DE102011083674A1 - Angiographic examination method for three-dimensional color-coded representation of flow properties of blood vessels i.e. cerebral vessels of patient, involves computing curve parameters from time curves, and visualizing curve parameters - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein angiographisches Untersuchungsverfahren zur Darstellung von Flusseigenschaften von Gefäßen eines Untersuchungsobjekts, insbesondere zur farbcodierten Darstellung 3-D-Angiographien zerebraler Gefäße. Ein derartiges Untersuchungsverfahren lässt sich beispielsweise bei der Durchführung einer digitalen Subtraktionsangiographie (DSA) einsetzen und ist aus der
Die
Mittels des beispielsweise aus der
Der bekannte Knickarmroboter weist ein Grundgestell auf, welches beispielsweise auf einem Boden fest montiert ist. Daran ist drehbar um eine erste Drehachse ein Karussell befestigt. Am Karussell ist schwenkbar um eine zweite Drehachse eine Roboterschwinge angebracht, an der drehbar um eine dritte Drehachse ein Roboterarm befestigt ist. Am Ende des Roboterarms ist drehbar um eine vierte Drehachse eine Roboterhand angebracht. Die Roboterhand weist ein Befestigungselement für den C-Bogen
Die Realisierung der Röntgendiagnostikeinrichtung ist nicht auf den Industrieroboter angewiesen. Es können auch übliche C-Bogen-Geräte Verwendung finden. The realization of the X-ray diagnostic device is not dependent on the industrial robot. It can also find common C-arm devices use.
Der Röntgenbilddetektor
Im Strahlengang des Röntgenstrahlers
Anstelle des in
Anstelle des beispielsweise dargestellten C-Bogens
Bei der Diagnose von Gefäßerkrankungen ist die dreidimensionale Bildgebung im Bereich der interventionellen Neuroradiologie ein standardmäßig eingesetztes Werkzeug. Für die Bildakquisition im Angiographielabor werden in einer kreisförmigen Bewegung des C-Bogens
Bei der Diagnose von flussmindernden Gefäßkrankheiten, wie beispielsweise Stenosen, kann es hilfreich sein, Informationen über den zeitlichen Verlauf des Kontrastmittels im Gefäß zu haben, wie dies beispielsweise von
Heute erhältliche Produkte zur farblichen Darstellung von Flusseigenschaften zerebraler Gefäße basieren ausschließlich auf zweidimensionalen Bildsequenzen. Dabei werden 2-D-DSA-Sequenzen mit hoher Bildfrequenz aufgenommen und der Kontrastmittelverlauf pixelweise analysiert. Aus der so entstehenden Zeit-Kontrast-Kurve werden geeignete Parameter berechnet und farblich dargestellt. Die Software syngo iFlow von Siemens AG, Sector Healthcare, folgt diesem Prinzip und codiert den Time-to-Peak-Parameter des Kontrastmittels zur farblichen Darstellung, wie dies der Broschüre
Die
Da es sich bei den so generierten Bildern allerdings um aufaddierte Projektionsbilder handelt, sind exakte Diagnosen aufgrund von Gefäßüberlappungen nur schwer zu treffen. Daher wird derzeit an unterschiedlichen Ansätzen geforscht, um die Flussinformation auch im dreidimensionalen Raum darstellen zu können. However, since the images thus generated are accumulated projection images, it is difficult to make exact diagnoses due to vessel overlaps. Therefore, research is currently being carried out on different approaches in order to be able to display the flow information in three-dimensional space.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, auf einfache Weise eine Visualisierung unterschiedlicher Parameter des Kontrastmittelverlaufs zerebraler Gefäße als farbkodiertes 3-D-Gefäßvolumen zu ermöglichen. The invention is based on the object of enabling a visualization of different parameters of the contrast medium course of cerebral vessels as a color-coded 3-D vessel volume in a simple manner.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Untersuchungsverfahren der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved for an investigation method of the type mentioned by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Die Aufgabe wird für ein angiographisches Untersuchungsverfahren mit folgenden Schritten gelöst.
S1) Akquisition einer Rotationsaufnahme ohne Kontrastmittel mit einem normalen Winkelbereich als Maskenlauf zur Rekonstruktion eines Maskenvolumens (
S2) Akquisition einer Füllungs-Rotationsaufnahme (
S3) Rekonstruktion aus der Füllungs-Rotationsaufnahme (
S4) Subtraktion der Füllungsvolumina mit dem Maskenvolumen (
S5) Generierung von Zeit-Kurven aus der Intensität jedes einzelnen Voxels aller Gefäßvolumina über die Zeit,
S6) Berechnung von Kurvenparametern aus den Zeit-Kurven und
S7) Visualisierung der Kurvenparameter. The task is solved for an angiographic examination procedure with the following steps.
