DE69917708T2

DE69917708T2 - Blutgefässabbildung mit adaptiver Mittelwertbildung

Info

Publication number: DE69917708T2
Application number: DE69917708T
Authority: DE
Inventors: Christoph Judson Schenectady Hardy; Rupert William Meldrum Ballston Lake Curwen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2019-04-01
Also published as: EP0952547A3; JP4316725B2; EP0952547A2; EP0952547B1; JP2000048185A; US6088488A; DE69917708D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bildbearbeitung und insbesondere auf die Abbildung von Strukturen, die eine durch einen Zyklus definierte Bewegung haben.
Sich bewegende Strukturen sind schwierig abzubilden, insbesondere wenn eine Bildgebungsebene in den Raum gestellt ist und die Struktur sich in die Bildgebungsebene hinein und aus dieser heraus bewegt. Dies ist besonders schwierig, wenn eine zweite periodische Bewegung hinzugefügt ist. Beispielsweise bewirkt die Bildgebung von Strukturen in einem Patienten, der atmet, eine periodische Bewegung von inneren Strukturen. Dies wird weiter kompliziert durch die Schlagbewegung des Herzens, wenn die Struktur auf oder nahe dem Herzen ist. Der Schlag des Herzens ist eine komplexe Kompressions- und Verdrehbewegung, die der Atmungsbewegung überlagert ist.
Es ist häufig erwünscht, Bilder von sich bewegenden Strukturen zu gewinnen, wie beispielsweise bei der Koronar-Angiographie, wo Bilder von Gefäßen in einem schlagenden Herz gewonnen werden. Für Bildverbesserungszwecke werden mehrere Bilder Bemittelt, um Bildrauschen zu verringern und die Sichtbarmachung zu verbessern.
MR Koronar-Angiographie ist üblicherweise dadurch ausgeführt worden, dass entweder schräge Einscheiben-Techniken bei angehaltenem Atem oder durch das Atmen gesteuerte 3D Techniken verwendet werden. Das wiederholte Anhalten des Atmens kann für einige Koronar-Patienten nicht ratsam sein, und Navigationstechniken haben bis heute nicht für ein robustes Verfahren gesorgt, das über einem Bereich unterschiedlicher Atmungsmuster bei einer Vielfalt von Patienten arbeitet. Weiterhin ist bei diesen beiden Lösungen Erfolg oder Versagen häufig nicht deut lich für eine gewisse Zeit nach dem Start der Bildgebung. Der Zweck dieser Studie war, eine robuste Technik ohne Anhalten des Atmens für Koronar-MRI auf der Basis einer adaptiven Mittelwertbildung zu entwickeln.
Gegenwärtig besteht ein Bedürfnis für ein Bildgebungsverfahren, das klarere Bilder von sich bewegenden Strukturen erzeugt als es bisher möglich war.
In dem Bildgebungsverfahren der Erfindung werden Realzeitbilder von hoher Qualität von einer gewünschten Struktur mit einer periodischen Bewegung von einem Patienten gewonnen.
Es werden mehrere Bilder eingefangen und für einen Benutzer bildlich dargestellt. Der Benutzer wählt interaktiv ein Bild, das die gewünschte Struktur als ein Referenzbild R enthält.
Ein Bereich von Interesse (ROI1) wird auf dem Referenzbild R identifiziert, der die gewünschte Struktur umschließt.
ROI1 wird dann quer- bzw. kreuzkorreliert mit jedem nachfolgenden eingefangenen Bild, um ein Quer- bzw. Kreuzkorrelationsbild zur Folge zu haben. In dem effizientesten Ausführungsbeispiel wird die Kreuzkorrelation durch Multiplikation in dem Fourier- oder k-Raum-Bereich ausgeführt.
Ein zweiter Bereich von Interesse wird in der Mitte von dem Kreuzkorrelationsbild definiert. Wenn das Kreuzkorrelationsbild einen Spitzenwert in dem Bereich von Interesse zeigt und mehr als eine vorbestimmte Strecke von dem Rand des interessierenden Bereiches weg ist, wird ein "nutzbares" Bild identifiziert.
