IT201900006616A1 - Metodo per il miglioramento di immagini radiologiche nel corso di un'angiografia - Google Patents

Metodo per il miglioramento di immagini radiologiche nel corso di un'angiografia Download PDF

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Description

METODO PER IL MIGLIORAMENTO DI IMMAGINI RADIOLOGICHE NEL CORSO DI UN’ANGIOGRAFIA
Descrizione
La presente invenzione riguarda le apparecchiature utilizzate per l’esecuzione di indagini diagnostiche sul corpo umano o animale, in particolare tramite angiografia, e si riferisce ad un metodo per migliorare l'efficacia della rappresentazione, e quindi della visione, delle immagini ricavate tramite le apparecchiature anzidette.
Come è noto, un'angiografia è una pratica di diagnosi radiologica che viene attuata attraverso l'iniezione di un mezzo di contrasto in un vaso sanguigno e la contestuale acquisizione di una serie di immagini radiografiche, effettuate mentre il mezzo di contrasto fluisce all’interno del vaso, aumentando il contrasto fra lo stesso e i tessuti circostanti.
La tecnica radiografica viene usata per produrre un angiogramma, ossia un'immagine rappresentativa della zona interessata, che consente un’analisi dettagliata dei vasi sanguigni per verificarne eventuali lesioni parietali, stenosi, occlusioni, aneurismi, fistole, ecc.
In generale, queste procedure sono svolte in sale di radiologia vascolare dotate dell'apparecchiatura necessaria per l'esecuzione della tecnica radiografica, con sistemi radiologici che permettono di utilizzare tecnologie digitali per la memorizzazione e l’analisi delle immagini.
La migliore caratteristica delle immagini mediche di tipo digitale risiede nella possibilità di essere elaborate e migliorate al computer, anche in un secondo momento, mediante l’utilizzo di opportuni algoritmi numerici, permettendo di avere informazioni più precise e dettagliate della situazione del vaso sanguigno indagato.
Le immagini da analizzare sono ottenute attraverso un fascio di raggi X direzionato in modo tale da attraversare il corpo del paziente esattamente nell’area di interesse.
Per questo scopo i raggi X sono solitamente usati in combinazione con mezzi di contrasto fluidi, iniettati tramite un catetere nella zona di intervento, per produrre un quadro più dettagliato di organi e vasi sanguigni. La maggior parte dei liquidi di contrasto sono 'radio-opachi', con un assorbimento accentuato dei raggi X, e fanno sì che i vasi sanguigni si presentino con diverso annerimento rispetto ai tessuti, nelle immagini radiografiche ottenute.
Oltre ad avere un elevato coefficiente di assorbimento radiologico, al fine di descrivere chiaramente la struttura del vaso nel quale viene iniettato, il mezzo di contrasto deve possedere una bassa viscosità, una elevata idrosolubilità e bona tollerabilità biologica. La sua eliminazione avviene generalmente per via renale ed urinaria.
I mezzi di contrasto angiografici più utilizzati sono basati sullo iodio, che è fortemente radiopaco ai raggi X, ma in qualche caso può causare allergie e presenta comunque un livello di nefrotossicità non trascurabile. Si è pertanto cercato di utilizzare mezzi alternativi, come ad esempio l’anidride carbonica di alta purezza che, iniettata secondo condizioni di volume e pressione controllate, ha dimostrato notevoli vantaggi rispetto ai mezzi di contrasto tradizionali e ancora diffusamente utilizzati.
Questo gas risulta particolarmente efficace in angiografia periferica in quanto, una volta iniettato nel vaso, consente di ottenere una buona visualizzazione radiografica dell’area di iniezione, senza problemi di tolleranza e smaltimento, essendo rapidamente e totalmente eliminato per via polmonare.
La CO2, come il mezzo di contrasto iodato, è immessa attraverso il catetere nel vaso, ma invece di diluirsi nel sangue crea una bolla di gas che si muove trascinata dal flusso sanguigno.
Il diverso assorbimento della radiazione X da parte dei tessuti e della bolla di gas, che assorbe in misura nettamente minore, evidenzia il vaso entro il quale la bolla si trova a transitare, permettendo di ricostruirne la struttura.
Durante lo spostamento della bolla di CO2 all'interno dei vasi di calibro progressivamente minore, il gas diffonde attraverso la parete, dissolvendosi nei tessuti circostanti e la bolla scompare.
