RU2570758C2 - Картирование сосудов - Google Patents

Картирование сосудов Download PDF

Info

Publication number
RU2570758C2
RU2570758C2 RU2012117777/14A RU2012117777A RU2570758C2 RU 2570758 C2 RU2570758 C2 RU 2570758C2 RU 2012117777/14 A RU2012117777/14 A RU 2012117777/14A RU 2012117777 A RU2012117777 A RU 2012117777A RU 2570758 C2 RU2570758 C2 RU 2570758C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
image
instrument
fluoroscopic image
contrast
fluoroscopic
Prior art date
Application number
RU2012117777/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012117777A (ru
Inventor
Рауль ФЛОРАН
Пьер ЛЕЛОН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2012117777A publication Critical patent/RU2012117777A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2570758C2 publication Critical patent/RU2570758C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/503—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of the heart
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4435—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure
    • A61B6/4441—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being coupled by a rigid structure the rigid structure being a C-arm or U-arm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/486—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/488—Diagnostic techniques involving pre-scan acquisition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/504—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G06T7/194—Segmentation; Edge detection involving foreground-background segmentation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image
    • G06T2207/10121—Fluoroscopy
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30021—Catheter; Guide wire
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30101—Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для картирования сосудов. Способ заключается в получении контрастно-усиленного изображения анатомической части, получении рентгеноскопического изображения, включающего инструмент в анатомической части, определении маски, содержащей инструмент или, по меньшей мере, участок инструмента, формирующую часть рентгеноскопического изображения, причем, по меньшей мере, участок инструмента вместе с окружающей областью вблизи участка размещен внутри маски, и объединении части рентгеноскопического изображения, определенного маской, с контрастно-усиленным изображением. Система для картирования сосудов содержит устройство для генерации контрастно-усиленного изображения, устройство для генерации рентгеноскопического изображения и устройство для обработки рентгеноскопического изображения, которое выполнено с возможностью обнаружения участка инструмента на рентгеноскопическом изображении, и определения маски области, содержащей инструмент или, по меньшей мере, участок инструмента. Использование изобретения позволяет улучшить визуализацию инструмента в дереве сосудов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для картирования сосудов. В особенности, изобретение относится к способу для визуализации инструмента в анатомической части. Кроме того, изобретение относится к соответствующей системе и компьютерной программе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
После того, как катетер вставляют в сердечно-сосудистую систему в месте доступа, его продвигают вдоль крупных сосудов в сосудистую структуру, для которой требуется лечение. Контрастное вещество вводят через катетер, и оборудование рентгенотелевидения записывает последовательность ангиографических изображений, которая показывает сосуды, когда они заполнены контрастным веществом. Сбор данных диагностических ангиограмм может повторяться с варьированием геометрии формирователя изображений. Планирование диагностики и вмешательства основано на таких диагностических ангиограммах.
Во время вмешательства гибкие, частично или полностью рентгеноконтрастные проволочные направители катетера продвигают в пораженные сосудистые структуры (например, стенозы в коронарных сосудах, нейроваскулярные аневризмы или артериовенозные врожденные пороки). Рентгеноскопическое наблюдение с низкой дозой облучения визуализирует проволочные направители катетера и обеспечивает возможность зрительно-моторной координации оператора при продвижении проволочного направителя катетера. После позиционирования, проволочный направитель катетера служит направляющей для доставки интервенционных приборов (например, баллонов для расширения сосудов и доставки стентов, съемных спиралей для коагуляции аневризмы). Доставка и размещение интервенционных приборов также контролируется рентгеноскопическим способом.
Может быть использована техника наложения ангиограммы на реальные изображения (упоминаемая как картирование). В таких процедурах сами сосудистые структуры не видны во время вмешательства, поскольку они не являются рентгеноконтрастными. Следовательно, навигация и точное позиционирование рентгеноконтрастного проволочного направителя и инвазивных приборов является кропотливой, затратной по времени процедурой, требующей дополнительных вливаний контрастного вещества для уточнения положения приборов относительно нужных сосудов. Из-за рассеянного излучения как пациент, так и медицинский персонал подвергаются рентгеновскому облучению во время сбора данных диагностических ангиограмм и инвазивной рентгеноскопии. Для уменьшения времени вмешательства и улучшения точности позиционирования желательна навигационная поддержка. Обычно статическая диагностическая ангиограмма, получаемая с такой же геометрией формирователя изображений, отображается вслед за реальной инвазивной рентгеноскопией. Для навигации проволочного направителя катетера и приборов внутри сосудов требуется субъективное визуальное слияние статической ангиограммы и реальной рентгеноскопии. Улучшенная контекстно-обогащенная визуализация может дать важную поддержку навигации. В качестве подхода предварительно обработанные ангиограммы могут накладываться на поток рентгеноскопических изображений так, чтобы сосуды и интервенционные приборы синхронно отображались на одном экране (сравните, например, с фиг.1).