Es wird eine Anzahl nutzbarer Bilder gewonnen und sie können verschoben und gemittelt werden oder nach ihren Versetzungen bzw. Offsets sortiert werden, und nur diejenigen mit ähnlichen Versetzungen werden gemittelt.
Dies erzeugt gemittelte Bilder mit weniger Verschmieren, da es eine Kompensation für Versetzungen gibt. Weiterhin sorgt die Mittelung für ein Bild höherer Qualität.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird für eine Rückführung zu der Datenquelle gesorgt, wenn das gegenwärtige Bild ein "nutzbares" Bild ist. Es wird zusätzliche Information gewonnen, um die ursprünglichen Rohdaten zu verbessern, und es entsteht ein Bild mit höherer Auflösung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereitzustellen, das für Bilder mit einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis von Strukturen sorgt, die eine periodische Bewegung haben.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Bilder mit einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis von Strukturen von Patienten bereitzustellen, ohne dass es notwendig ist, dass sie während der Bildgebung ihren Atem anhalten.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bilder mit einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis von Koronar-Strukturen von Patienten bereitzustellen, während die Patienten normal atmen.
Die Merkmale der Erfindung, die für neuartig gehalten werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst jedoch kann sowohl bezüglich ihres Aufbaues und des Arbeitsverfahrens zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen davon am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1–4 ungesteuerte Realzeitbilder ohne Anhalten des Atems von einem Querschnitt von einem Patientenherz sind;
5–8 auf entsprechende Weise Kreuzkorrelationen von einem interessierenden Bereich 1 (ROI1) mit jeder der 1–4 sind;
9 ein Querschnittsbild von den Patienten ist, das aus einer Mittelung der Bilder gemäß den 1–3 gewonnen ist;
10 und 11 zusammen ein vereinfachtes Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung sind.
Bei der Bildgebung von sich bewegenden Strukturen treten mehrere Probleme auf. Diese betreffen viele unterschiedliche Disziplinen, aber eine der besten Anwendungen würde in der Koronar-Angiographie sein. Sie wird für diese Anwendung erläutert, aber sie kann für jede Bildgebung von Strukturen verwendet werden, die eine periodische Bewegung durchlaufen, wo die Struktur in eine Bildgebungsebene hineintritt und aus dieser heraustritt.
Gefäße des Herzens können sich aufgrund des Schlagens des Patientenherzens in die Bildgebungsebene hinein und aus dieser heraus bewegen. Das Atmen des Patienten kann auch bewirken, dass sich Koronargefäße in die Bildgebungsebene hinein und aus diesen heraus bewegen, wenn sich der Brustkorb des Patienten bewegt.
Wenn man Bilder identifizieren sollte, in denen ein gewünschtes Koronargefäß in einer Bildgebungsebene ist, und diese Bilder verwenden wollte, um ein Durchschnittsbild zu erzeugen oder eine Reihe von Bildern, würde die Bildqualität stark verbessert sein. Wenn man weiter die Versetzung (Offset) des Koronargefäßes in jedem Bild wiedergewinnen wollte, könnte man diese Versetzung verwenden, um die Position des Bildes vor der Mittelung mit anderen in der Sequenz zu korrigieren und somit ein Verschmieren aufgrund der Bewegung des Gefäßes in der Bildgebungsebene vermeiden.
Der Benutzer arbeitet mit dem System interaktiv zusammen, während er ein Realzeit-Bildgebungsfenster betrachtet, um einen Bereich von Interesse (ROI1) um ein gewünschtes Gefäß herum zu definieren. Dieser ROI1 wird benutzt, um einen Kernel zu erzeugen, der mit jedem neuen Rahmen quer- bzw. kreuzkorreliert wird, wenn er gewonnen wird. Um die Kreuzkorrelation zu beschleunigen, wird sie durch Multiplikation im Fourier (k-Raum)-Bereich ausgeführt.