S1) Acquisition of a rotation recording without contrast agent with a normal angle range as a mask run for the reconstruction of a mask volume (
S2) Acquisition of a filling rotational recording (
S3) reconstruction from the filling rotational recording (
S4) Subtraction of the filling volumes with the mask volume (
S5) generating time curves from the intensity of each voxel of all vessel volumes over time,
S6) Calculation of curve parameters from the time curves and
S7) Visualization of the curve parameters.
Dadurch wird erreicht, dass nur aus zwei Rotationsläufen eine farbkodierte Visualisierung unterschiedlicher Parameter des Kontrastmittelverlaufs zerebraler Gefäße möglich ist. As a result, color-coded visualization of different parameters of the contrast agent course of cerebral vessels is possible only from two rotational runs.
In vorteilhafter Weise kann der normale Winkelbereich gemäß Schritt S1 einen Wert von 200° zur Rekonstruktion von 200°-Füllungsvolumina aufweist. Advantageously, the normal angular range according to step S1 has a value of 200 ° for the reconstruction of 200 ° filling volumes.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der vergrößerte Winkelbereich gemäß Schritt S2 zur Akquisition einer Füllungs-Rotationsaufnahme einen Wert von ≥ 360° aufweist. It has proved to be advantageous if the enlarged angular range according to step S2 for the acquisition of a filling rotational recording has a value of ≥ 360 °.
Erfindungsgemäß kann die Akquisition einer Füllungs-Rotationsaufnahme mit Kontrastmittel gemäß Schritt S2 mit einer verkürzten Kontrastmittelinjektion durchgeführt werden. According to the invention, the acquisition of a filling rotational recording with contrast agent according to step S2 can be carried out with a shortened contrast agent injection.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rekonstruktion mehrerer Füllungsvolumina gemäß Schritt S3 als verschachtelte Rekonstruktion (Interleaved Reconstruction) durchgeführt wird. It has proved to be advantageous if the reconstruction of a plurality of filling volumes according to step S3 is carried out as a nested reconstruction (interleaved reconstruction).
In vorteilhafter Weise kann zur Rekonstruktion aus der 360°-Füllungs-Rotationsaufnahme
- – das erste 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der
Angulationen 0°–200°, - – das zweite 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der Angulationen α – 200° + α,
- – ein drittes 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der Angulationen 2α – 200° + 2α, usw. bis
- – das letzte 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der Angulationen nα – 200° + nα gebildet werden.
- The first 200 ° filling volume from the projections of the
angulations 0 ° -200 °, - The second 200 ° filling volume from the projections of the angulations α - 200 ° + α,
- - a third 200 ° filling volume from the projections of the angulations 2α - 200 ° + 2α, etc. to
- - The last 200 ° filling volume from the projections of the angulations nα - 200 ° + nα are formed.
Erfindungsgemäß kann der Winkel α gemäß Schritt S3 einen Wert von 10° aufweisen, so dass zur Rekonstruktion aus der 360°-Füllungs-Rotationsaufnahme
- – das erste 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der
Angulationen 0°–200°, - – das zweite 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der
Angulationen 10°–210°, - – ein drittes 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der
Angulationen 20°–220°, usw. bis - – das letzte 200°-Füllungsvolumen aus den Projektionen der Angulationen 160°–360° gebildet werden kann.
- The first 200 ° filling volume from the projections of the
angulations 0 ° -200 °, - The second 200 ° filling volume from the projections of the
angulations 10 ° -210 °, - - a third 200 ° filling volume from the projections of the
angulations 20 ° -220 °, etc. to - - The last 200 ° filling volume can be formed from the projections of the angulations 160 ° -360 °.
Erfindungsgemäß können die Zeit-Kurven gemäß Schritt S5 Zeit-Intensitäts-Kurven und/oder Zeit-Kontrast-Kurven sein, wobei als Kurvenparameter gemäß Schritt S5 der Parameter Time-to-Peak Verwendung finden kann. According to the invention, the time curves according to step S5 can be time-intensity curves and / or time-contrast curves, wherein the parameter time-to-peak can be used as the curve parameter according to step S5.
