DE102016218716A1

DE102016218716A1 - Generating an angiographic image

Info

Publication number: DE102016218716A1
Application number: DE102016218716.3A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gemmel; Sven-Martin Sutter
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Angiographiebildes (14, 22). Um ein Angiographiebild zeitsparend und mit einer möglichst geringen Strahlungsdosis für den Patienten zu erzeugen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Mehrzahl von Füllungsbildern (11, 13, 21) nach der Injektion eines Kontrastmittels in das Gefäßsystem eines Untersuchungsobjektes (4) aufgenommen werden und ein Maskenbild (12, 19, 23) von einem der Füllungsbilder (11, 13, 21) als Ausgangsbild subtrahiert wird, wobei das Maskenbild (12, 19, 23) wenigstens einen Teil zumindest eines vor diesem Ausgangsbild aufgenommenen Vorgängerbildes aus der Mehrzahl der Füllungsbilder (11, 13, 21) umfasst.The invention relates to a method for generating an angiographic image (14, 22). In order to produce an angiography image in a time-saving manner and with the lowest possible radiation dose for the patient, a method is proposed in which a plurality of filling images (11, 13, 21) are taken into the vascular system of an examination subject (4) after injection of a contrast agent a mask image (12, 19, 23) is subtracted from one of the filling images (11, 13, 21) as an output image, the mask image (12, 19, 23) comprising at least a part of at least one predecessor image taken in front of this output image from the plurality of filling images (11, 13, 21).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Angiographiebildes. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt für eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderzeugungseinheit eines Röntgengerätes, einen Datenträger mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt sowie ein Röntgengerät. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Röntgengerätes. The invention relates to a method for generating an angiographic image. In addition, the invention relates to a computer program product for a control device for controlling the image generation unit of an X-ray apparatus, a data carrier with a computer program product stored thereon and an X-ray apparatus. Finally, the invention relates to a method for controlling an X-ray machine.

Aus dem Stand der Technik ist das Verfahren der Subtraktionsangiographie bekannt, bei dem zunächst von einem definierten Aufnahmebereich eines Untersuchungsobjektes erste Röntgenbilder aufgenommen werden. Diese Leerbilder zeigen den Bereich ohne Kontrastmittel und werden später als sogenannte Maskenbilder verwendet. Anschließend wird ein röntgenpositives Kontrastmittel in das Gefäßsystem des Patienten verabreicht. Das Kontrastmittel setzt die Röntgendichte herauf und verbessert damit die erreichbare Bilddarstellung. Nach der Verabreichung des Kontrastmittels erfolgt eine zweite Aufnahmeserie, mit welcher der Aufnahmebereich erneut aufgenommen wird. Die daraus resultierenden Füllungsbilder (Kontrastmittelbilder) zeigen den mit Kontrastmittel versehenen Aufnahmebereich. Um die Gefäße ohne andere, störende Strukturen darstellen zu können, wird anschließend von den Füllungsbildern das entsprechende Maskenbild subtrahiert. In dem so entstandenen Subtraktionsbild (Differenzbild) sind alle Bilddaten beseitigt, außer denjenigen, die zu den mit Kontrastmittel gefüllten Gefäßen gehören. The method of subtraction angiography is known from the prior art in which first x-ray images are first taken of a defined receiving area of an examination subject. These blank images show the area without contrast agent and are later used as so-called mask images. Subsequently, a radiopaque contrast agent is administered into the vascular system of the patient. The contrast agent increases the radiopacity and thus improves the achievable image representation. After the administration of the contrast agent, a second series of images takes place, with which the recording area is recorded again. The resulting filling images (contrast agent images) show the recording area provided with contrast agent. In order to be able to represent the vessels without other, disturbing structures, the corresponding mask image is subsequently subtracted from the filling images. In the resulting subtraction image (difference image), all the image data are eliminated except for those belonging to the contrast-filled vessels.