Rahmen, die mit dem Referenzkernel eng zusammenpassen, erzeugen eine Kreuzkorrelation mit einem relativ großen zentralen Spitzenwert. Diejenigen Rahmen, in denen die Anatomie innerhalb der Ebene verschoben sind, erzeugen eine Versetzung in dem Spitzenwert, und diejenigen Rahmen, wo sich das Gefäß aus der Ebene heraus bewegt hat, haben ein relativ kleines Signal im Mittelbereich. Es wird ein Spitzenschwellenwert als eine Basis verwendet, um Rahmen zurückzuweisen. Bilder können vor der Mittelung verschoben werden, wenn es keine Rotation oder Deformation gibt, und die Versetzung des Spitzenwertes aus der Mitte des Kreuzkorrelationsbildes gibt die erforderliche Translation an, um das ursprüngliche Bild auszurichten. Bilder, die Spitzenwerte haben, die größer als eine vorbestimmte räumliche Versetzung von der Mitte sind, werden ebenfalls zurückgewiesen.
In den 1–4 wurden angiographische Herzbilder gewonnen, die nicht mit entweder den Atmungs- oder Herzzyklen gesteuert sind, während der Patient normal atmete. Jedes Bild stellt eine spezielle Zeitperiode während des Herzzyklus dar.
ROI1 wurde um das Gefäß herum gezogen in einem der Bilder, wo das Gefäß deutlich sichtbar war. In 1 ist ROI1 ein weißes Kästchen, das den größten Teil der Koronararterie umschließt, die die helle gefärbte Linie ist. Diese gleiche Arterie kann in den 2 und 3 gesehen werden, jedoch hat sich in 4 das Herz in eine Position bewegt, wo diese Arterie nicht länger in der Bildgebungsebene ist.
Die Quer- bzw. Kreuzkorrelationen für die 1, 2, 3, 4 sind in den 5, 6, 7 bzw. 8 gezeigt. 5, 6, 7 zeigen deutliche Korrelationsspitzen, die aus der engen Entsprechung zwischen den Basisbildern (1, 2, 3) und dem Kernel entstehen (5 ist tatsächlich eine Autokorrelation). Das Koronargefäß in 3 ist in der Ebene aufgrund der Atmungsbewegung verschoben, und die Korrelationsspitze in 7 ist ähnlich nach oben verschoben. Ein Schwellenwert war als ein Akzeptanz-Kriterium gesetzt, und akzeptierte Rahmen aus dem vollen Datensatz wurden Bemittelt. Die Mittelung von 1 und die verschobenen 2 und 3 hatten 9 zur Folge, die klarer als jedes Bild für sich selbst ist.
10 und 11 zeigen zusammen ein vereinfachtes Blockdiagramm von dem Koronar-Angiographiesystem gemäß der Erfindung. Ein Benutzer 1 arbeitet interaktiv mit einem Benutzer-Interface 13 zusammen, das für eine Eingabe in eine Bildgewinnungsvorrichtung 3 sorgt, die möglicherweise ein Magnetresonanz (MR)-Scanner oder eine andere Bildgewinnungsvorrichtung sein kann, die Rohdaten im k-Raum gewinnt. Die Bildgewinnungsvorrichtung 3 gewinnt Bilddaten, wie beispielsweise Koronar-Angiographiescheiben, und speichert sie in einem Rohpuffer 5, die unbearbeitete MR Daten und noch in dem Fourier-Zeitbereich oder "k-Raum" sind. Diese Rohdaten stellen mehrere MR Bilder dar. Die Bildgewinnungsvorrichtung und der Rohpuffer arbeiten als eine Datenquelle 6 zusammen.
Die Rohbilder werden an eine zweidimensionale schnelle Fourier-Transformations (2DFT)-Vorrichtung 7 geliefert, die diese zurück in den Bildraumbereich transformiert und einen Kreispuffer 9 mit Bildern füllt.
Der Benutzer 1 arbeitet interaktiv mit dem Benutzer-Interface 13, um eines der Bilder im Kreispuffer 9 zu wählen, das interaktiv auf einer Displayvorrichtung 11 als ein Referenzbild R dargestellt wird.
Der Benutzer 1 arbeitet dann interaktiv mit dem Benutzer-Interface 13 zusammen, um einen Bereich von Interesse (ROI1) auf dem Referenzbild R zu wählen, der eine gewünschte Struktur umschließt, die bildlich dargestellt werden soll, wie beispielsweise ein Koronargefäß.