Per questo la modalità di immissione del mezzo di contrasto gassoso (pressione e volume) è condizionata dalla necessità di ottenere un riempimento vascolare sufficientemente completo della zona di intervento, e determina la qualità e la sequenza delle immagini radiologiche.
Poiché la discriminazione tra la struttura vascolare di interesse e gli altri elementi che la circondano avviene in base al differente assorbimento della radiazione da parte del mezzo di contrasto introdotto, che comunque determina differenze di intensità luminosa non molto evidenti rispetto alle variazione dovute ai tessuti circostanti, con l’avvento della radiologia digitale si è affermata la tecnica nota come angiografia a sottrazione, o DSA (Digital Subtraction Angiography), secondo la quale le immagini acquisite in presenza di mezzo di contrasto (CO2) e digitalizzate, vengono pixel per pixel sottratte con un’immagine ottenuta prima dell'introduzione dell'agente di contrasto ( maschera).
Questo procedimento consente di rimuovere efficacemente dall'immagine la contaminazione di strutture statiche e ripetitive, che si presentano con intensità immutata prima e dopo l'introduzione del mezzo di contrasto.
La procedura della sottrazione delle immagini viene utilizzata al fine di cancellare dall’immagine diagnostica l’informazione relativa allo sfondo, ritenuta inutile, ed è efficacemente utilizzata nello studio dei vasi sanguigni, che spesso risultano nascosti, nelle immagini, dalle ossa e dei tessuti circostanti.
La forma più semplice di sottrazione prevede l’acquisizione di una sola immagine prima dell'immissione del mezzo di contrasto (maschera), che verrà poi sottratta dalle successive immagini ottenute con una predeterminata idonea frequenza dopo che viene immessa una dose del mezzo di contrasto.
Questa tecnica consente di ottenere un'immagine particolarmente dettagliata del solo vaso sanguigno in cui è stata immessa CO2, nel quale si è formata e si sta muovendo la bolla di gas.
Tuttavia, tra l'acquisizione della prima immagine ed il momento in cui tale immagine viene sottratta dalle successive, si verificano normalmente degli eventi dinamici: il paziente o l'organo possono essersi leggermente spostato, le zone di gas presenti, ad esempio, nell'addome si sono spostate, l'aria nei bronchi o nei polmoni è aumentata/diminuita per effetto della respirazione, ecc.
Questi eventi determinano delle differenze tra le immagini sequenziali rilevate e l'immagine "maschera" iniziale non dovute al mezzo di contrasto iniettato, con una erronea rappresentazione diagnostica fornita dal sistema di imaging associato all'apparecchiatura radiologica.
Considerando tutti i cambiamenti dinamici e gli errori introdotti dal movimento del paziente nell’intervallo di tempo in cui avviene il procedimento DSA associato all'impiego di CO2 come mezzo di contrasto, la tecnica di sottrazione d'immagine non risulta sempre adeguatamente efficiente.
Inoltre, per ampliare la zona evidenziata dalla bolla di gas in movimento, più immagini temporalmente successive possono essere sovrapposte: in tal caso i disturbi e il "rumore", che non si ripetono identici nelle varie immagini, rimangono nell'immagine finale in punti diversi ed anche la sottrazione della maschera risulta inefficace, rendendo l’informazione diagnostica poco fruibile se non addirittura poco idonea a distinguere la struttura dell'organo in esame.
Il principale scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo che, applicato al processo di imaging che predispone le immagini visualizzate sul monitor a disposizione del medico operante, consenta di attuare la procedura DSA con la sottrazione automatica dell'immagine più idonea dalle immagini via via acquisite al momento dell'immissione del mezzo di contrasto costituito da CO2.
Un altro scopo dell'invenzione è quello di rendere disponibili per il medico, con rapidità, tempestività e senza necessità di intervento di altro personale, immagini idonee a consentire le necessarie valutazioni per orientare la continuazione dell'esame in corso, permettendo comunque di ottenere immagini ottimali in un momento successivo all'esame.
Ancora uno scopo dell'invenzione è quello di mettere a punto un algoritmo che sia in grado di eseguire la sottrazione tra le immagini più idonee, secondo la tecnica DSA, in modo autonomo e con un risultato che consenta di ottenere gli scopi anzidetti.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è anche quello di proporre un metodo che possa essere facilmente utilizzato nelle apparecchiature per l'angiografia con sistema DSA attualmente operative, con implementazione, integrazione e/o sostituzione di elementi che non comportino sostanziali riconfigurazioni strutturali e funzionali di tali apparecchiature.