An diesem herkömmlichen Verfahren der Subtraktionsangiographie ist es zum einen nachteilig, dass das Untersuchungsobjekt, typischerweise ein Patient, mit einer erhöhten Strahlungsdosis belastet wird, nämlich zum einen für die Aufnahme der Maskenbilder und zum anderen für die Aufnahme der Füllungsbilder. Nachteilig ist darüber hinaus der hohe Zeitaufwand für das Anfertigen zweier vollständiger Bildserien vor und nach der Kontrastmittelgabe. In this conventional method of subtraction angiography, it is disadvantageous on the one hand that the examination subject, typically a patient, is burdened with an increased radiation dose, namely firstly for taking the mask images and secondly for taking the filling images. Another disadvantage is the high time required for making two complete image series before and after the contrast agent.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Angiographiebild zeitsparend und mit einer möglichst geringen Strahlungsdosis für den Patienten zu erzeugen. An object of the present invention is to produce an angiographic image in a time-saving manner and with the lowest possible radiation dose for the patient.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method according to claim 1 or by a method according to claim 10. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Erzeugen eines Angiographiebildes geht davon aus, dass eine Mehrzahl von Füllungsbildern nach der Injektion eines Kontrastmittels in das Gefäßsystem eines Untersuchungsobjektes aufgenommen wurden und umfasst den Schritt des Subtrahierens eines Maskenbildes von einem der Füllungsbilder, das als Ausgangsbild für die Subtraktion dient. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Maskenbild wenigstens einen Teil zumindest eines vor diesem Ausgangsbild aufgenommenen Vorgängerbildes aus der Mehrzahl der Füllungsbilder umfasst. The proposed method for generating an angiographic image assumes that a plurality of filling images have been taken after the injection of a contrast agent into the vascular system of an examination subject and comprises the step of subtracting a mask image from one of the filling images, which serves as the output image for the subtraction. According to the invention, the method is characterized in that the mask image comprises at least a part of at least one predecessor image taken in front of this initial image from the plurality of filling images.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Steuerung eines Röntgengerätes zum Erzeugen eines Angiographiebildes umfasst die folgenden Schritte: Aufnehmen einer Mehrzahl von Füllungsbildern nach der Injektion eines Kontrastmittels in das Gefäßsystem eines Untersuchungsobjektes, ohne dass vor dieser Injektion mehrere Maskenbilder aufgenommen wurden, sowie Erzeugen eines Angiographiebildes, wobei ein Maskenbild von einem der Füllungsbilder als Ausgangsbild subtrahiert wird und das Maskenbild wenigstens einen Teil zumindest eines vor diesem Ausgangsbild aufgenommenen Vorgängerbildes aus der Mehrzahl der Füllungsbilder umfasst. The proposed method for controlling an X-ray machine for generating an angiographic image comprises the following steps: taking a plurality of filling images after the injection of a contrast agent into the vascular system of an examination subject without having recorded multiple mask images prior to that injection and generating an angiographic image, wherein a mask image is subtracted from one of the filling images as the output image and the mask image comprises at least a portion of at least one precursor image taken in front of this output image from the plurality of filling images.

Die vorliegende Erfindung löst sich somit von der traditionellen Technik der Aufnahme zweier eigenständiger Bildserien vor und nach der Kontrastmittelgabe. Stattdessen verzichtet die Erfindung vollständig auf das Aufnehmen von Maskenbildern in einer separaten Bilderserie. Vielmehr ist es die Grundidee der vorliegenden Erfindung, die Füllungsbilder selbst bzw. Teile davon als Maskenbilder für die Erzeugung des Subtraktionsbildes zu verwenden. Anders ausgedrückt werden die Maskenbilder durch zuvor aufgenommene Füllungsbilder oder Teile davon gebildet bzw. zusammengesetzt. Mit anderen Worten schlägt die Erfindung vor, Maskenbilder und Füllungsbilder in ein und derselben Aufnahmesequenz aufzunehmen. The present invention thus breaks away from the traditional technique of capturing two separate image series before and after the contrast agent administration. Instead, the invention completely omits the inclusion of mask images in a separate series of images. Rather, it is the basic idea of the present invention to use the filling images themselves or parts thereof as mask images for the generation of the subtraction image. In other words, the mask images are formed by previously recorded filling images or parts thereof. In other words, the invention proposes to record mask images and fill images in one and the same acquisition sequence.

In einer ersten Anwendung der Erfindung werden diejenigen Bildbereiche der Füllungsbilder als Maskenbild oder als Teile eines Maskenbildes verwendet, die noch nicht mit dem Kontrastmittel versehen sind, also auf denen noch kein Kontrastmittel abgebildet ist. Anders ausgedrückt werden kontrastmittelfreie Bereiche eines oder mehrerer Vorgängerbilder als Maskenbild oder zur Erzeugung eines Maskenbildes verwendet, wobei es sich bei diesem Maskenbild tatsächlich um ein Leerbild handelt. Das als Maskenbild verwendete Leerbild wird also nicht als solches aufgenommen, sondern aus kontrastmittelfreien Bereichen früherer Füllungsbilder erzeugt. Bei diesen Vorgängerbildern handelt es sich insbesondere um die unmittelbar zuvor aufgenommenen Füllungsbilder, jedenfalls aber um Füllungsbilder derselben Aufnahmeserie, also derselben zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Serie von Aufnahmen. In a first application of the invention, those image areas of the filling images are used as a mask image or as parts of a mask image which are not yet provided with the contrast agent, that is, on which no contrast agent is yet imaged. In other words, contrast-free areas of one or more predecessor images are used as a mask image or for generating a mask image, wherein this mask image is actually an empty image. The blank image used as a mask image is therefore not recorded as such, but generated from contrast agent-free areas of previous filling images. These predecessor images are, in particular, the filling images recorded immediately before, but in any case they are filling images of the same series of photographs, ie the same series of photographs consecutive in time.