ROI1 aus dem Interface 13 wird an eine Maskenvorrichtung 15 geliefert, die eine Maske M von Nullen auf allen Flächen außerhalb des ROI1 und Einsen innerhalb des ROI1 erzeugt.
Die Maske M wird an eine Multipliziervorrichtung 17 zusammen mit dem gewählten Referenzbild R aus dem Kreispuffer 9 geliefert und multipliziert, um ein maskiertes Bild I_m zur Folge zu haben, das im wesentlichen Nullen außerhalb des ROI1 und einen Abschnitt des Referenzbildes R innerhalb des ROI1 hat.
Die Maske M wird an eine inverse Fourier-Transformationsvorrichtung 21 geliefert, um eine k-Raum-Darstellung der Maske M zu liefern.
Diese k-Raum-Darstellung der Maske M hat alle seine Koordinaten in Bezug auf die X-Achse in einer Flip- bzw. Klapp-X-Vorrichtung 25 geklappt, und dieses Ergebnis wird an eine Flip- bzw. Klapp-Y-Vorrichtung 29 weitergeleitet, die alle diese Koeffizienten in Bezug auf die Y-Achse klappt, um einen Satz von Gewichtungs-Koeffizienten W zur Folge zu haben, die in einem Gewichtungs-Speicher 33 gespeichert werden.
Ein ähnlicher Prozess erfolgt für das maskierte Bild I_m mit der inversen FFT Vorrichtung 19, der Flip- bzw. Klapp-X-Vorrichtung 23 bzw. der Flip- bzw. Klapp-Y-Vorrichtung 27. Die Ausgangsgröße der Klapp-Y-Vorrichtung 27 ist ein Kernelsatz K, der in dem Kernel-Speicher 31 gespeichert wird.
Sowohl der Kernelsatz K als auch der Gewichtungssatz W sind im k-Raum. Der Kernelsatz K und der Gewichtungssatz W werden verwendet, um k-Raum-Bilddaten D aus dem Rohpuffer 5 zu multiplizieren. Eine k-Raum-Bildscheibe D aus dem Rohpuffer 5 wird an die Multiplizierer 35 und 37 mit jedem Gewichtungssatz W bzw. Kernelsatz K geliefert.
Die Ergebnisse der Multiplizierer 35 und 37 werden an zweidimensionale Vorwärts-Fourier-Transformations (2DFT)-Vorrichtungen 39 bzw. 41 geliefert, um Bildraumdarstellungen (A₁, ϕ₁); A₂, ϕ₂) zu erzeugen, wobei A die Amplitudeninformation und ϕ die Phaseninformation sind.
Die Größenvorrichtungen 43 und 45 empfangen die Phasen und Amplituden von ihren entsprechenden Vorwärts-2DFT-Vorrichtungen und erzeugen Bildgrößen |I₁| und |I₂|, die die Größen des Bildes an jedem Punkt über den zwei Dimensionen des Bildes darstellen. An jedem Ort wird I₂ durch I₁ dividiert, um I_c zur Folge zu haben, die die Intensität der Korrelation an diesem Ort ist. Dies hat eine zweidimensionale Korrelationsmap bzw. -abbildung zur Folge.
Die Elemente, die durch die gestrichelte Linie umschlossen sind, führen eine Korrelation im k-Raum aus und werden gemeinsam als eine k-Raum-Korrelationsvorrichtung 30 bezeichnet.
Ein Finde-Max-Vorrichtung 49 ermittelt, ob ein Spitzenwert, der eine lokale maximale Intensität von I_c über einem zweiten Bereich von Interesse (ROI2) ist, in dem zweidimensionalen Kreuzkorrelations-Bildfeld zentriert ist. ROI2 kann vorbestimmt und gespeichert sein oder er kann vom Benutzer über das Benutzer-Interface 13 geliefert werden.
Der Ort der größten Bildintensität I_c auf der Korrelationsmap in ROI2 wird von der Mitte des Bildes subtrahiert, um eine Versetzung zu ermitteln. Die Höhe der maximalen Korrelationsbildintensität I_c ist der maximale Korrelationswert R.