Gli scopi sopra citati vengono interamente ottenuti, in accordo con il contenuto delle rivendicazioni e con preferite ma non esclusive forme di realizzazione dell’invenzione, mediante il metodo rivendicato per l'attuazione della angiografia con tecnica DSA ed impiego di un mezzo di contrasto costituito da anidride carbonica.
Le caratteristiche dell'invenzione, così come risulteranno dalle rivendicazioni, sono evidenziate nella seguente descrizione dettagliata, con riferimento alle tavole di disegno allegate, nelle quali:
- la figura 1 illustra una vista schematica di un dispositivo per effettuare un esame o un intervento con angiografia utilizzando come mezzo di contrasto anidride carbonica e mettendo in atto il metodo secondo l’invenzione;
- la serie di figure 2A, 2B, 2C, 2D, 2E e 2F illustra una sequenza esemplificativa di immagini radiologiche digitali ottenute senza applicare la sottrazione di immagine DSA;
- la serie di figure 3A, 3B, 3C, 3D, 3E e 3F illustrano la sequenza esemplificativa di immagini radiologiche digitali ottenute dopo aver applicato la sottrazione di immagine DSA, in accordo con il metodo oggetto della presente invenzione.
Con riferimento alla figura 1, e ad una preferita ma non esclusiva forma di realizzazione dell’invenzione, si indica con 100, nel suo complesso, un dispositivo per l'esecuzione di un intervento con angiografia, ad esempio per l'esame delle condizioni di un tratto del sistema vascolare di un paziente.
Il dispositivo 100 comprende un apparato 6 per il dosaggio e la regolazione di un mezzo di contrasto utilizzato nell’esecuzione dell'angiografia, che funziona secondo modalità note e che non verrà pertanto descritto in maggiore dettaglio.
L'apparato 6 utilizza un mezzo di contrasto in fase gassosa, preferibilmente costituito da CO2 (anidride carbonica), che viene iniettata nel sistema vascolare di un paziente P mediante un catetere 7, di tipo noto.
Il catetere 7 viene introdotto, ad esempio in corrispondenza dell'inguine, in un vaso sanguigno (es. arteria femorale) fino a raggiungere la zona di esame Z; anche questa azione segue modalità note ed usualmente applicate.
Seppure il metodo qui proposto è stato concepito precipuamente per l'esecuzione di angiografie con impiego di mezzo di contrasto gassoso, si deve tuttavia intendere che il medesimo principio inventivo, e in particolare il metodo in oggetto, possono essere altrettanto vantaggiosamente utilizzati con la somministrazione di un mezzo di contrasto in fase liquida, senza che sia peraltro necessario apportare modifiche sostanziali alle fasi secondo cui il metodo stesso si svolge.
Come illustrato nella figura 1, il paziente P si trova sdraiato, di solito in posizione supina, su un lettino 10 disposto in corrispondenza di un’apparecchiatura radiologica 100 comprendente un generatore di raggi X 8, situato al di sopra del lettino 10, ed un dispositivo di acquisizione 9, sensibile alla radiazione emessa dal generatore 10 e collocato al di sotto del lettino 10.
Il generatore 8 e il dispositivo di acquisizione 9 sono collegati, come pure l'apparato 6 per l'erogazione ripetuta di dosi del mezzo di contrato, ad un'unità di controllo 11, la quale gestisce e coordina il funzionamento di queste apparecchiature in modo da produrre una serie di immagini tenendo conto dello spostamento delle bolle di gas all'interno del vaso e dei tempi di dispersione del gas nel sangue.
L'unità di controllo 11 contiene inoltre al suo interno un sistema di imaging, collegato a mezzi di elaborazione dei segnali ricevuti dal dispositivo di acquisizione 9, avente la funzione di realizzare ed elaborare corrispondenti immagini digitali, che vengono poi visualizzate su un display 12 accessibile al chirurgo.
L'immissione di dosi preselezionate e regolabili di CO2 avviene con una frequenza determinata dal chirurgo che conduce l'esame e che dipende sostanzialmente dal tempo che la bolla di gas impiega a spostare il sangue ed attraversare la zona di esame.
Indicativamente, nel sistema vascolare periferico la frequenza di ripresa delle immagini rimane compresa tra le 2 e le 7 al secondo mentre quando l'intervento angiografico va ad interessare una zona caratterizzata da una dinamica più spiccata, ad esempio il cuore, o più probabilmente le arterie coronarie, allora la frequenza di ripresa delle immagini digitali può salire fino ad un numero di 25 al secondo.
