СОЗДАНИЕ МАСКИ ДЛЯ КАРДИОСУБСТРАКЦИИ Российский патент 2014 года по МПК A61B6/03 G06F17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к процедурам перфузии в цифровой субтракционной ангиографии (DSA), в частности DSA сердца. Изобретение относится также к системе визуализации, выполняющей DSA, к элементу компьютерной программы и к машиночитаемому носителю.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для некоторых обследований человеческого тела очень полезно визуализировать только кровеносные сосуды. Одним известным способом решения данной задачи является субтракционная ангиография, которая основана на процедуре перфузии. По существу, получают первое и второе изображения области интереса. Между двумя изображениями в кровеносный сосуд вводят контрастное вещество, которое поглощает рентгеновское излучение. После того как делают инъекцию контрастного вещества, рентгеноскопическое визуализирующее устройство регистрирует ангиографическую последовательность, которая показывает кровеносные сосуды, содержащие контрастное вещество, выделяющееся в рентгеновском изображении. Чтобы сделать информацию о сосудах и, в частности, при исследованиях сердца, о миокарде более доступной для врача, улучшают ее видимость. Поэтому два изображения вычитают одно из другого. Теоретически в результате вырисовывается только сосудистая сеть, наполненная контрастным веществом. Упомянутая процедура называется цифровой субтракционной ангиографией (DSA) в том случае, когда вычитание выполняется цифровым методом. Изображения DSA используют, кроме прочего, с целью диагностики и вмешательства. В настоящее время DSA регулярно применяют при сосудистых исследованиях или вмешательствах в местах, где наблюдаемые сосудистые структуры не двигаются (например, в ногах, головном мозге и т.п.). Однако было показано, что перемещение объекта между получением первого и второго изображений приводит к мешающим артефактам в изображении DSA, так как фоновые структуры можно исключить полностью только там, где упомянутые структуры точно совмещены и имеют одинаковые распределения уровней серого. Чувствительность DSA к движению, которое могло произойти между текущим кадром после инъекции и соответствующим кадром маски (так называемому остаточному движению, обусловленному, например, сердцебиением или дыханием), является серьезным недостатком метода. Например, при исследованиях сердца пациенты с тяжелым заболеванием сердца обычно подвергаются катетеризации сердца. Данная проверка выявляет степень коронарных стенозов и размер аневризмы. Однако по форме коронарных сосудов невозможно выяснить перфузию миокарда (которая является конечной целью исследования). Причина состоит в том, что как только возникает стеноз, то пораженную ишемией мышцу начинают снабжать кровью другие нормальные коронарные артерии сердца. В результате, едва ли существует какая-то связь между формой коронарных сосудов и перфузией миокарда. Следовательно, требуется точное изображение фактически существующих кровеносных сосудов и кровоснабжаемых областей. Однако движение сердца приводит к артефактам на изображениях DSA.

В патенте США 4729379 предлагается применение изображений, соответствующих одному сердечному циклу, для уменьшения количества мешающих артефактов. Субтракцию выполняют между изображениями фазы одного сердечного сокращения и тем самым из субтракционного изображения исключают составляющие изображения, обусловленные сокращением сердца. В заявке США 2007/0195932 A1 описан способ, в котором определяют, в качестве эталонной, область, не содержащую контрастного вещества, в обеих последовательностях изображений и выбирают изображение маски, показывающее минимальный позиционный сдвиг относительно текущего изображения объекта. Способ исключения артефактов движения в процессах рентгеновской визуализации посредством синхронизации рентгенографирования динамического изображения, т.е. изображения объекта, и изображения маски с сердечным сокращением предложен в патенте США 4903705. В документе JP 2006-051070 представлен способ усовершенствования процесса DSA посредством автоматического выбора оптимального изображения маски для создания изображения DSA, которое получают посредством обеспечения так называемой функции оценки фазового контраста, использующей аналитические данные человеческого тела для выбора изображения маски, которое обнаруживает минимальное отличие от изображения объекта. Кроме того, в заявке WO 03/083777 A2 описан способ, по которому последовательность изображений совмещают путем использования реперов, т.е. сигналов движения, которые исследуют посредством функции подобия для определения двух моментов, в которые объект имеет приблизительно одинаковое состояние движения во время соответствующих движений. В случае с несердечной DSA (главным образом, неврологическими исследованиями, исследованиями верхних и нижних конечностей) остаточные движения обусловлены в основном движениями пациента в целом. Получаемые артефакты можно до некоторой степени скорректировать цифровой компенсацией движения, которое имело место между изображением маски и текущим изображением после инъекции. Однако остаточные движения, наблюдаемые при сердечной DSA, возникают чаще, с большими амплитудами и их сложнее компенсировать (по сравнению с несердечной DSA). Упомянутые трудности обусловлены в основном тем, что сердечные сокращения изменяются по скорости, ритму и амплитуде, в частности, когда делают инъекцию контрастного вещества. В таком случае трудно отыскать согласующуюся пару изображений для применения субтракции. Кроме того, дыхание также может помешать согласованию маски и кадра после инъекции, и сдержать дыхание во время исследования часто труднее, чем просто оставаться неподвижным. Более того, исследования перфузии сердца продолжаются дольше, чем классические ангиографические исследования, так как контрастное вещество должно не только распространиться в представляющие интерес сосуды (в течение артериальной фазы), но следует дождаться последующей миграции контрастного вещества в сердечной мышце (в течение перфузионной фазы). Вышеописанные требования имеют следствием намного более длительные исследования (10-15 секунд по сравнению с 2-4 секундами), что также предполагает более частые и широкие остаточные движения. Другой аспект состоит в том, что рентгеновские изображения являются прозрачными. Данное свойство особенно осложняет оценку и компенсацию органов, которые упомянутые изображения содержат. Действительно, если орган 1 перемещается поверх органа 2, то можно либо компенсировать движение органа 1 (и, следовательно, искусственно переместить орган 2), либо оставить в неизменном состоянии артефакт, созданный движением органа 1. Несердечная DSA нуждается, главным образом, в коррекции на движения пациента в целом, что не предполагает никакого эффекта прозрачности. Напротив, сердечные исследования сопряжены с сильными эффектами прозрачности (легкие, диафрагма, сердце, позвоночник и ребра могут перемещаться одни поверх других с наложением, возможно несовместимым, векторных полей). В результате, компенсация остаточных движений в сердечной DSA намного сложнее, чем в несердечной DSA. Однако очень важно ограничивать насколько возможно артефакты, искажающие субтракционные изображения, представляемые врачу.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью изобретения является создание усовершенствованного способа получения изображений DSA, в которых эффект остаточных движений в течение перфузионной фазы подавляют для отображения субтракционных изображений, содержащих меньше артефактов движения.