Следовательно, навигационная система может помочь кардиологам, обеспечивая кардиологическую карту, отображаемую вслед за реальными рентгеноскопическими картинами или наложенную на них. В идеале упомянутая кардиологическая карта представляет сеть сосудов, получаемую во время ангиографии, с такой же сердечной фазой, как текущее реальное изображение, и регистрируется относительно дыхательных движений и движений пациента.
В документе WO 2004034329 A2 описан базовый способ реализации картирования сердца, опирающийся на выделение сердечного и дыхательного циклов и на согласование этих циклов между ангиографическими изображениями (в заполненном состоянии) и реальными изображениями.
Картирование является очень важной характеристикой, поскольку оно (надежно) обеспечивает точную локализацию интервенционного прибора относительно анатомической структуры сосудов (иначе невидимого в течение большей части времени PCI (перкутантного коронарного вмешательства)).
Картирование является даже более интересным в случае кардиального вмешательства, поскольку умозрительное совмещение, по-другому выполняемое кардиологом между ангиограммой (обычно одно выбранное изображение) и динамической рентгеноскопической последовательностью, является изнурительным и неточным процессом.
Однако улучшенная рентгеноскопическая последовательность, которая содержит маску картирования, возникающую из последовательности ангиограмм, имеет несколько серьезных недостатков.
Практически неосуществимо накладывать полную ангиограмму на рентгеноскопическое изображение, так как это создает фоновое смешивание и все виды нежелательных визуальных эффектов. Как следствие, на практике карта сердца выводится из ангиограммы посредством процесса сегментации, который выделяет маску, которая предположительно является хорошей сегментацией инжектированных коронарных сосудов. К сожалению такой процесс сегментации является сложным и часто (если не всегда) производит маску, которая является в высокой степени неоптимальной (неполные сосуды или чрезмерная сегментация, артефакты, временная нестабильность).
Другие недостатки относятся к рентгеноскопии. Навигационное изображение (последовательность рентгеноскопических изображений в реальном времени) является очень шумным и содержит сильное дыхательное движение.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предлагает локально накладывать изображение интервенционного прибора, как его видно в последовательности рентгеноскопических изображений, на выбранное контрастно-усиленное изображение соответствующего цикла, вместо наложения маски, сегментированной в контрастно-усиленном изображении, на рентгеноскопические изображения.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство, устраняющие или частично уменьшающие вышеупомянутые недостатки.
Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить лучшую визуализацию инструмента в анатомической части.
Указанная цель достигается предметом изобретения каждого из соответственных независимых пунктов. В соответственных зависимых пунктах обсуждаются дополнительные варианты осуществления.
В основном, решение задачи достигается посредством способа визуализации инструмента в анатомической части, содержащего этапы приема контрастно-усиленного изображения анатомической части; приема рентгеноскопического изображения, включающего в себя инструмент в анатомической части; определения области рентгеноскопического изображения, причем в данную область включен, по меньшей мере, участок инструмента; и объединения рентгеноскопического изображения определенной области с контрастно-усиленным изображением.
Следует отметить, что анатомической частью, в которую может быть введен инструмент, может быть кровеносный сосуд, сердечная камера или аневризма.
Из-за того, что изображения, используемые для целей навигации, могут представлять собой контрастно-усиленные изображения, как например, ангиограммы или атриограммы или вентрикулограммы, качество изображения во время навигации становится таковым, как во время формирования контрастно-усиленного изображения, которое может быть намного лучше, чем качество рентгеноскопического изображения.
Только из-за лучшего заполнения, например, сердечный цикл ангиограммы может быть выбран для упомянутого процесса, теперь дыхательное движение может быть уменьшено до одинарного сердечного цикла. Если пациента просят задержать дыхание (даже относительно), то дыхательное движение приблизительно в течение 1 секунды (=1 сердечный цикл), виртуально может быть уменьшено до нуля.