Es wird also nicht gewartet, bis ein bestimmter Aufnahmebereich von dem Kontrastmittel vollständig durchflossen ist. Stattdessen wird eine Aufnahme durchgeführt, bei welcher der Kontrastmittelfluss durch den Aufnahmebildbereich noch nicht abgeschlossen ist. Hierzu ist eine rechtzeitige Aufnahme des Füllungsbildes notwendig, nämlich bevor das Kontrastmittel den gesamten Bildbereich durchflossen hat. Nach jeder Aufnahme eines solchen Füllungsbildes wird zu diesem Zweck mit Hilfe einer vorzugsweise computerbasierten Bildanalyse der bereits von dem Kontrastmittel durchströmte Bereich bzw. der noch nicht von dem Kontrastmittel durchströmte Bereich ermittelt und das Füllungsbild auf diese Weise in wenigstens einen Kontrastmittelbereich (Füllungsbereich) und einen Maskenbereich (Leerbereich) aufgeteilt. Die Unterteilung in kontrastmittelfreie und kontrastmittelbehaftete Bildbereiche erfolgt beispielsweise durch Bildsegmentierung auf der Basis eines Kontrastschwellwertes. Der kontrastmittelfreie Maskenbereich wird dann als Maskenbild oder als Teil eines Maskenbildes für einen der nachfolgenden Subtraktionsschritte verwendet, insbesondere für die Subtraktion eines Maskenbildes von der Folgeaufnahme. It is therefore not waited until a certain receiving area of the contrast agent is completely traversed. Instead, a recording is performed in which the flow of contrast media through the recording image area is not yet completed. For this purpose, a timely recording of the filling image is necessary, namely before the contrast medium has flowed through the entire image area. After each recording of such a filling image is determined for this purpose by means of a preferably computer-based image analysis of the area already flowed through by the contrast agent or not yet flowed through by the contrast agent area and the filling image in this way in at least one contrast agent area (filling area) and a mask area (Empty area) divided. The division into contrast agent-free and contrast-sensitive image areas is effected, for example, by image segmentation on the basis of a contrast threshold value. The contrast agent-free mask area is then used as a mask image or as part of a mask image for one of the subsequent subtraction steps, in particular for the subtraction of a mask image from the following shot.

Vor der Subtraktion des Maskenbildes erfolgt erforderlichenfalls auf bekannte Art und Weise unter Verwendung geeigneter Registrierungsverfahren und -algorithmen eine Registrierung der Bilddatensätze. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn Gefäße in Aufnahmebereichen dargestellt werden sollen, die größer als das Sichtfeld des Röntgendetektors sind und der Detektor aus diesem Grund nachgeführt werden muss. Das Registieren erfolgt dabei vorzugsweise unter Verwendung von Informationen über den Verfahrweg des Röntgengerätes. Before the subtraction of the mask image, if necessary, a registration of the image data sets is carried out in a known manner using suitable registration methods and algorithms. This is particularly necessary when vessels are to be displayed in receiving areas that are larger than the field of view of the X-ray detector and the detector must be tracked for this reason. The registration is preferably carried out using information about the travel of the X-ray machine.

Das Nachführen des Bildbereiches des Röntgendetektors erfolgt vorzugsweise automatisch durch Verfahren des Röntgendetektors und/oder des Patiententisches unter Verwendung der zuvor mittels Bildanalyse ermittelten Flussrichtung und Flussgeschwindigkeit des Kontrastmittels. Insoweit betrifft die vorliegende Erfindung nicht nur ein Verfahren zur Steuerung der Bilderzeugungseinheit des Röntgengerätes, sondern auch ein Verfahren zur Steuerung des Röntgengerätes. The image area of the x-ray detector is preferably automatically tracked by moving the x-ray detector and / or the patient table using the flow direction and flow rate of the contrast agent previously determined by image analysis. In that regard, the present invention relates not only to a method of controlling the image forming unit of the X-ray apparatus, but also to a method of controlling the X-ray apparatus.

Durch ein automatisches Verfahren des Röntgendetektors bzw. des Patiententisches kann sichergestellt werden, dass immer ein hinreichend großer Bildbereich für die nächste Aufnahme eines Füllungsbildes zur Verfügung steht, in dem noch kein Kontrastmittel erkennbar ist. Die Kenntnis über den Verfahrweg (Distanz und Richtung) erlaubt zudem ein genaues rechnerisches Zusammenlegen (Stitching) der Bilder und kann für eine korrekte Subtraktion zur Registrierung der Bildbereiche mit und ohne Kontrastmittel genutzt werden. By an automatic method of the X-ray detector or the patient table can be ensured that there is always a sufficiently large image area for the next shot of a filling image is available in which no contrast agent is still recognizable. The knowledge of the travel path (distance and direction) also allows an accurate computational stitching of the images and can be used for a correct subtraction for the registration of the image areas with and without contrast agent.

Mit Hilfe der Erfindung kann vollständig auf die initiale, kontrastmittelfreie Aufnahmeserie verzichtet werden. Auf besonders zeitsparende Weise und bei Minimierung der Strahlungsdosis erfolgt nur noch eine einzige Aufnahmeserie, nämlich die der Füllungsbilder. With the help of the invention can be completely dispensed with the initial, contrast-free recording series. In a particularly time-saving manner and with minimization of the radiation dose, only a single series of photographs is taken, namely that of the filling images.