In vorteilhafter Weise können die Kurvenparameter zur Visualisierung gemäß Schritt S7 in den Werten entsprechenden und/oder zugeordneten Farben dargestellt werden. In an advantageous manner, the curve parameters for visualization according to step S7 can be displayed in the colors corresponding to the values and / or assigned.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. Show it:
Bei einem beispielsweise in
Die Füllungsvolumina
Anschließend werden für jedes einzelne Voxel aller Gefäßvolumina
In der
Anhand der
Um einen weiteren Winkel α versetzt, beginnt ein mit großen Strichen dargestellter Erfassungsbereich
Anhand der
In einem ersten Schritt S1 erfolgt eine Akquisition eines Maskenvolumens
Anschließend wird gemäß einem zweiten Schritt S2 eine Akquisition einer Füllungs-Rotationsaufnahme
Gemäß einem dritten Schritt S3 erfolgen Rekonstruktionen aus der Füllungs-Rotationsaufnahme
- – das erste 200°-
Füllungsvolumen 24 1 aus denProjektionen der Angulationen 0°–200°, - – das zweite 200°-
Füllungsvolumen 24 2 aus denProjektionen der Angulationen 10°–210°, - – ein drittes 200°-
Füllungsvolumen 24 3 aus denProjektionen der Angulationen 20°–220°, usw. bis - – das letzte 200°-
Füllungsvolumen 24 n aus den Projektionen der Angulationen 160°–360°
- - the first 200 ° filling
volume 24 1 from the projections of theangulations 0 ° -200 °, - - the second 200 ° filling
volume 24 2 from the projections of theangulations 10 ° -210 °, - - a third 200 ° filling
volume 24 3 from the projections of theangulations 20 ° -220 °, etc. to - - the last 200 ° filling
volume 24 n from the projections of the angulations 160 ° -360 °
In einem vierten Schritt S4 erfolgen Subtraktionen der Füllungsvolumina
Gemäß einem fünften Schritt S5 werden Zeit-Kurven, beispielsweise Zeit-Intensitäts-Kurven und/oder Zeit-Kontrast-Kurven, aus der Intensität jedes einzelnen Voxels aller Gefäßvolumen über die Zeit generiert. According to a fifth step S5, time curves, for example time-intensity curves and / or time-contrast curves, are generated from the intensity of each individual voxel of all vessel volumes over time.
Aus diesen Zeit-Kurven, beispielsweise den Kontrastintensitätskurven, werden als sechster Schritt S6 fortschreitende Kurvenparameter wie Time-to-Peak, die verstrichene Zeit bis zum Erreichen des Kontrastmittelmaximums, berechnet. From these time curves, for example the contrast intensity curves, curve parameters such as time-to-peak, the elapsed time until reaching the contrast medium maximum, are calculated as the sixth step S6.
In einem siebten und letzten Schritt S7 erfolgt eine farbcodierte Visualisierung der Kurvenparameter. In a seventh and last step S7, a color-coded visualization of the curve parameters takes place.
In der
Die übliche Farbdarstellung wechselt dabei von Magenta oder Rot für kurze Zeiten von beispielsweise einer Sekunde bis zum Erreichen des Kontrastmittel-Peaks über Grün und Gelb bis Blau oder Violett für lange Zeiten von beispielsweise zehn Sekunden bis zum Erreichen des Kontrastmittel-Peaks. So steht beispielsweise ein Magenta gefärbter Bereich
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Visualisierung unterschiedlicher Parameter des Kontrastmittelverlaufs zerebraler Gefäße als farbkodiertes 3-D-Gefäßvolumen. The method according to the invention makes it possible to visualize different parameters of the contrast medium course of cerebral vessels as a color-coded 3-D vessel volume.
Der Ansatz basiert auf einem interleaved Rekonstruktionsprotokoll und einer neuen C-Bogen-Technologie, die anhand der
In einer ersten Phase, dem sogenannten Maskenlauf, wird eine standardmäßige 200°-Rotationsaufnahme durchgeführt, die zu dem dreidimensionalen Maskenvolumen
Die letzte Rekonstruktion des 200°-Füllungsvolumen
Durch dieses Verfahren ist eine farbkodierte Darstellung von Flusseigenschaften zerebraler Gefäße im dreidimensionalen Raum durch eine einzelne 360°-Rotationsaufnahme im Angiographielabor möglich. By this method, a color-coded representation of flow characteristics of cerebral vessels in three-dimensional space by a single 360 ° rotational recording in angiography is possible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7500784 B2 [0001, 0003] US 7500784 B2 [0001, 0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Charles M. Strother et al. in "Parametric Color Coding of Digital Subtraction Angiography" AJNR Am J Neuroradiol, 2010 [0011] Charles M. Strother et al. in "Parametric Color Coding of Digital Subtraction Angiography" AJNR Am J Neuroradiol, 2010 [0011]
- "syngo iFlow/Dynamic Flow Evaluation/Answers for life", Order No. A91AX-20902-11C1-7600, Druckzeichen CC AX WS 12081.5, 12.2008 [0012] "syngo iFlow / Dynamic Flow Evaluation / Answers for life", Order no. A91AX-20902-11C1-7600, printed CC AX WS 12081.5, 12.2008 [0012]
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DE (1) | DE102011083674A1 (en) |
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CN111417979A (en) * | 2017-11-29 | 2020-07-14 | 皇家飞利浦有限公司 | Combination of time-resolved and spatially resolved angiographic images |
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DE102008016891A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Operating method for a pivotable polyplan imaging system for the time-resolved imaging of an examination object |
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2011
- 2011-09-29 DE DE102011083674A patent/DE102011083674A1/en not_active Ceased
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