Из-за того, что не требуется сегментации сосудов, например, в ангиограмме, поскольку область смежная к прибору, как видно на рентгеноскопическом изображении, накладывается на ангиограмму, которая естественно содержит сосуды в оптимальном состоянии введения, никакие сбои сегментации не могут ухудшить окончательный результат.
Согласно другому варианту осуществления способ может дополнительно содержать этап обнаружения, по меньшей мере, участка инструмента на рентгеноскопическом изображении, причем участок инструмента может быть участком наконечника инструмента.
Следовательно, вместо навигации в сфере рентгеноскопии, возможно, но не вполне, усиленная маской сосудов навигация может происходить в сфере ангиограмм, виртуально свободная от шума и дыхательного движения, и с оптимальным видом сосудов, но с дополнительным локальным наложением интервенционного прибора (а именно, проволочного наконечника).
Следует отметить, что представляющий интерес участок инструмента может быть обнаружен на рентгеноскопическом изображении вручную или посредством автоматических процедур, использующих подходящее программное обеспечение обработки изображений. Основываясь на таком обнаружении, область, окружающая участок инструмента, также может быть определена вручную, например посредством ввода, или может быть определена автоматически согласно предварительно определенной процедуре или алгоритмам программного обеспечения. Должно быть понятно, что определение области может выполняться автоматически после того, как участок инструмента обнаружен вручную, или область может быть определена вручную после того, как система обнаружила аспекты в рентгеноскопическом изображении, включающие инструмент, и предположила некий участок, например, посредством его выделения яркостью.
Согласно другому варианту осуществления получают множество контрастно-усиленных изображений, при этом идентифицируется циклическое движение структур в контрастно-усиленных изображениях, получают множество рентгеноскопических изображений, при этом идентифицируется циклическое движение структур на рентгеноскопических изображениях, и объединяют выбранное рентгеноскопическое изображение идентифицированной области с контрастно-усиленным изображением соответствующего цикла движения.
Тем самым может быть обеспечено то преимущество, что из последовательности изображений легко может быть выбрано подходящее контрастно-усиленное изображение, которое может иметь соответствующий цикл движения, в качестве текущего реального рентгеноскопического изображения.
Результат способа, то есть полученные объединенные изображения, могут отображаться на подходящем устройстве, например, на мониторе.
Способ согласно настоящему изобретению успешно может быть использован посредством системы формирования изображений для PCI (перкутантного коронарного вмешательства) в лабораториях катетера для лечения сердечных стенозов.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается система для картирования сосудов, содержащая устройство для генерации контрастно-усиленного изображения, устройство для генерации рентгеноскопического изображения, устройство обработки для обработки рентгеноскопического изображения и для объединения обработанного рентгеноскопического изображения с контрастно-усиленным изображением.
Устройство обработки системы может быть выполнено с возможностью обнаружения участка инструмента на рентгеноскопическом изображении, и может дополнительно быть выполнено с возможностью определения области рентгеноскопического изображения, которая включает в себя обнаруженный участок инструмента.
Следует отметить, что инструментом мог бы быть, с одной стороны, гибкий или жесткий катетер или проволочный наконечник или электрод, и с другой стороны, также биопсийный прибор, канюля или троакар. Это также может быть эндопротез, такой как стент, окклюдер (например, окклюдер открытого овального окна), искусственный клапан.
Кроме того, устройство обработки может быть выполнено с возможностью объединения рентгеноскопического изображения определенной области с контрастно-усиленным изображением.
Согласно другому варианту осуществления устройство обработки системы выполнено с возможностью идентификации циклического движения в серии контрастно-усиленных изображений и идентификации циклического движения в серии рентгеноскопических изображений, причем устройство обработки дополнительно выполнено с возможностью объединения выбранного обработанного рентгеноскопического изображения с контрастно-усиленным изображением соответствующего цикла движения. Это может быть достигнуто посредством способа, основанного на множестве изображений или посредством использования внешних систем, не связанных с формированием изображения, таких как сигнал ЭКГ (электрокардиограммы, ECG).