Al fine dell'attuazione del metodo in oggetto, e per una successiva rielaborazione e/o visualizzazione, le immagini digitali ottenute vengono registrate in una memoria (non illustrata) collegata o interna all'unità di controllo 11, potendo poi essere richiamate secondo modalità note.
Allo scopo di meglio illustrare e comprendere la presente invenzione, nel seguito si definisce con "immagine con contrasto" IMC l'immagine grezza ottenuta dopo l'immissione del mezzo di contrasto e non sottoposta ad alcuna elaborazione di sottrazione.
Con "immagine maschera" IMM si intende invece l'immagine che viene utilizzata per effettuare la sottrazione dall'immagine con contrasto IMC.
Con "immagine pulita" IMP si intende infine l'immagine elaborata con la sottrazione dell'immagine maschera IMM dall'immagine con contrasto IMC.
In accordo con l'invenzione, il metodo prevede di produrre una serie di immagini radiologiche digitali pulite IMP1, IMP2, IMP3 ... IMPn prive di disturbi e "rumore", realizzate quando il mezzo di contrasto si diffonde nella zona di esame Z, mediante sottrazione di rispettive immagini maschera IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn ottenute da precedenti immagini con contrasto IMC(2-1), IMC(3-1) ... IMC(n-1).
Come evidente da quanto detto in precedenza, le immagini radiologiche digitali sono ottenute con un procedimento di imaging a partire dalla rappresentazione della zona di esame Z prodotta dalla radiazione X che la attraversa e rilevata da idonei mezzi sensibili 9 di rilevamento costituiti dal dispositivo di acquisizione.
Secondo una preferita forma di realizzazione del metodo oggetto della presente invenzione, ogni immagine maschera IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn , utilizzata per ottenere un'immagine pulita IMP1, IMP2, IMP3... IMPn da ciascuna immagine con contrasto IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn, viene realizzata utilizzando l'immagine con mezzo di contrasto IMC(2-1), IMC(3-1) ... IMC(n-1) immediatamente precedente all'immagine corrente.
In pratica, dopo la prima immagine maschera IMM1, ottenuta senza mezzo di contrasto e sottratta dalla prima immagine con contrasto IMC1, quest'ultima viene utilizzata come immagine maschera IMM2, per la sottrazione nella successiva immagine con contrasto IMC2.
Questo ciclo viene successivamente ripetuto fino al termine dell'esame angiografico.
Quindi, procedendo per fasi, si prevede:
a) l'ottenimento di una immagine maschera IMM1, prima dell'immissione del mezzo di contrasto; una rappresentazione di questa immagine può essere osservata nella figura 2A, nella quale si possono osservare anche alcune sacche d’aria H, K, presenti nell’intestino, che coprono la zona di esame e creano disturbo alla visione; nella figura 3A si può vedere la medesima immagine di figura 2A dopo la sottrazione della immagine maschera;
b) l'ottenimento di una immagine IMC1 con mezzo di contrasto immesso nel vaso sanguigno; nella figura 2B il mezzo di contrasto è già stato immesso, ma gli organi H e K impediscono una corretta visione del vaso;
c) la sottrazione dell'immagine maschera IMM1 dall'immagine con mezzo di contrasto IMC1, con ottenimento di una prima immagine pulita IMP1; l'immagine della figura 3B è il risultato della sottrazione dell'immagine di figura 2A dall'immagine della figura 2B; in essa si può notare la scomparsa degli organi H e K e la presenza del mezzo di contrasto C lungo il vaso in esame; d) l'ottenimento di una nuova immagine con contrasto IMC2, come da figura 2C;
e) l'ottenimento di una nuova immagine maschera IMM2 costituita dalla immagine con contrasto IMC(2-1) precedente alla immagine radiologica con mezzo di contrasto IMC2 correntemente ottenuta, praticamente l'immagine della figura 2B;
f) la sottrazione, dall'immagine con contrasto IMC2, della rispettiva immagine maschera IMM2, costituita dalla precedente immagine con contrasto IMC(2-1), con ottenimento una corrispondente immagine radiologica pulita IMP2; l'immagine ottenuta è quella di figura 3C, data dalla sottrazione dell'immagine di figura 2B dall'immagine di figura 2C; si noti l'espansione del mezzo di contrasto C lungo il vaso in esame;
g) la ripetizione delle fasi b, c, d, e fino al termine dell'esame, con ottenimento delle immagini di cui alle figure 2D, 2E, 2F, e delle rispettive immagini pulite di cui alle figure 3D, 3E, 3F; nell'immagine 3F si può vedere il mezzo di contrasto che sta scorrendo nella parte più esterna (rispetto all'immagine) del vaso e sta lasciando la zona d'esame.