Eine Bildwählvorrichtung 51 empfängt R in der Versetzung von der Finde-Max-Vorrichtung 49 und empfängt auch ein k-Raum-Bild von dem Rohpuffer 5.
Ein Bildwähler 51 hat eine vordefinierte Verknüpfung in sich um zu ermitteln, ob es einen Spitzenwert in der Korrelationsmap gibt, und er ermittelt auch, ob der Spitzenwert in einem vorbestimmten Abstand von den Rändern des Korrelationsbildes ist. Er kann auch ermitteln, ob es keinen Spitzenwert gibt, aber die Korrelationsintensitätswerte I_c ständig in Richtung auf den Rand des ROI zunehmen. Dies zeigt an, dass der ROI1 die Koronargefäße des korrelierten Bildes nicht überlappt. Wenn dies der Fall ist, wird das Bild aussortiert, und es wird ein anderes Bild an die Multiplizierer 35 und 37 geliefert, wobei der Prozess bis zu diesem Punkt wiederholt wird.
Wenn jedoch die Bildwählvorrichtung 51 ermittelt, dass es einen Spitzenwert I_c gibt und dieser mehr als eine minimale Strecke von dem Rand des ROI entfernt ist, bestimmt er, dass dies ein gutes Bild, ein "nutzbares" Bild ist, und eine Vorwärts-2DFT-Vorrichtung 52 transformiert es in den Bildraum und liefert ein Bild an eine Router-Vorrichtung 53 zusammen mit der Versetzungs-Information.
In einem Ausführungsbeispiel speichert der Router 53 nur Bilder in einem segmentierten Speicher 55, der mehrere Orte hat, die jeweils die Information halten können, die eine Bildscheibe darstellt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel empfängt der Router 53 mehr Bilder und Versetzungen als die Anzahl der Bins bzw. Fächer im Speicher 55. Ein Sortierer 52 in dem Router 53 speichert dann Bilder mit einem vorbestimmten Versetzungsbereich in jedem der Bins in dem segmentierten Speicher 55. Jedes zusätzliche Bild, das in einem Bin angeordnet ist, wird mit einem ankommenden Mittelwert von allen vorherigen Bildern Bemittelt, die in diesem Bin gespeichert sind.
Dies hat einen "Bemittelten Film" zur Folge, in dem die Herzbewegung im wesentlichen beseitigt ist, und es wird die Koronararterie gesehen, wie sie sich mit der Atmung auf und ab bewegt.
In einem noch anderen Ausführungsbeispiel kann der Router 53 durch eine Schiebevorrichtung 57 verkörpert sein, die mit der Bildwählvorrichtung 51 verbunden ist. Sie empfängt die Bilder und ihre Versetzungen und verschiebt jedes Bild um seine Versetzung, um die Bilder zu normieren, und dann liefert sie die verschobenen Bilder an einen Mittelwertbildner 59. Der Mittelwertbildner 59 empfängt auch den Inhalt, der sich bereits in einem laufenden Speicher 61 befindet, der somit ein laufender Bildmittler ist. Der Mittler mittelt dann diese Bilder und speichert sie als einen neuen laufenden Mittelwert im laufenden Speicher 61. Jedes dieser Ausführungsbeispiele wird unterschiedliche Anwendungen und Resultate haben.
Dieses adaptiv gemittelte Bild zeigt eine markante Verbesserung im Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) relativ zu den Realzeit-Bildern. Eine adaptive Mittlung ist für die Koronar-Bildgebung brauchbar.