Система может дополнительно содержать монитор для отображения объединенных изображений.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения обеспечивается компьютерная программа для картирования сосудов, которая при выполнении на устройстве обработки системы согласно настоящему изобретению предписывает системе выполнять способ согласно настоящему изобретению. Следовательно, способ согласно настоящему изобретению может быть выполнен по существу автоматически или, по меньшей мере, преимущественно автоматически. Следовательно, компьютерная программа может содержать наборы инструкций для сбора и, по меньшей мере, временного сохранения, по меньшей мере, одного контрастно-усиленного изображения, генерируемого соответствующей системой; наборы инструкций для сбора и, по меньшей мере, временного сохранения, по меньшей мере, одного реального рентгеноскопического изображения, также генерируемого соответствующей системой; наборы инструкций для идентификации участка инструмента, показанного на рентгеноскопическом изображении и наборы инструкций для объединения, по меньшей мере, области рентгеноскопического изображения с контрастно-усиленным изображением.
Дополнительно, компьютерная программа может содержать наборы инструкций для загрузки данных из базы данных, включающей в себя ранее записанную информацию об изображениях, или может содержать наборы инструкций для получения информации от пользователя.
Такая компьютерная программа предпочтительно загружается в оперативную память процессора данных. Таким образом, процессор данных оборудуется для выполнения способа согласно настоящему изобретению. Дополнительно, изобретение относится к машиночитаемому носителю информации, такому как постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), на котором может храниться программа. Однако компьютерная программа также может быть представлена по сети, такой как Всемирная паутина, и может загружаться в оперативную память процессора данных из такой сети.
Следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на различные объекты изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы, относящиеся к способу, тогда как другие варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты формулы, относящиеся к устройству. Однако специалист может сделать вывод из вышеприведенного и последующего описания о том, что, если не объявляется иначе, в дополнение к любой комбинации признаков, принадлежащих к одному типу объекта изобретения, любая комбинация признаков, относящихся к различным объектам изобретения, также считается раскрытой в этой заявке.
Аспекты, заданные выше и далее, признаки и достоинства настоящего изобретения также могут быть выведены из примеров вариантов осуществления, которые будут описаны здесь далее, и поясняются со ссылкой на примеры вариантов осуществления, также показанных на фигурах, но которыми настоящее изобретение не ограничивается.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 - изображение, обеспеченное способом, известным в уровне техники,
фиг.2 изображает блок-схему последовательности операций способа согласно настоящему изобретению,
фиг.3 изображает пример системы согласно настоящему изобретению,
фиг.4 показывает пример рентгеноскопического изображения,
фиг.5 - изображение, обеспеченное способом согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг.1 изображает типичный результат, полученный с помощью классического метода картирования сердца, в котором ранее записанное ангиографическое изображение накладывается на реальное рентгеноскопическое изображение, включающее в себя участок 220 инструмента.
Блок-схема последовательности операций, показанная на фиг.2, иллюстрирует принцип картирования сосудов согласно настоящему изобретению, содержащий следующие этапы. Должно быть понятно, что этапы, описанные в отношении способа, представляют собой основные этапы, причем эти основные этапы могут быть дифференцированы или разделены на несколько подэтапов. Кроме того, также могли бы быть подэтапы между этими основными этапами. Следовательно, подэтап упоминается только, если этап важен для понимания принципов способа согласно настоящему изобретению.
На этапе S1 генерируется ангиографическое изображение или множество изображений. Как упоминалось ранее, изображение или изображения, сгенерированные на этапе S1, также могут представлять собой контрастно-усиленные изображения, такие как ангиограммы или вентрикулограммы.
На этапе S2 (следующем за этапом S1), достигается использование любых способов, основанных на обработке изображения или также применяющих ЭКГ сигналы, применяемых к рассматриваемой последовательности ангиограмм; идентификация ангиографических кадров, составляющих полный сердечный цикл в состоянии оптимально введенного контрастного вещества (CA). На этом этапе обычно могут применяться методы компенсации или корреляции движения.
На этапе S3 генерируется, по меньшей мере, одно ангиографическое изображение. Обычно генерируется серия реальных рентгеноскопических изображений.
На этапе S4 (следующем за этапом S3), обнаружение инструмента применяется к текущему рентгеноскопическому изображению (в реальном масштабе времени). Оно нацелено на обнаружение интервенционного инструмента (обычно проволочного наконечника). Методы обработки изображения, использующие гребенчатые фильтры и отслеживание во времени, являются типичными подходами, используемыми для такой задачи. Выход этого этапа представляет собой просто локализацию инструмента, или некоторых точек инструмента (таких как самый кончик проволоки), или участка инструмента. Это также может быть маркер стента или пара маркеров.