Per effettuare la sottrazione delle immagini maschera IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn dalle immagini con contrasto IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn sono previsti idonei algoritmi, operanti nell'unità di controllo 11 per l'elaborazione e la visualizzazione delle immagini.
Tali algoritmi sono in particolare atti a sottrarre gli stati logici che costituiscono le immagini maschera IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn digitali dai corrispondenti stati logici che costituiscono le immagini digitali con contrasto IMC1, IMC2, IMC3... IMCn.
Una forma di realizzazione alternativa del metodo secondo l’invenzione prevede, a differenza della preferita forma di realizzazione sopra descritta, che le sopra citate immagini maschera IMM1, IMM2, IMM3... IMMn vengano ottenute per elaborazione di almeno due immagini con mezzo di contrasto precedenti alla immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 … IMCn) attuale.
L’elaborazione può ad esempio consistere nel calcolo della media pesata dei valori di pixel corrispondenti in due o più immagini precedenti.
Tale variante consente di ottenere immagini maschera IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn più efficaci in alcune situazioni operative, ad esempio quando si verificano variazioni di modesta entità e di breve periodo dei gas addominali o polmonari.
Secondo una ulteriore forma di realizzazione del metodo, si ottengono immagini pulite pesate IMPPn, nelle quali ciascun pixel viene scelto fra i pixel equivalenti di un numero s di immagini pulite (IMPn-1, IMPn-2...IMPn-s) precedenti, ottenute secondo quanto descritto in precedenza, nel quale il valore del parametro s è definito dall'operatore. In particolare, per definire il dato pixel dell'immagine pulita pesata IPMP corrente viene scelto, fra gli s pixel delle immagini pulite precedenti, quello che presenta il valore differenziale più alto. In questo modo, secondo il presente metodo ciascuna immagine pulita pesata IMPPn contiene, in ogni proprio pixel, il valore differenziale più elevato fra quelli calcolati in precedenza per le s immagini pulite precedenti.
In sostanza, il valore del parametro s definisce la "profondità" di analisi delle immagini pulite ottenute nei cicli precedenti per calcolare ciascun pixel della nuova immagine pulita pesata IMPPn.
A titolo di esempio, se viene definito un parametro s=3, la sequenza di ottenimento delle immagini pulite, e delle corrispondenti immagini pulite pesate, per i primi 6 cicli di elaborazione sarà la seguente, considerando di avere immagini con matrici di pixel (r,c) di dimensione 1024x1024:
IMM1=IMC1
IMP2=IMC2-IMM1 � IMM2=IMC2: IMPP2= IMP2
IMP3=IMC3-IMM2 � IMM3=IMC3: IMPP3= IMP3
IMP4=IMC4-IMM3 � IMM4=IMC4 : IMPP4(r,c) = maxvalue(IMP4(r;c), IMP3(r;c), IMP2(r;c))*;
IMP5=IMC5-IMM4 � IMM5=IMC5: IMPP5(r,c) = maxvalue(IMP5(r;c), IMP4(r;c), IMP3(r;c))*;
IMP6=IMC6-IMM5 � IMM6=IMC6: IMPP6(r,c) = maxvalue(IMP6(r;c), IMP5(r;c), IMP4(r;c))*;
* da ripetere per ogni coppia di pixel che formano l’immagine, ovvero: r=1÷1024 / c=1÷1024
In questo modo il software che attua la sopra descritta forma di realizzazione del metodo consente di “trascinarsi” dietro i pixel con valore più alto (ovvero quelli che contengo più informazione utile) per una finestra di "frame" di lunghezza decisa dall’operatore in tempo reale.
Le immagini pulite IMP1, IMP2, IMP3 ... IMPn,, oppure IMPP1, IMPP2, IMPP3 ... IMPPn, ottenute con il presente metodo possono poi essere sono tra loro sovrapposte per ottenere un angiogramma A1, A2 con una rappresentazione più completa della zona di esame Z, comprensiva di più immissioni di mezzo di contrasto.