Das vorgeschlagene Verfahren reduziert daher die Strahlungsdosis des Patienten, da keine separate Aufnahme der Maskenbilder zur Ermittlung der anatomischen Strukturen erforderlich ist. Zudem wird die Zeit zur Aufnahme der Maskenbilder reduziert, da, wenn überhaupt, nur ein einziges initiales Bild ohne Kontrastmittelgabe aufgenommen wird. Durch die ortsrichtige Subtraktion des aus der jeweiligen Voraufnahme ermittelten anatomischen Bildes wird die Darstellung des Gefäßbaumes verbessert. The proposed method therefore reduces the radiation dose of the patient, since no separate recording of the mask images to determine the anatomical structures is required. In addition, the time taken to record the mask images is reduced since, if at all, only a single initial image is taken without contrast agent administration. Due to the orthogonal subtraction of the anatomical image determined from the respective preliminary image, the representation of the vascular tree is improved.

Mit der Erfindung ist es möglich, aus einer Serie aufgenommener Röntgenbilder Subtraktionsdarstellungen zu erstellen, ohne dass hierfür zuvor Maskenbilder aufgenommen werden müssen. Das Anfertigen von Subtraktionsbildern ist somit auch noch nachträglich möglich, insbesondere wenn sich, beispielsweise aus medizinischen Gründen, der Bedarf nach solchen Bildern erst nach Abschluss der Röntgenaufnahmen ergibt. With the invention, it is possible to create subtraction representations from a series of recorded X-ray images, without the need for mask images to be recorded beforehand. The production of subtraction images is thus also possible later, in particular if, for example, for medical reasons, the need for such images only after completion of the X-ray results.

Besonders vorteilhaft anwendbar ist die Erfindung bei Angiographieaufnahmen, bei denen ein Verfahren des Patienten oder des Röntgengerätes notwendig ist. Da das Aufnehmen der Maskenbilder entfällt, ist es bei den eigentlichen Röntgenaufnahmen nicht erforderlich, die definierten Punkte von Voraufnahmen erneut wiederholgenau anzufahren. Dadurch fällt eine Reihe von Fehlerquellen weg und der Ablauf des Aufnahmevorgangs wird vereinfacht und beschleunigt. The invention is particularly advantageously applicable to angiographic recordings in which a method of the patient or the X-ray apparatus is necessary. Since the recording of the mask images is omitted, it is not necessary in the actual X-ray recordings to approach the defined points of preliminary recordings again with repeated accuracy. This eliminates a number of sources of error and the sequence of the recording process is simplified and accelerated.

Der allgemeine Grundgedanke, ein vor dem Ausgangsbild aufgenommenes Füllungsbild bzw. einen Teil davon als Maskenbild zu verwenden, kann jedoch nicht nur dafür genutzt werden, Leerbilder als Maskenbilder zu verwenden. In einer zweiten Anwendung der Erfindung kann es ebenso vorgesehen sein, solche Vorgängerbilder als Maskenbilder zu verwenden, bei denen die mit Kontrastmittel versehenen Bereiche nicht entfernt wurden. Bei der Subtraktion solcher vollständiger unmittelbarer Vorgängerbilder zeigt das resultierende Subtraktionsbild, in welche Bereiche des Gefäßsystems das Kontrastmittel gegenüber dem Vorgängerbild neu hineingeflossen ist. Diese Bildbereiche lassen sich extrahieren und zu einem Gesamtbild zusammensetzen, welches dann die Gefäße in voll kontrastiertem Zustand darstellt. Es ergibt sich auf diese Weise die bestmögliche, insbesondere kontraststärkste Abbildung des gesamten Gefäßsystems, wie es z. B. für eine nachfolgende Navigation eines Katheders verwendet werden kann. Diese zweite Anwendung kann parallel zu der ersten Anwendung der Erfindung ausgeführt und die resultierenden Subtraktionsbilder beider Anwendungen können dem Benutzer gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden. However, the general idea of using a filling image taken in front of the original image or a part thereof as a mask image can not only be used to use empty images as mask images. In a second application of the invention, it may also be provided to use such predecessor images as mask images in which the areas provided with contrast media have not been removed. In subtracting such complete immediate predecessor images, the resulting subtraction image shows in which regions of the vasculature the contrast agent has re-flowed in relation to the precursor image. These image areas can be extracted and put together to form an overall image, which then represents the vessels in fully contrasted state. It results in this way, the best possible, especially the highest contrast imaging of the entire vascular system, as z. B. can be used for subsequent navigation of a catheter. This second application can be parallel to the first application of the invention and the resulting subtraction images of both applications can be made available to the user at the same time.