На этапе S5 (использующем данные этапов S2, S3 и возможно S4) при использовании ЭКГ сигналов и/или методов обработки изображения можно определить, какому из выбранных ангиографических изображений соответствует текущее рентгеноскопическое изображение, имеющее такой же сердечный цикл, и через какое выполнять геометрическое преобразование (обычно, чтобы компенсировать дыхательное движение, достаточно параллельного переноса). Также возможно использовать выход этапа обнаружения прибора, чтобы помочь в достижении этой задачи совмещения (поскольку прибор на рентгеноскопическом изображении вероятно принадлежит заполненному сосуду на соответствующем ангиографическом изображении). Выходом этого этапа является индекс ангиографического кадра и согласование параметров геометрического преобразования.
На этапе S6 (следующем за этапом S4 и использующем данные этапа S3) создается маска инструмента. Из локализации инструмента, достигнутой на этапе S4, просто создать маску, содержащую инструмент или, по меньшей мере, участок инструмента. На этом этапе достаточно поверхностной сегментации. Для этой задачи могут применяться гребенчатые фильтры, локальное выращивание, методы морфологии. Выходом является маска инструмента, которая может быть растянута так, чтобы явно содержать целевой инструмент, даже если это влечет за собой поверхностную сегментацию. Маска окружает некую область рентгеноскопического изображения, которое включает в себя инструмент.
На этапе S7 (следующем за этапом S5) ангиографический кадр, который лучше соответствует текущему рентгеноскопическому изображению (такой же сердечный цикл), найденному на этапе S5, просто выбирается из выделенного цикла движения в ангиографических изображениях.
На этапе S8 (основанном за этапах S5 и S6) маска инструмента, созданная на этапе S6, может затем быть просто зарегистрирована через применение геометрического преобразования, вычисленного на предыдущем этапе.
На этапе S9 (основанном за этапах S7 и S8) выбранный ангиографический кадр смешивается или объединяется с зарегистрированной маской инструмента. Это просто приводит к смешиванию уровней серого обоих источников с возможными значениями прозрачности для удаления некоторых маловероятных пикселей из маски. Другими словами, область или часть рентгеноскопического изображения, которая находится внутри маски и таким образом находится в непосредственной окрестности инструмента, объединяется с полным ангиографическим изображением, причем ангиографическое изображение обеспечивает общее представление, а область рентгеноскопического изображения обеспечивает подробную информацию о местоположении инструмента.
На этапе S10 результат отображается, например, на мониторе. Конечно, в такой схеме этапы S4, S6, S8 могут неоднократно применяться к нескольким приборам, представленным в изображении (например, несколько проволочных наконечников в сложных перкутантных коронарных вмешательствах), и все результирующие зарегистрированные маски (по одной на каждый обнаруженный прибор) могли бы объединяться в ангиограмму на этапе 9.
Фиг.3 изображает иллюстративную систему согласно настоящему изобретению, причем система включает в себя консоль 100 для инструмента 200, который может вводиться в тело пациента 300. Кроме того, рентгеновская установка 400 располагается относительно пациента так, чтобы могло генерироваться рентгеноскопическое изображение области тела, в которой расположен участок 220 наконечника катетера 200. Наконец, обеспечивается модуль 600 обработки, который может управлять генерацией рентгеноскопического изображения посредством рентгеновской установки 400, а также при необходимости управлять функциями катетера 200.
Здесь контроллер 100 может включать в себя модуль 110, посредством которого может доставляться контрастное вещество, так чтобы, например, можно было генерировать ангиографическое изображение или серию ангиографических изображений. С другой стороны, посредством модуля 110 могут вводиться лекарственные препараты. Дополнительно консоль 100 может содержать устройство 120, посредством которого может контролироваться, например, ориентация участка 220 наконечника катетера 200, или могут контролироваться специальные функции катетера, как например, применение лазера или установка протеза, такого, как стент, или введение и надувание баллона. Следует отметить, что консоль 100 может включать в себя также больше двух модулей или устройств в зависимости от назначенного лечения.
Рентгеновская установка 400 включает в себя источник 420 рентгеновского излучения и детектор 440 рентгеновского излучения, причем оба, как источник 420 рентгеновского излучения, так и детектор 440 рентгеновского излучения, расположены на С-образном кронштейне 430, чтобы гарантировать правильную ориентацию обоих друг относительно друга. Пациент 300 может помещаться на столе 460.