Oppure, le immagini pulite IMP1, IMP2, IMP3 ... IMPn, oppure IMPP1, IMPP2, IMPP3... IMPPn, o gli angiogrammi A1, A2 così ottenuti, possono essere accostate e unite tra loro per l'ottenimento di una zona di esame Z più estesa.
All'interno della unità di controllo 11 sono previsti mezzi a programma informatico, costituiti da una serie di istruzioni leggibili ed eseguibili da un microprocessore, per attuare il metodo oggetto della presente invenzione.
I mezzi a programma incorporano gli algoritmi suddetti per sovrapporre due o più delle immagini pulite IMP1, IMP2, IMP3 ... IMPn tra loro, e/o per accostare ed unire due o più angiogrammi A1, A2 per l'ottenimento della zona di esame Z più estesa.
Al termine dell'intervento, il chirurgo può richiamare tutte le immagini realizzate nel corso dell'intervento angiografico, e cercare con il tempo dovuto quelle che meglio si prestano per costituire una immagine maschera per ciascuna immagine con contrasto IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn, effettuare la sottrazione ed ottenere immagini ottimali per approfondire lo studio del caso o per divulgazione od altra finalità.
Come appare evidente al tecnico del settore, il metodo qui proposto consente di ottenere tutti gli scopi anzidetti.
Con la sua applicazione al processo di imaging che predispone le immagini visualizzate sul monitor a disposizione del chirurgo operante, è possibile attuare il sistema DSA con la sottrazione dell'immagine più idonea dalle immagini via via acquisite al momento dell'immissione del mezzo di contrasto costituito da CO2 senza la necessità di intervento di altro personale tecnico, permettendo al chirurgo di continuare l'esame angiografico avendo a disposizione immagini idonee in tempo reale.
Rimane tuttavia possibile ottenere immagini ottimali in un momento successivo all'esame.
È anche possibile sovrapporre diverse immagini radiologiche ottenendo un'immagine più completa ed estesa della zona di interesse, rispetto all'immagine che si può ottenere per ciascuna immissione del mezzo di contrasto.
Si confida che la possibilità di condurre l'esame da parte del chirurgo in completa autonomia e con maggiore facilità costituisca un valido incentivo alla diffusione della tecnica angiografica DSA con impiego di CO2 come mezzo di contrasto, limitando se non eliminando i disturbi, gli effetti collaterali e le possibili complicanze derivanti dall'uso del mezzo di contrasto stesso, in particolare di un mezzo di contrasto di tipo iodato.
Infine, il metodo proposto può essere facilmente implementato nelle apparecchiature per l'angiografia con sistema DSA attualmente operative, con integrazioni e/o sostituzioni di elementi per la maggior parte informatici, che non comportano sostanziali riconfigurazioni strutturali di tali apparecchiature.
Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo puramente esemplificativo e non limitativo. Pertanto, possibili modifiche e varianti dell'invenzione si considerano rientranti nell'ambito protettivo accordato alla presente soluzione tecnica, così come sopra descritta e nel seguito rivendicata.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il miglioramento di immagini radiologiche nel corso di un intervento di angiografia, quest’ultima essendo attuata mediante l'immissione di un mezzo di contrasto fluido in una zona di esame (Z) di un corpo umano o animale, e la realizzazione di immagini radiologiche digitali (IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn) della medesima zona di esame (Z) al momento dell'immissione del mezzo di contrasto, ed in cui si prevede di sottrarre da ciascuna immagine (IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn) con mezzo di contrasto una immagine maschera (IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn) della medesima zona (Z), e di produrre in tal modo una serie di immagini radiologiche digitali pulite (IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn) prive di disturbi e "rumore", detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che ogni immagine maschera (IMM1, IMM2, IMM3... IMMn) è costituita da almeno un'immagine con contrasto (IMC(2-1), IMC(3-1) ... IMC(n-1)) scelta fra almeno una delle immagini precedenti all'immagine con contrasto correntemente ottenuta.