Die Erfindung kann somit für unterschiedliche klinische Anwendungen verwendet werden. Zum einen ist eine Anwendung der Erfindung möglich zur Visualisierung des konkreten „Laufes“ der Kontrastmittelgabe (Bolus) durch das Gefäßsystem, also der Darstellung der jeweils aktuellen Position des Bolus im Gefäßbaum, wobei im Idealfall Anfang und Ende des Bolus erkennbar sind. Zum anderen ist die Erfindung anwendbar zur Darstellung eines sogenannten „Peak opacity“-Bildes (Peak Op), das den gesamten Weg eines im dargestellten Objekt wandernden Kontrastmittelbolus bzw. die jeweils hellste Stelle (Peak) des Bolus enthält, wodurch beispielsweise bei einer Gefäßbehandlung eines Patienten der vollständige, durch das Kontrastmittel kontrastierte Gefäßbaum im Patienten deutlich sichtbar wird. The invention can thus be used for different clinical applications. On the one hand, an application of the invention is possible for the visualization of the concrete "run" of the contrast medium (bolus) through the vascular system, that is, the representation of the respective current position of the bolus in the vascular tree, wherein ideally the beginning and end of the bolus are recognizable. On the other hand, the invention is applicable to the representation of a so-called "peak opacity" image (Peak Op), which contains the entire path of a migrating in the illustrated object contrast agent bolus or the brightest point (peak) of the bolus, whereby, for example, in a vascular treatment of a Patients the full, contrasted by the contrast medium vascular tree is clearly visible in the patient.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen eines Angiographiebildes kann rechnergestützt durchgeführt werden. Das zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Röntgengerät lässt sich im Wesentlichen durch die Bereitstellung eines geeigneten Computerprogramms für die Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderzeugungseinheit des Röntgengerätes realisieren. Eine kostenaufwendige Änderung der Hardware ist dazu nicht unbedingt erforderlich. The method according to the invention for producing an angiography image can be carried out with computer assistance. The x-ray apparatus suitable for carrying out this method can be implemented essentially by providing a suitable computer program for the control device for controlling the image generation unit of the x-ray apparatus. A costly hardware change is not essential.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird daher ebenfalls mit einem Computerprogrammprodukt bzw. Computerprogramm gemäß Anspruch 7 für eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderzeugungseinheit eines Röntgengeräts gemäß dem vorstehend erläuterten Verfahren sowie mit einem Datenträger gemäß Anspruch 8 gelöst, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. The problem underlying the invention is therefore also achieved with a computer program product or computer program according to claim 7 for a control device for controlling the image forming unit of an X-ray apparatus according to the method explained above and with a data carrier according to claim 8, on which such a computer program product is stored.

Ferner wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe mit einem Röntgengerät gemäß Anspruch 9 gelöst. Ein solches Röntgengerät weist einen Röntgenstrahler sowie einen dem Röntgenstrahler zugeordneten Röntgendetektor auf, darüber hinaus eine Bilderzeugungseinheit zur Erzeugung von Bildern aus den vom Röntgendetektor aufgenommenen Daten sowie eine Anzeigevorrichtung zur Darstellung der Bilder. Das erfindungsgemäße Röntgengerät zeichnet sich durch eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Bilderzeugungseinheit aus, welche zur Durchführung eines der vorstehend genannten Verfahren geeignet und ausgelegt ist. Die Implementierung dieser Verfahren in der Steuervorrichtung kann dabei als Software oder aber als Hardware erfolgen. Dieses Röntgengerät ist zugleich zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 ausgebildet. Furthermore, the object underlying the invention with an X-ray device according to claim 9 is achieved. Such an x-ray device has an x-ray emitter and an x-ray detector assigned to the x-ray emitter, moreover an image generation unit for generating images from the data recorded by the x-ray detector and a display device for displaying the images. The X-ray device according to the invention is characterized by a control device for controlling the image-forming unit, which is suitable and designed for carrying out one of the aforementioned methods. The implementation of these methods in the control device can take place as software or as hardware. This X-ray device is at the same time designed to carry out the method according to claim 10.

Die im Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Röntgengerät sowie hinsichtlich des Computerprogrammprodukts und des Datenträgers und umgekehrt. The advantages and embodiments explained in connection with the method also apply mutatis mutandis to the X-ray apparatus according to the invention and with regard to the computer program product and the data carrier and vice versa.

Die erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere für die Angiographie, also die Darstellung von Gefäßen, insbesondere Blutgefäßen, mittels diagnostischer Bildgebungsverfahren, bei denen ein Kontrastmittel in das Blutgefäß injiziert wird. Insbesondere stellen die erfindungsgemäßen Verfahren eine Verbesserung für die digitale Subtraktionsangiographie (DSA) dar. Grundsätzlich ist die der Erfindung zugrundeliegende Idee aber auch für Angiographien anwendbar, denen andere Bildgebungsverfahren zugrunde liegen, beispielsweise der Computertomographieangiographie (CTA) bzw. der Magnetresonanzangiographie (MTA). Grundsätzlich ist die Erfindung geeignet zur Anwendung bei angiographischen Verfahren, bei denen Kontrastmittel eingesetzt werden und bei denen Maskenbilder von Füllungsbildern subtrahiert werden, um störende Bildaspekte verschwinden zu lassen. The methods according to the invention are particularly suitable for angiography, ie the depiction of vessels, in particular blood vessels, by means of diagnostic imaging methods in which a contrast agent is injected into the blood vessel. In particular, the method according to the invention represents an improvement for digital subtraction angiography (DSA). In principle, however, the idea underlying the invention is also applicable to angiographies on which other imaging methods are based, for example computed tomography angiography (CTA) or magnetic resonance angiography (MTA). In principle, the invention is suitable for use in angiographic methods in which contrast agents are used and in which mask images are subtracted from fill images in order to eliminate disturbing image aspects.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. Showing:

1 eine Darstellung von Komponenten eines Röntgengerätes, 1 a representation of components of an x-ray machine,

2 ein erstes Füllungsbild (vor einer Kontrastmittelgabe), 2 a first filling image (before a contrast agent administration),

3 ein aus dem ersten Bild erzeugtes Maskenbild, 3 a mask image created from the first image,

4 ein zweites Füllungsbild (nach einer Kontrastmittelgabe), 4 a second filling image (after a contrast agent dose),

5 ein erstes Subtraktionsbild, 5 a first subtraction image,

6 ein aus dem zweiten Füllungsbild erzeugtes Maskenteilbild, 6 a mask partial image generated from the second filling image,

7 ein drittes Füllungsbild (nach einer Kontrastmittelgabe), 7 a third filling image (after a contrast agent dose),

8 ein zweites Subtraktionsbild, 8th a second subtraction image,

9 ein aus dem dritten Füllungsbild erzeugtes Maskenteilbild. 9 a mask partial image generated from the third filling image.

Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung lediglich schematisch und mit ihren wesentlichen Bestandteilen. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion. All figures show the invention only schematically and with its essential Ingredients. The same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

1 zeigt schematisch ein Röntgengerät 1, das einen Röntgenstrahler 2 und einen dem Röntgenstrahler 2 zugeordneten Röntgendetektor 3 umfasst. Zwischen dem Röntgenstrahler 2 und dem Röntgendetektor 3 kann ein Patient 4 als Untersuchungsobjekt zur Diagnose oder Therapie auf einem Patiententisch 5 angeordnet werden. An dem Röntgendetektor 3 ist eine Steuervorrichtung 6 zur Steuerung des Röntgengerätes 1, beispielsweise in Form eines Computers, angeschlossen. Die Steuervorrichtung 6 steuert beispielsweise die Durchführung der Röntgenaufnahmen. 1 schematically shows an X-ray machine 1 that has an X-ray source 2 and an X-ray source 2 associated X-ray detector 3 includes. Between the X-ray source 2 and the X-ray detector 3 can a patient 4 as an examination subject for diagnosis or therapy on a patient table 5 to be ordered. At the x-ray detector 3 is a control device 6 for controlling the X-ray device 1 , for example in the form of a computer. The control device 6 controls, for example, the implementation of the X-ray images.

Die Steuervorrichtung 6 ist zugleich mit einer Bilderzeugungseinheit 7 zur Erzeugung von Bildern aus den vom Röntgendetektor 3 aufgenommenen Daten verbunden. Die Steuervorrichtung 6 steuert dabei die Bilderzeugungseinheit 7. The control device 6 is at the same time as an image generation unit 7 for generating images from those from the X-ray detector 3 recorded data. The control device 6 controls the image generation unit 7 ,

Die Bilderzeugungseinheit 7 ist wiederum mit einer Anzeigevorrichtung 8, wie beispielsweise einem Computermonitor, verbunden. Auf der Anzeigevorrichtung 8 kann die Bilderzeugungseinheit 7 die erzeugten Bilder darstellen. Die Bilderzeugungseinheit 7 kann ebenfalls ein gesonderter Computer oder Mikroprozessor oder aber in der Steuervorrichtung 6 integriert sein. The image generation unit 7 is again with a display device 8th , such as a computer monitor. On the display device 8th can the image generation unit 7 represent the generated images. The image generation unit 7 may also be a separate computer or microprocessor or in the control device 6 be integrated.

Die Steuervorrichtung 6 wird mittels eines Computerprogramms 9 gesteuert, welches beispielsweise auf einer CD als Beispiel für einen Datenträger speicherbar ist. The control device 6 is done by means of a computer program 9 controlled, which can be stored, for example, on a CD as an example of a disk.

Nachfolgend wird beispielhaft ein Teil eines Verfahrensablaufs zur Erzeugung von Angiographiebildern beschrieben. Die Verfahrensschritte werden dabei von der Steuervorrichtung 6 ausgeführt und/oder gesteuert. Hereinafter, a part of a procedure for generating angiographic images will be described by way of example. The method steps are performed by the control device 6 executed and / or controlled.

Unmittelbar vor der Kontrastmittelgabe an den Patienten 4 und der anschließenden Aufnahme der Füllungsbilder erfolgt zunächst die Aufnahme des ersten (leeren) Bildes 11 der Füllungsbildersequenz (2). Nach der Aufnahme dieses ersten Füllungsbildes 11 wird daraus das erste Maskenbild 12 erzeugt (3). Füllungsbild 11 und Maskenbild 12 sind identisch, da sie ausschließlich kontrastmittelfreie Bereiche enthalten. Immediately before the administration of contrast medium to the patient 4 and the subsequent recording of the filling images is first the recording of the first (empty) image 11 the filling image sequence ( 2 ). After taking this first filling picture 11 it becomes the first mask image 12 generated ( 3 ). filling image 11 and make-up picture 12 are identical because they contain only contrast-free areas.