Модуль 600 обработки включает в себя прежде всего модуль 620 управления и дополнительно монитор 610, причем на упомянутом мониторе может отображаться выход информации относительно текущего местоположения, например, наконечника инструмента.
Модуль 600 обработки может дополнительно содержать устройство обработки или оперативную память, в которой может храниться и/или выполняться компьютерная программа для выполнения картирования сосудов согласно настоящему изобретению.
Фиг.4 показывает пример рентгеноскопического изображения, подобного сгенерированному на этапе S3 вышеописанного способа. На этапе S4 может быть обнаружен участок 220 инструмента, причем на этапе S6 создается маска 500, которая окружает обнаруженный участок 220. Следует отметить, что маска может иметь любую форму, как например, иллюстративный овал, показанный на фиг.4. Маска также может быть круглой или прямоугольной или может иметь форму обнаруженного участка 220, но увеличенную так, чтобы участок 220 инструмента вместе с окружающей областью в окрестности этого участка помещались внутри маски.
Фиг.5 изображает действительные результаты, произведенные посредством картирования сосудов согласно настоящему изобретению. Другими словами, фиг.5 показывает ангиографическое изображение, в которое вводится только область, идентифицированная маской 500, в виде наложения. По сравнению с фиг.1, можно ясно видеть усиление видимости, которое можно ожидать от такого метода. То, что фигуры не показывают, так это дыхательное движение, которое метод картирования сосудов позволяет компенсировать.
Хотя настоящее изобретение проиллюстрировано и подробно описано на чертежах и вышеупомянутом описании, такие иллюстрации и описания должны считаться иллюстративными и не ограничивающими, изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления.
Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистами при осуществлении на практике заявленного изобретения из изучения чертежей, раскрытия и пунктов формулы изобретения. В этих пунктах слово "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, и единственное число элементов не исключает наличия множества элементов. Единственный процессор или другой модуль может выполнять функции нескольких объектов, упоминаемых в пунктах формулы изобретения.
Тот простой факт, что упоминаются некоторые меры, и взаимно различимые зависимые пункты не показывают, что комбинация этих мер не может быть использована для получения выгоды. Компьютерная программа может сохраняться/распределяться на подходящем носителе таком, как оптический носитель или твердотельный носитель, поставляемые вместе с другими аппаратными средствами или как их часть, но также могут распределяться в других формах, как например, через интернет или другие проводные или беспроводные системы связи. Любые обозначения номера позиции в пунктах формулы изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем притязаний.
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ:
100 консоль
110 модуль
120 устройство
200 инструмент
220 участок наконечника инструмента
300 пациент
400 рентгеновская установка
420 источник рентгеновского излучения
430 С-образный кронштейн
440 детектор рентгеновского излучения
460 стол
500 маска
600 модуль обработки
610 монитор
620 управляющее устройство

Claims (9)

1. Способ визуализации инструмента в анатомической части, содержащий этапы, на которых:
- получают контрастно-усиленное изображение анатомической части (S1),
- получают рентгеноскопическое изображение, включающее в себя инструмент в анатомической части (S3),
- определяют маску, содержащую инструмент или, по меньшей мере, участок инструмента, формирующую часть рентгеноскопического изображения, причем, по меньшей мере, участок инструмента (S6) вместе с окружающей областью вблизи участка размещен внутри маски, и
- объединяют часть рентгеноскопического изображения, определенную маской, с контрастно-усиленным изображением (S9).
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором обнаруживают, по меньшей мере, участок инструмента на рентгеноскопическом изображении (S4).
3. Способ по п. 2, в котором участок инструмента представляет собой участок наконечника инструмента (220).
4. Способ по п. 1, в котором:
- получают множество контрастно-усиленных изображений (S1), при этом идентифицируется циклическое движение структур в ангиографических изображениях (S2),
- получают множество рентгеноскопических изображений (S3), при этом идентифицируется циклическое движение структур на рентгеноскопических изображениях, и
- объединяют рентгеноскопическое изображение идентифицированной области с контрастно-усиленным изображением соответствующего цикла движения (S9).
5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором отображают объединенные изображения (S10).