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere: a) l'ottenimento di una immagine maschera (IMM1), prima dell'immissione del mezzo di contrasto; b) l'ottenimento di una immagine con mezzo di contrasto (IMC1); c) la sottrazione dell'immagine maschera (IMM1) dalla immagine con mezzo di contrasto ((IMC1), con ottenimento di una prima immagine pulita (IMP1); d) l'ottenimento di una nuova immagine con mezzo di contrasto (IMC2); e) l'ottenimento di una nuova immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn ) costituita dalla immagine con mezzo di contrasto (IMC(2-1), IMC(3-1) … IMC(n-1)) immediatamente precedente alla immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 … IMCn) correntemente ottenuta; f) la sottrazione, dall'immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 ... IMCn), della rispettiva immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn) costituita dalla precedente immagine radiologica con mezzo di contrasto (IMC(2-1), IMC(3-1) … IMC(n-1)), con ottenimento una corrispondente immagine radiologica pulita (IMP2, IMP3... IMPn); g) la ripetizione delle fasi b, c, d, e fino al termine dell'esame.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere: a) l'ottenimento di una immagine maschera (IMM1), prima dell'immissione del mezzo di contrasto; b) l'ottenimento di una immagine con mezzo di contrasto (IMC1); c) la sottrazione dell'immagine maschera (IMM1) dalla immagine con mezzo di contrasto ((IMC1), con ottenimento di una prima immagine pulita (IMP1); d) l'ottenimento di una nuova immagine con mezzo di contrasto (IMC2); e) l'ottenimento di una nuova immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn ) costituita dalla media pesata di almeno due immagini con mezzo di contrasto precedenti alla immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 … IMCn) correntemente ottenuta; f) la sottrazione, dall'immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 ... IMCn), di detta nuova immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn), con ottenimento una corrispondente immagine radiologica “pulita” (IMP2, IMP3... IMPn); g) la ripetizione delle fasi b, c, d, e fino al termine dell'esame.
  4. 4. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la definizione di un parametro "s" di profondità e, sulla base di detto parametro, l'ottenimento di immagini pulite pesate (IMPPn), nelle quali ciascun pixel viene scelto fra i pixel equivalenti di un numero s di immagini pulite (IMPn-1, IMPn-2...IMPn-s) precedenti; la definizione di ciascun pixel di ogni citata immagine pulita pesata (IPMPn) consistendo nella scelta, fra gli s pixel delle immagini pulite precedenti, quello che presenta il valore differenziale più alto.
  5. 5. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che dette immagini radiologiche digitali (IMC1, IMC2, IMC3 ... IMCn) sono ottenute con un procedimento di imaging a partire dalla rappresentazione della zona di esame (Z) prodotta dalla radiazione X che la attraversa e rilevata da idonei mezzi sensibili (9) di rilevamento.
  6. 6. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di contrasto è costituito da CO2.
  7. 7. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sottrazione viene attuata mediante idonei algoritmi atti a sottrarre gli stati logici che costituiscono le immagini maschera (IMM1, IMM2, IMM3 ... IMMn) digitali dai corrispondenti stati logici che costituiscono le immagini digitali con contrasto (IMC1, IMC2, IMC3... IMCn).
  8. 8. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che due o più delle immagini pulite (IMP1, IMP2, IMP3... IMPn) sono tra loro sovrapposte per ottenere un angiogramma (A1, A2) con una rappresentazione più completa della zona di esame (Z), comprensiva di più immissioni di mezzo di contrasto.
  9. 9. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che si prevede l'accostamento e l'unione di due o più angiogrammi (A1, A2) per l'ottenimento dell'immagine di una zona di esame (Z) più estesa.
  10. 10. Mezzi a programma informatico, preposti per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, ed atti ad eseguire: a) l'ottenimento di una immagine maschera (IMM1), prima dell'immissione del mezzo di contrasto; b) l'ottenimento di una immagine con mezzo di contrasto (IMC1); c) la sottrazione dell'immagine maschera (IMM1) dalla immagine con mezzo di contrasto ((IMC1), con ottenimento di una prima immagine pulita (IMP1); d) l'ottenimento di una nuova immagine con mezzo di contrasto (IMC2); e) l'ottenimento di una nuova immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn ) costituita dalla immagine con mezzo di contrasto (IMC(2-1), IMC(3-1) … IMC(n-1)) precedente alla immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 … IMCn) correntemente ottenuta; f) la sottrazione, dall'immagine con mezzo di contrasto (IMC2, IMC3 ... IMCn), della rispettiva immagine maschera (IMM2, IMM3 ... IMMn) costituita dalla precedente immagine radiologica con mezzo di contrasto (IMC(2-1), IMC(3-1) … IMC(n-1)), con ottenimento una corrispondente immagine radiologica pulita (IMP2, IMP3... IMPn); g) la ripetizione delle fasi b, c, d, e fino al termine dell'esame.