Anschließend wird dem Patienten 4 das Kontrastmittel zugeführt und es erfolgt die Aufnahme des zweiten Bildes der Füllungsbildersequenz (4). Dieses zweite Füllungsbild 13 zeigt denselben Aufnahmebereich wie das erste Füllungsbild 11. Subsequently, the patient 4 supplied the contrast agent and there is the recording of the second image of the filling image sequence ( 4 ). This second filling picture 13 shows the same pickup area as the first fill image 11 ,

Es erfolgt eine Registrierung des ersten Füllungsbildes 11 und des zweiten Füllungsbildes 13, bevor das erste Maskenbild 12 von dem jetzt als Ausgangsbild dienenden zweiten Füllungsbild 13 subtrahiert wird. Das entstehende erste Subtraktionsbild 14 zeigt ausschließlich den kontrastierten Gefäßbaum 15 aus dem zweiten Füllungsbild (5), während andere anatomische Strukturen 16, wie beispielsweise Knochen, nicht abgebildet sind. There is a registration of the first filling image 11 and the second filling image 13 before the first make-up picture 12 from the now serving as an output image second filling image 13 is subtracted. The resulting first subtraction image 14 shows only the contrasted vascular tree 15 from the second filling picture ( 5 ) while other anatomical structures 16 , such as bones, are not shown.

Durch Bildanalyse und/oder Vergleich des zweiten Füllungsbildes 13 mit dem Vorgängerbild 11 wird Richtung und Geschwindigkeit des fließenden Kontrastmittels ermittelt. By image analysis and / or comparison of the second filling image 13 with the predecessor image 11 the direction and speed of the flowing contrast agent is determined.

Durch Bildanalyse werden die nichtkontrastierten Bildbereiche 17 ermittelt und von dem Kontrastmittelbereich 18 separiert. Die Bereiche 17, 18 lassen sich durch die deutlich unterschiedlichen Kontraste im entsprechenden Füllungsbild 13 leicht unterscheiden. Aus den kontrastmittelfreien Bereichen 17 wird ein zweites Maskenbild 19 erstellt, wobei es sich dabei um ein Teilbild eines später verwendeten Maskenbildes handelt (6). Die Bildbereiche 18, in denen ein Kontrastmittelfluss erkennbar ist, werden hingegen ignoriert. Image analysis turns the non-contrasted image areas 17 determined and from the contrast agent area 18 separated. The areas 17 . 18 can be distinguished by the distinctly different contrasts in the corresponding filling picture 13 slightly different. From the contrast-free areas 17 becomes a second mask image 19 which is a partial image of a mask image used later ( 6 ). The image areas 18 in which a contrast medium flow is recognizable, however, are ignored.

Anschließend wird der Aufnahmebereich des Röntgengerätes 1 aufgrund der ermittelten Richtung und Geschwindigkeit des Kontrastmittels automatisch verschoben, beispielsweise durch eine Bewegung des Bildsystems und/oder des Patiententisches 5, und es erfolgt die Aufnahme eines dritten Füllungsbildes 21 (7). Aufgrund der Verschiebung des Aufnahmebereiches können auch Objekte aufgenommen werden, die größer als das Sichtfeld des Röntgendetektors 3 sind. Subsequently, the receiving area of the X-ray machine 1 automatically shifted due to the determined direction and speed of the contrast agent, for example by a movement of the image system and / or the patient table 5 , And there is the inclusion of a third filling image 21 ( 7 ). Due to the displacement of the recording area, it is also possible to record objects which are larger than the field of view of the x-ray detector 3 are.

Es erfolgt eine Registrierung des dritten Füllungsbildes 21 mit dem ersten Füllungsbild 11 und dem zweiten Füllungsbild 13, bevor das erste Maskenbild 12 und das zweite Maskenbild 19 zu einem Maskengesamtbild zusammengeführt und von dem jetzt als Ausgangsbild dienenden dritten Füllungsbild 21 subtrahiert werden. Das entstehende zweite Subtraktionsbild 22 zeigt den kontrastierten Gefäßbaum 15 aus dem dritten Füllungsbild 21 (8). Aus Gründen der Übersichtlichkeit in 8 nicht dargestellt sind diejenigen anatomischen Strukturen, die auf der rechten Seite des Subtraktionsbildes 22 wegen eines für diesen Bereich bisher fehlenden Maskenbildes noch nicht subtrahiert werden konnten. There is a registration of the third filling image 21 with the first filling picture 11 and the second filling image 13 before the first make-up picture 12 and the second mask image 19 merged into a mask overall image and from the third filling image now serving as the starting picture 21 be subtracted. The resulting second subtraction image 22 shows the contrasted vascular tree 15 from the third filling picture 21 ( 8th ). For the sake of clarity in 8th not shown are those anatomical structures that are on the right side of the subtraction image 22 could not yet be subtracted because of a previously missing mask image for this area.

