。
还应当指出,不一定必须利用所述方法来模拟虚拟团块,而特别是代替体素中的造影剂的到达时间7,也可以以这种方式显示其它时间参数,特别是也可以显示相对时间参数。
图4示出了根据本发明的图像处理装置18的粗略的原理图,图像处理装置18在此可以包含用于确定时间参数组8的第一确定单元19、用于确定掩模数据组12的第二确定单元20和用于确定显示数据组5的第三确定单元21。还可以设置未详细示出的显示单元,用于在显示装置22上显示该显示数据组5,其中,还可以存在输入装置23,例如用于选择要显示的显示数据组5和/或调整形状参数。
虽然通过优选实施例进一步详细示出并描述了本发明,但是本发明不限于所公开的示例,本领域技术人员可以得出其它变形,而不脱离本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于对患者的血管系统的关注的记录区域的血管造影数据组(1)进行图像处理的方法,其中,血管造影数据组(1)包括记录区域的二维或三维部分图像数据组的时间序列,其针对空间图像元素描述在记录血管造影数据组(1)时使用的造影剂的造影剂浓度的时间变化(2),
其特征在于,
根据血管造影数据组(1),确定针对在部分图像数据组中描述的记录区域的图像元素表示造影剂浓度的时间变化(2)的、特别是包含绝对时间参数的、静态的时间参数组(8),然后通过按照图像元素将窗口函数(10)应用于时间参数组(8)来确定掩模数据组(12)的序列(11),并且通过将掩模数据组(12)应用于显示记录区域中的造影剂流过的血管系统的、以血管造影数据组(1)为基础的或者由血管造影数据组导出的静态血管数据组(3)来确定静态显示数据组(5)的序列(4),窗口函数具有大于零的窗口宽度(13),并且对于掩模数据组(12)的序列(11)的每个时间点选择在由时间参数覆盖的参数空间中的另一个子区间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定描述各个图像元素中的造影剂的到达时间(7)或者最大造影剂浓度的时间点的时间参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,使用选择直至特定时间的所有时间参数的窗口函数(10)来显示流入行为,或者使用不再选择直至特定时间的所有时间参数的窗口函数(10)来显示流出行为。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,基于用户输入来调整窗口宽度(13)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在时间序列(4,11)中按照时间排列的子区间彼此连续。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,作为窗口函数(10),使用矩形函数和/或梯形函数和/或基于余弦的函数。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,以由操作者借助操作元件能够选择的方式在显示装置(22)上显示所述显示数据组(5)。
8.一种图像处理装置(18),用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法,所述图像处理装置具有用于确定时间参数组(8)的第一确定单元(19)、用于确定掩模数据组(12)的第二确定单元(20)和用于确定显示数据组(5)的第三确定单元(21)。
9.一种电子可读数据载体,其上存储有计算机程序,当在图像处理装置(18)上执行所述计算机程序时,所述计算机程序执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101675883A (zh) * | 2008-09-17 | 2010-03-24 | 株式会社东芝 | X射线ct装置、医用图像处理装置和医用图像处理程序方法 |
CN102812494A (zh) * | 2010-03-12 | 2012-12-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 血管造影图像中的运动可视化 |
CN105411612A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-03-23 | 株式会社东芝 | 图像处理装置及x射线诊断装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7545967B1 (en) * | 2002-09-18 | 2009-06-09 | Cornell Research Foundation Inc. | System and method for generating composite subtraction images for magnetic resonance imaging |
US8654119B2 (en) | 2009-08-17 | 2014-02-18 | Mistretta Medical, Llc | System and method for four dimensional angiography and fluoroscopy |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101675883A (zh) * | 2008-09-17 | 2010-03-24 | 株式会社东芝 | X射线ct装置、医用图像处理装置和医用图像处理程序方法 |
CN102812494A (zh) * | 2010-03-12 | 2012-12-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 血管造影图像中的运动可视化 |
CN105411612A (zh) * | 2014-09-11 | 2016-03-23 | 株式会社东芝 | 图像处理装置及x射线诊断装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
4D digital subtraction angiography: implementation and demonstration of feasibility;Davis B et al.;《American Journal of Neuroradiology》;20130130;第34卷(第10期);第1914-1920页 * |
Development of Digital Subtraction Angiography for Coronary Artery;Megumi Yamamoto et al.;《Journal of Digital Imaging》;20080320;第22卷(第3期);第319-324页 * |
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