6. Система для картирования сосудов, содержащая:
- устройство для генерации контрастно-усиленного изображения (100, 400),
- устройство для генерации рентгеноскопического изображения (400), и
- устройство (600) обработки для обработки рентгеноскопического изображения, причем устройство (600) обработки выполнено с возможностью обнаружения участка инструмента (220) на рентгеноскопическом изображении, и определения маски (500) области, содержащей инструмент или, по меньшей мере, участок инструмента, формирующей часть рентгеноскопического изображения, причем эта маска включает в себя обнаруженный участок инструмента (220) и окружающую область вблизи участка, и с возможностью объединения обработанной части рентгеноскопического изображения, определенного маской, с контрастно-усиленным изображением.
7. Система по п. 6, в которой устройство (600) обработки выполнено с возможностью идентификации циклического движения в серии контрастно-усиленных изображений и идентификации циклического движения в серии рентгеноскопических изображений, и причем устройство обработки дополнительно выполнено с возможностью объединения выбранного обработанного рентгеноскопического изображения с контрастно-усиленным изображением соответствующего цикла движения.
8. Система по п. 6, дополнительно содержащая монитор (610) для отображения объединенных изображений.
9. Система по п. 6, в которой устройство обработки выполнено с возможностью выполнения способа по п. 1.
RU2012117777/14A 2009-09-29 2010-09-17 Картирование сосудов RU2570758C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09305914.5 2009-09-29
EP09305914 2009-09-29
PCT/IB2010/054208 WO2011039673A1 (en) 2009-09-29 2010-09-17 Vascular roadmapping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012117777A RU2012117777A (ru) 2013-11-10
RU2570758C2 true RU2570758C2 (ru) 2015-12-10

Family

ID=43217258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012117777/14A RU2570758C2 (ru) 2009-09-29 2010-09-17 Картирование сосудов

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9095308B2 (ru)
EP (1) EP2482726B1 (ru)
JP (1) JP5965840B2 (ru)
CN (1) CN102573632B (ru)
RU (1) RU2570758C2 (ru)
WO (1) WO2011039673A1 (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6108474B2 (ja) 2011-03-15 2017-04-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． インターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置
CN102835970B (zh) * 2011-06-22 2015-04-29 上海西门子医疗器械有限公司 一种ct成像方法
EP2744446B1 (en) * 2011-09-06 2021-01-13 Koninklijke Philips N.V. Vascular treatment outcome visualization
RU2627147C2 (ru) * 2012-01-06 2017-08-03 Конинклейке Филипс Н.В. Отображение в реальном времени видов сосудистой сети для оптимального перемещения устройства
JP2013158372A (ja) 2012-02-01 2013-08-19 Toshiba Corp 医用画像処理装置、医用画像処理方法及びｘ線撮影装置
US9583075B2 (en) * 2012-08-03 2017-02-28 Koninklijke Philips N.V. Device position dependant overlay for roadmapping
WO2014027692A1 (ja) * 2012-08-16 2014-02-20 株式会社東芝 画像処理装置、医用画像診断装置及び血圧モニタ
CN104703542B (zh) 2012-10-05 2018-10-12 皇家飞利浦有限公司 X射线成像中的骨抑制
US20140276085A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Volcano Corporation Coregistered intravascular and angiographic images
US10820874B2 (en) * 2013-09-20 2020-11-03 Koninklijke Philips N.V. Automatic device-footprint-free roadmapping for endovascular interventions
KR20150084443A (ko) * 2014-01-14 2015-07-22 삼성전자주식회사 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법
JP6472606B2 (ja) * 2014-05-15 2019-02-20 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線診断装置
CN107347249B (zh) * 2015-03-16 2021-10-01 皇家飞利浦有限公司 自动移动检测
US11123036B2 (en) * 2015-06-25 2021-09-21 Koninklijke Philips N.V. Image registration
EP3456267A1 (en) * 2017-09-14 2019-03-20 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound image processing
EP3461411A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-03 Koninklijke Philips N.V. Augmented anatomical map
US11918423B2 (en) 2018-10-30 2024-03-05 Corindus, Inc. System and method for navigating a device through a path to a target location
DE102018220758B4 (de) * 2018-11-30 2023-02-16 Siemens Healthcare Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Röntgengeräts
EP3677212B1 (en) 2019-01-04 2023-07-26 Siemens Healthcare GmbH Method and system for determining a navigation pathway for invasive medical instrument in blood vessels