  11. 11. Mezzi a programma secondo la rivendicazione 9, previsti per sovrapporre due o più delle immagini pulite (IMP1, IMP2, IMP3... IMPn) tra loro, per ottenere un angiogramma (A1, A2) con una rappresentazione più completa della zona di esame (Z), comprensiva di più immissioni di mezzo di contrasto.
  12. 12. Mezzi a programma secondo la rivendicazione 9 o 10, previsti per accostare ed unire due o più angiogrammi (A1, A2) per l'ottenimento dell'immagine di una zona di esame (Z) più estesa.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1820450A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-22 Nakaura, Takeshi X-ray diagnostic apparatus, image processing apparatus, and program

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5315997A (en) * 1990-06-19 1994-05-31 Molecular Biosystems, Inc. Method of magnetic resonance imaging using diamagnetic contrast
JPH11178820A (ja) * 1997-12-22 1999-07-06 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd 超音波画像表示方法および超音波診断装置
US6858011B2 (en) * 2001-09-21 2005-02-22 Trustees Of The University Of Pennsylvania Method and apparatus to control microbubble destruction during contrast-enhanced ultrasound imaging, and uses therefor
US7623903B2 (en) * 2002-05-17 2009-11-24 Wacker Frank K Double contrast technique for MRI-guided vascular interventions
EP1744675B1 (en) * 2004-04-29 2013-10-30 Koninklijke Philips N.V. Viewing system for control of ptca angiograms
DE102005026940A1 (de) * 2005-06-06 2006-12-14 Schering Ag Röntgenanordnung zur Bilddarstellung eines Untersuchungsobjektes und Verwendung der Röntgenanordnung
JP5209213B2 (ja) * 2006-01-10 2013-06-12 株式会社東芝 超音波診断装置及び超音波画像生成プログラム
US10506996B2 (en) * 2011-04-28 2019-12-17 Koninklijke Philips N.V. Medical imaging device with separate button for selecting candidate segmentation
CN103876776B (zh) * 2012-12-24 2017-09-01 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种超声造影成像方法及装置
US9275437B2 (en) * 2013-03-14 2016-03-01 Algotec Systems Ltd. Method for efficient digital subtraction angiography
JP6230303B2 (ja) * 2013-07-02 2017-11-15 キヤノン株式会社 画像処理装置、画像処理方法、撮影制御装置、放射線撮影システムおよびプログラム
DE102013222674B3 (de) * 2013-11-07 2014-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Angiographisches Untersuchungsverfahren zur Erkennung von Mikro-Embolisationen
GB2545588B (en) * 2014-09-22 2018-08-15 Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd System and method for image composition
US9508157B2 (en) * 2014-12-12 2016-11-29 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Reconstruction of aneurysm wall motion
JP2017074123A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 東芝メディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置及びｘ線診断装置
DE102015224356B4 (de) * 2015-12-04 2017-09-14 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Bildunterstützung eines Behandlers, Röntgeneinrichtung und Computerprogramm
US10147171B2 (en) * 2016-09-21 2018-12-04 General Electric Company Systems and methods for generating subtracted images
DE102016221220B4 (de) * 2016-10-27 2023-09-28 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Ermittlung eines darzustellenden Überlagerungsbildes, Darstellungseinrichtung, Computerprogramm und Datenträger
US11751835B2 (en) * 2017-09-14 2023-09-12 Shimadzu Corporation Radiographic imaging apparatus
EP3637362A1 (de) * 2018-10-11 2020-04-15 Siemens Healthcare GmbH Verfahren zur anpassung eines bildeindrucks
DE102019202514B4 (de) * 2019-02-25 2021-06-24 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur digitalen Subtraktionsangiographie, Röntgeneinrichtung, Computerprogramm und elektronisch lesbarer Datenträger
US11481957B2 (en) * 2019-04-01 2022-10-25 Canon Medical Systems Corporation Medical image processing apparatus and storage medium
EP3730055A1 (en) * 2019-04-22 2020-10-28 Canon Medical Systems Corporation Medical image processing apparatus, x-ray diagnostic apparatus, and computer-implemented method
JP2024015834A (ja) * 2022-07-25 2024-02-06 株式会社島津製作所 画像処理方法、画像処理装置および核医学診断装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1820450A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-22 Nakaura, Takeshi X-ray diagnostic apparatus, image processing apparatus, and program

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