In einem noch anderen Ausführungsbeispiel kann die Bildgewinnungsvorrichtung 3 mit der Bildwählvorrichtung 51 verbunden sein und auf diese ansprechen. Bilder können in einer normalen oder abgekürzten Weise gewonnen werden, um die Geschwindigkeit der Gewinnung während der normalen Bildgebung zu vergrößern. Wenn jedoch die Bildwählvorrichtung 51 ermittelt, dass sich die gewünschte Struktur in dem laufenden Bild D befindet, wie es durch eine hohe Korrelationsspitze in dem Korrelationsbild angezeigt wird, wird ein Signal an die Bildgewinnungsvorrichtung 3 gesendet, um zusätzliche Bildinformation zu gewinnen. Dies kann bedeuten, dass die Bildgewinnungsvorrichtung 3 kleinere räumliche Frequenzen in dem k-Raum während schneller Gewinnungen abtastet, aber höhere räumliche Frequenzen beim Empfangen des Signals aus der Bildwählvorrichtung 51 abtastet. Die zusätzliche Information kann direkt zur Bildwählvorrichtung 51 geleitet werden oder zunächst durch den Rohpuffer hindurchtreten und soll die bereits gewonnenen Rohbilddaten D verbessern. Dies gestattet, dass Bilder mit höherer Auflösung gewonnen werden, wenn die gewünschte Struktur sichtbar ist, während zu anderen Zeiten "schnelle" Bilder mit niedrigerer Auflösung gewonnen werden.
Da es einen ersten Schirm 11 und einen zweiten Schirm 71 gibt, können wenigstens zwei unterschiedliche Darstellungen gleichzeitig für den Benutzer 1 angezeigt werden. Der erste Schirm 11 kann ein Realzeitbild des schlagenden Herzens des Patienten zeigen oder kann abgetrennt sein und irgendwelche oder alle Bilder spielen, die in dem Kreispuffer 9 gespeichert sind.
Der zweite Schirm kann den "gemittelten Film" spielen, während er diesen mit der Realzeitdarstellung der ersten Schirmvorrichtung 11 vergleicht, oder er kann ein gemitteltes Bild des laufenden Speichers 61 haben, der gemäß der Benutzer-Eingabe aktualisiert ist. Es ist möglich, dass die Aktualisierung kontinuierlich fortschreitet.
Der zweite Schirm 71 kann auch alle oder einige der Bilder im Speicher 55 zeigen, die kontinuierlich aktualisiert oder statisch sein können.
Resultate
Das Koronarbild gemäß den 1–4 wurde unter Verwendung einer spiralförmigen Fluoreszenzpulssequenz auf einem Hochleistungs-Gradientensystem (Signa Horizon EchoSpeed, GE Medical Systems) gewonnen. Der Scanner wurde von einem UltraSparc 2 gesteuert, und Bilder wurden zurückübertragen, rekonstruiert und bildlich dargestellt, um eine Realzeitansicht von dem schlagenden Herz zu erzeugen. Die 6-Sprung-Spiralpulssequenz erzeugte eine Matrixgröße von 128×128 mit 5 vollständigen neuen Bildern pro Sekunde und 9 Rekonstruktionen pro Sekunde. Es wurden Schirm-basierte Werkzeuge benutzt, um interaktiv optimale Koronar-Abtastebenen innerhalb 10–20 Sekunden vor der adaptiven Koronar-Bildgebung anzuordnen.
Realzeit-Spiralfluoreszenz mit adaptiver Mittelung zeigt eine Möglichkeit als eine robuste Technik zur Koronar-MRI. Sie erfordert kein Anhalten des Atems, keine separate Navigationssequenz und keine EKG Steuerung. Darüber hinaus gestattet sie eine kontinuierliche Sichtbarmachung des Gefäßes von Interesse vom Start der Bildgebung. Eine interaktive Lokalisierung von Koronar-Abtastebenen kann auf einfache Weise verschachtelt werden mit adaptiver Mittelwertbildung während einer Realzeit-Bildgebung dieser Abtastebenen.