WO2021213927A1 (en) 2020-04-21 2021-10-28 Philips Image Guided Therapy Corporation Automated control of intraluminal data acquisition and associated devices, systems, and methods
CN114332285B (zh) * 2022-03-11 2022-06-28 首都医科大学附属北京安贞医院 一种冠状动脉路径图的生成方法、装置、可读存储介质
CN115363597A (zh) * 2022-08-30 2022-11-22 杭州朗博康医疗科技有限公司 一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94020886A (ru) * 1994-06-02 1996-08-27 Онкологический научный центр РАМН Способ катетеризации бедренной артерии под рентгенологическим контролем
WO2004034329A2 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Associating stored images with current images
WO2008107814A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cardiac roadmapping
WO2009022288A2 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Koninklijke Philips Electronics N. V. Detecting and darkening method of objects in grey-scale raster images

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6389104B1 (en) * 2000-06-30 2002-05-14 Siemens Corporate Research, Inc. Fluoroscopy based 3-D neural navigation based on 3-D angiography reconstruction data
JP2007502647A (ja) 2003-08-21 2007-02-15 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 血管造影図及び現ｘ線画像の複合表示のための装置及び方法
JP5030588B2 (ja) 2003-08-21 2012-09-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ２つの画像を組み合わせるための装置及び方法
JP4698589B2 (ja) * 2003-09-04 2011-06-08 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 血管の超音波画像を表示する装置及び方法
WO2006018841A2 (en) 2004-08-16 2006-02-23 Navicath Ltd. Image-guided navigation for catheter-based interventions
WO2006077534A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-27 Philips Intellectual Property & Standard Gmbh Image processing system and method for alignment of images
CN101410060A (zh) * 2006-04-03 2009-04-15 皇家飞利浦电子股份有限公司 测定插入患者体内的对象周围的组织
DE102006042997B4 (de) * 2006-09-13 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und medizinisches Bildgebungssystem zur Akquisition von Bilddaten
EP2114252B1 (en) 2007-02-28 2018-04-11 Koninklijke Philips N.V. Phase-free cardiac roadmapping
US7853061B2 (en) 2007-04-26 2010-12-14 General Electric Company System and method to improve visibility of an object in an imaged subject
JP5319188B2 (ja) * 2007-07-18 2013-10-16 株式会社東芝 Ｘ線診断装置
US7609814B2 (en) * 2008-01-15 2009-10-27 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Adaptive medical image and mask data processing system
US20090192385A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Oliver Meissner Method and system for virtual roadmap imaging
FR2942124B1 (fr) * 2009-02-17 2017-05-12 Gen Electric Procede et dispositif d'imagerie radiologique

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94020886A (ru) * 1994-06-02 1996-08-27 Онкологический научный центр РАМН Способ катетеризации бедренной артерии под рентгенологическим контролем
WO2004034329A2 (en) * 2002-10-10 2004-04-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Associating stored images with current images
WO2008107814A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cardiac roadmapping
WO2009022288A2 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Koninklijke Philips Electronics N. V. Detecting and darkening method of objects in grey-scale raster images

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012117777A (ru) 2013-11-10
CN102573632A (zh) 2012-07-11
US20120183189A1 (en) 2012-07-19
JP5965840B2 (ja) 2016-08-10
EP2482726B1 (en) 2015-07-15
US9095308B2 (en) 2015-08-04
JP2013505803A (ja) 2013-02-21
CN102573632B (zh) 2015-06-17
WO2011039673A1 (en) 2011-04-07
EP2482726A1 (en) 2012-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2570758C2 (ru) Картирование сосудов
JP6108474B2 (ja) インターベンション装置の位置決めを支援する画像表現を提供するための医用イメージング装置
US9042628B2 (en) 3D-originated cardiac roadmapping
JP6175073B2 (ja) 最適なデバイスナビゲーションのための血管系ビューのリアルタイム表示
US8233688B2 (en) Method of detection and compensation for respiratory motion in radiography cardiac images synchronized with an electrocardiogram signal
JP5795540B2 (ja) 関心領域を医療画像上に表示するための医療画像観察システム
US20080199048A1 (en) Image Processing System and Method for Alignment of Images
JP6828083B2 (ja) 自動的な動き検出
JP6750425B2 (ja) 放射線画像処理装置および放射線画像処理方法
US10478140B2 (en) Nearest available roadmap selection
JP6750424B2 (ja) 放射線画像処理装置および放射線画像処理方法
US20080039719A1 (en) Method for determining an optimal trigger time and device for ECG-triggered recording of an object