Durch Bildanalyse werden anschließend erneut die nichtkontrastierten Bildbereiche 17 ermittelt und von dem Kontrastmittelbereich 18 separiert. Aus den kontrastmittelfreien Bereichen 17 wird ein drittes Maskenbild 23 erstellt, wobei es sich dabei wiederum um ein Teilbild eines später verwendeten Maskenbildes handelt (9). Image analysis then returns the non-contrasted image areas 17 determined and from the contrast agent area 18 separated. From the contrast-free areas 17 becomes a third mask image 23 which in turn is a partial image of a mask image used later ( 9 ).

Durch Wiederholung der geschilderten Vorgehensweise können Subtraktionsbilder von der gesamten in dem Aufnahmebereich enthaltenen Anatomie erzeugt werden. By repeating the above procedure, subtraction images of the entire anatomy contained in the receiving area can be generated.

Vorteilhafterweise werden dem Benutzer auf der Anzeigevorrichtung 8 sowohl die Original-Bildserie der Füllungsbilder 11, 13, 21, ... als auch die Serie der Subtraktionsbilder 14, 22, ... angezeigt. Vorzugsweise werden ebenfalls Informationen zur (lokalen) Flussgeschwindigkeit angezeigt. Advantageously, the user is presented on the display device 8th both the original image series of the filling images 11 . 13 . 21 , ... as well as the series of subtraction pictures 14 . 22 , ... displayed. Preferably, information about the (local) flow rate is also displayed.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited to the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: RöntgengerätX-ray machine
2 2: RöntgenstrahlerX-ray
3 3: RöntgendetektorX-ray detector
4 4: Patientpatient
5 5: Patiententischpatient table
6 6: Steuervorrichtungcontrol device
7 7: BilderzeugungseinheitImaging unit
8 8th: Anzeigevorrichtungdisplay device
9 9: Computerprogrammcomputer program
1010: (frei) (free)
1111: erstes Füllungsbild first filling picture
1212: erstes Maskenbild first mask image
1313: zweites Füllungsbild second filling picture
1414: erstes Subtraktionsbild first subtraction image
1515: Gefäßbaum vascular tree
1616: anatomische Struktur anatomical structure
1717: kontrastmittelfreier Bereich contrast-free area
1818: Kontrastmittelbereich Contrast media area
1919: zweites Maskenbild second mask image
2020: (frei) (free)
2121: drittes Füllungsbild third filling picture
2222: zweites Subtraktionsbild second subtraction image
2323: drittes Maskenbild third mask image

Claims

Method for generating an angiographic image ( 14 . 22 ) after a plurality of fill images ( 11 . 13 . 21 ) after the injection of a contrast agent into the vascular system of an examination subject ( 4 ), whereby a mask image ( 12 . 19 . 23 ) of one of the filling images ( 11 . 13 . 21 ) is subtracted as the output image, characterized in that the mask image ( 12 . 19 . 23 ) at least a part of at least one predecessor image taken in front of this initial image from the plurality of filling images ( 11 . 13 . 21 ).

A method according to claim 1, characterized in that as a mask image ( 12 . 19 . 23 ) is subtracted from the original image, the mask image ( 12 . 19 . 23 ) a number of contrast-free image areas ( 17 ) of a predecessor image or multiple predecessor images.

A method according to claim 2, characterized in that in a number of precursor images contrast agent-free image areas ( 17 ) and that a mask image ( 12 . 19 . 23 ) from the determined contrast-free image areas ( 17 ) is created.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that from the first filling image ( 11 ) from the plurality of filling images ( 11 . 13 . 21 ) as a source image a mask image ( 12 ), which was taken as an empty filling image before injection of the contrast agent.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the output image ( 11 . 13 . 21 ) with the mask image ( 12 . 19 . 23 ) is registered prior to the subtraction step, preferably using information about the travel of the X-ray machine.

A method according to claim 1, characterized in that serving as a mask image complete filling image ( 11 . 13 . 21 ) is subtracted from the output image, the mask image being an immediate predecessor image of the output image.

Computer program product ( 9 ) for a control device ( 6 ) for controlling the image forming unit ( 7 ) of an X-ray machine ( 1 ) for carrying out a method according to one of claims 1 to 6.

Data carrier with a computer program product ( 9 ) according to claim 7.

X-ray machine ( 1 ), with an X-ray source ( 2 ) and an X-ray source ( 2 ) associated X-ray detector ( 3 ), with an image-forming unit ( 7 ) for generating images ( 11 . 13 . 21 ; 14 . 22 ) from the X-ray detector ( 3 ), with a display device ( 8th ) for displaying the images ( 11 . 13 . 21 ; 14 . 22 ) and with a control device ( 6 ) for controlling the image forming unit ( 7 ) according to a method according to any one of claims 1 to 6.

Method for controlling an X-ray machine ( 1 ) according to claim 9, comprising the following steps: - taking a plurality of filling images ( 11 . 13 . 21 ) after the injection of a contrast agent into the vascular system of an examination subject ( 4 ) without multiple mask images being taken before this injection, Generating an angiographic image ( 14 . 22 ), where a mask image ( 12 . 19 . 23 ) of one of the filling images ( 11 . 13 . 21 ) is subtracted as the output image, characterized in that the mask image ( 12 . 19 . 23 ) at least a part of at least one predecessor image taken in front of this initial image from the plurality of filling images ( 11 . 13 . 21 ).