Claims

Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität von einer gewünschten Struktur mit einer periodischen Bewegung in einer Reihe von Bildern, enthaltend die Schritte: a) Anzeigen der Reihe von Bildern zum Akzeptieren einer vom Benutzer gelieferten Eingabe, die ein gewähltes Bild identifiziert, das die gewünschte Struktur als ein Referenzbild R enthält, b) Identifizieren eines interessierenden Bereiches ROI1 im Referenzbild R, das die gewünschte Struktur einschließt, c) Kreuz- bzw. Quer-Korrelieren ROI1 mit jedem der anderen Bilder aus der Reihe von Bildern, um eine Reihe von Kreuz- bzw. Quer-Korrelationsbildern zur Folge zu haben, d) Definieren eines zweiten interessierenden Bereiches ROI2, der in jedem Kreuz- bzw. Quer-Korrelationsbild zentriert ist, e) Identifitzieren als "nutzbare" Bilder, die einen Spitzenwert in ROI2 von ihrem Kreuz- bzw. Quer-Korrelationsbild mehr als eine vorbestimmte Strecke entfernt von einem Rand von ROI2, f) Verarbeiten nur der "nutzbaren" Bilder, um eine verarbeitetes Bild höherer Qualität zur Folge zu haben.
Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ausführens einer Kreuz- bzw. Quer-Korrelation die Schritte enthält: a) Ausführen einer Fourier-Transformation an dem Referenzbild R in dem Bereich ROI1 in ein k-Raum-Bild, b) Klappen des k-Raum-Bildes in bezug auf seine X-Koordinaten, c) Klappen des k-Raum-Bildes in bezug auf seine Y-Koordinaten, um einen Kernel-Satz K zur Folge zu haben, d) Erzeugen einer Maske M mit Nullen ausserhalb des Bereiches ROI1 und Einsen innerhalb von ROI1, e) inverses Fourier-Tranformieren der Maske M in ein k-Raum-Bild, Klappen des k-Raum-Bildes der Maske M in bezug auf seine X-Koordinaten, f) Klappen des k-Raum-Bildes der Maske M in bezug auf seine Y-Koordinaten, um einen Gewichtungssatz W zur Folge zu haben, g) Multiplizieren des Kernel-Satzes K und des Gewichtungssatzes W jeweils mit einem Rohdatenbild D, um das Produkt K bzw. Produkt W zur Folge zu haben, h) Ausführen einer 2D Vorwärts-Fourier-Transformation am Produkt K und Produkt W, um eine Amplituden- und Phaseninformation (A₂, ϕ₂) bzw. (A₁, ϕ₁) zur Folge zu haben, i) Ermitteln der Grössen |I₂|, |I₁| aus der Information (A₂, ϕ₂) bzw. (A₁, ϕ₁), und j) Ermitteln eines Quer-Korrelationsbildes I_c gemäss:
Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 1, wobei die Quer-Korrelation durch Multiplikation im k-Raum ausgeführt wird, um eine schnelle Quer-Korrelation zur Folge zu haben.
Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 1, wobei ferner die Schritte vorgesehen sind: a) Berechnen von Versetzungen von der Lage von Quer-Korrelations-Spitzenwerten nutzbarer Bilder von einem Mittelpunkt ihrer Quer-Korrelations-Bilder, b) Verschieben der nutzbaren Bilder um den Versetzungsbetrag, um die Versetzung zu korrigieren, und c) Mitteln der verschobenen Bilder, um bearbeitete Bilder mit verminderten Verzerrungen zur Folge zu haben.
Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 1, wobei ferner die Schritte vorgesehen sind: a) Berechnen von Versetzungen von der Lage von Quer-Korrelations-Spitzenwerten von nutzbaren Bildern von einem Mittelpunkt ihrer Quer-Korrelations-Bilder, b) Sortieren von Bildern gemäss ihren Versetzungen, c) Rückspielen der Bilder in ihrer sortierten Reihenfolge zum Liefern eines "gemittelten Films", der sich gemäss der Versetzung ändert.
Verfahren zum Gewinnen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 3, wobei: a) die Bilder Koronar-Angiographie-Bilder von einem Patienten sind, der während der Gewinnung atmet, b) die abgebildete Struktur ein Koronar-Gefäss ist, c) die Versetzungen aufgrund von Atmungsbewegung bestehen und d) der "gemittelte Film" Herzbewegung im wesentlichen beseitigt.
System zum bildlichen Darstellen von Bildern hoher Qualität, die von einer Reihe von Bildern von einer gewünschten Struktur mit einer periodischen Bewegung abgeleitet sind, enthaltend: a) eine Datenquelle zum Gewinnen einer Anzahl von Rohbildern im Fourier-k-Raum und zum Liefern dieser Bilder an verbundene Elemente, b) eine mit der Datenquelle verbundene interaktive Bildwählvorrichtung zum Wählen und bildlichen Darstellen Benutzer definierter Bilder und die zum Definieren eines ROI1 auf einem Benutzer-selektierten Referenzbild R arbeitet, c) eine Maskenvorrichtung, die mit der interaktiven Bildwählvorrichtung verbunden ist und zum Empfangen von ROI1 und zum Erzeugen einer Maske M arbeitet, die alle Nullen ausserhalb von ROI1 und alle Einsen innerhalb von ROI1 enthält, d) eine k-Raum Korrelationsvorrichtung, die mit der interaktiven Bildwählvorrichtung, der Maskenvorrichtung und den Datenquellen verbunden ist zum Erzeugen eines Kreuzkorrelationsbildes Ic über einem zweiten interessierenden Bereich ROI2 aus dem Referenzbild R, der Maske M und dem Rohdatenbild D, e) eine Finde-Max-Vorrichtung, die mit der k-Raum Querkorrelationsvorrichtung verbunden ist und die Funktion hat zu berechnen, ob ein Spitzenwert existiert, und eine Spitzenhöhe und eine Versetzung des Spitzenwertes von der Mitte des Querkorrelationsbildes I_c für existierende Spitzenwerte, f) eine Bildwählvorrichtung, die mit der Finde-Max-Vorrichtung verbunden ist und aus einem Rohpuffer, der die Funktion hat, die Versetzung und Spitzenwerthöhe, Rohdatenbild D zu empfangen und zu ermitteln, ob die Spitzenwerthöhe grösser als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und ob die Versetzung kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, der ein "nutzbares" Bild definiert, und die Funktion hat, eine 2D Fourier-Tranformation an den "nutzbaren" Bildern auszuführen, g) einen Bildspeicher, der eine Anzahl von Bildern speichern und laden kann, h) einen Router, der mit der Bildwählvorrichtung verbunden ist und die Funktion hat, die 2DFT Darstellungen der nutzbaren Bilder zum empfangen und diese Bilder weiter zu verarbeiten, dann diese bearbeiteten Bilder im Bildspeicher zu speichern und i) eine Anzeigevorrichtung, die mit dem Bildspeicher verbunden ist, zum bildlichen Darstellen der bearbeiteten Bilder, die in dem Bildspeicher gespeichert sind.
System zum bildlichen Darstellen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 7, wobei der Router einen Sortierer aufweist, der Bilder bearbeitet, indem er nutzbare Bilder sortiert, die gemäss ihrer Versetzung an ihn geliefert worden sind.
System zum bildlichen Darstellen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 7, wobei der Router enthält: a) eine Schiebevorrichtung zum Empfangen von Bild und Versetzung, die jedes Bild an seiner Versetzung verschiebt, b) einen laufenden Speicher, der Bilddaten speichern kann, die einen laufenden Bildmittelwert enthalten, und c) einen Mittelwertbildner, der mit dem laufenden Speicher und der Schiebevorrichtung verbunden ist, zum Empfangen und Bilden des Mittelwertes des laufenden Mittelwertbildes und des verschobenen Bildes aus der Schiebevorrichtung und zum Speichern des Ergebnisses in dem laufenden Speicher.
System zum bildlichen Darstellen von Bildern hoher Qualität nach Anspruch 7, wobei: a) eine Bildgewinnungsvorrichtung in wenigstens zwei Modi arbeitet, wobei der erste ein "schnelle" Gewinnung von abgekürzten Bildern ist, und nach Empfang eines Signals in einem zweiten Modus arbeitet, der ein Gewinnungsmodus hoher Auflösung ist, b) die Bildwählvorrichtung mit der Bildgewinnungsvorrichtung verbunden ist und ein Signal an die Bildgewinnungsvorrichtung sendet, wenn ein gegenwärtiges "nutzbares" Bild erfasst wird, wodurch sie veranlasst wird, zusätzliche Information zu gewinnen, die die ursprünglichen Rohdaten D ergänzen.