Цель достигается с помощью способа выполнения цифровой субтракционной ангиографии, DSA, в устройстве визуализации, при этом способ содержит этапы, состоящие в том, что генерируют первую последовательность изображений из изображений маски субъекта, подлежащего обследованию; генерируют, по меньшей мере, одно первое контрастное изображение в первой фазе контрастности, в соответствии с чем в первом контрастном изображении часть субъекта имеет контраст, отличный от упомянутой первой последовательности изображений, вычитают изображения маски из, по меньшей мере, одного первого контрастного изображения для генерации первой последовательности изображений DSA, вычитают изображения DSA первой последовательности изображений DSA из первого контрастного изображения в пределах первой фазы для генерации последовательности уточненных изображений маски; генерируют второе контрастное изображение во второй фазе, причем упомянутая вторая фаза отделена от первой фазы предварительно заданным временным пределом разделения фаз, вычитают изображения последовательности уточненных изображений маски из второго контрастного изображения для генерации второй последовательности изображений DSA и отображают вторую последовательность изображений DSA на дисплее.

Одно из преимуществ изобретения состоит в том, что, при обеспечении уточненного изображения маски в качестве дополнительного изображения, (остаточные) движения, которые имели место в первой фазе контрастности, которая, например, может содержать введение контрастного вещества, будут учитываться в новой маске и не будут нуждаться в компенсации в течение перфузионной фазы. Это означает, что артефакты будут возникать только из-за движений, которые происходили между окончанием первой фазы и рассматриваемым кадром во второй фазе. В противоположность описанной особенности, в обычных процедурах DSA, артефакты вызываются движениями, которые происходят сразу по окончании получения маски, то есть с момента начала фазы введения контраста, а не только во второй половине последней. Сокращение времени между текущим кадром и кадрами, используемыми для построения маски, эффективно подавляет появление артефактов. Разумеется, для дополнительной коррекции изображений можно использовать любой известный способ. В результате, новый объект, который вводят в поле обзора в течение первой фазы и который удаляют перед тем, как начинается вторая фаза, повторно появляется на дисплее в течение второй фазы. Например, повторное появление можно сделать заметным с помощью обратного видеорежима или подобного способа, так как изображение, отображаемое после второго DSA, т.е. после третьей субтракции, не содержит упомянутого объекта. Повторное появление упомянутого объекта является очевидным показателем того, что изображения первой фазы использовались при создании маски в течение субтракции во второй фазе. При обычной DSA объект, введенный после исходных изображений маски, будет появляться на отображаемом изображении после DSA, т.е. на окончательном(ых) изображении(ях).

В предпочтительном варианте осуществления способа, способ DSA является способом сердечной DSA, так как данные способа очень критичны к мешающим артефактам, обусловленным остаточным движением.

В другом предпочтительном варианте осуществления, первая фаза является артериальной фазой фазы контрастности, вторая фаза является перфузионной фазой фазы контрастности, и временной предел разделения фаз является временным пределом коронарных артерий. В предпочтительном варианте, предел артериальной фазы задают с помощью критериев, основанных на анализе изображений. Как правило во время перфузии контрастное вещество сначала поступает в сосуды, подлежащие исследованию, в достаточно четко обозначенную область пространства. Данная фаза известна как артериальная фаза инъекции контрастного вещества. Когда перфузия прогрессирует, контрастное вещество мигрирует к мышце миокарда с образованием большей и более диффузной области пространства, которая существует в течение дальнейшего периода времени. Данную фазу называют перфузионной фазой инъекции контрастного вещества. Выполнение процесса в зависимости от упомянутых фаз дает преимущество в том, что первые субтракционные изображения DSA содержат только коронарные артерии, и вероятность, что в упомянутых изображениях присутствуют сколько-нибудь серьезные артефакты, незначительна. Поскольку между окончанием получения маски и получением первых контрастных изображений проходит мало времени, приблизительно 0-4 секунды, то в упомянутых изображениях присутствует лишь небольшое остаточное движение. Следовательно, компенсация упомянутых небольших различий является несложной задачей. Кроме того, траектория контрастного вещества четко определяется в течение артериальной фазы. Данное явление отсутствует в течение перфузионной фазы. Следовательно, изображения, генерируемые в первой фазе, формируют легко идентифицируемые объекты. В результате, в этот период артефакты часто компенсировать удобнее, чем в течение перфузионной фазы. Данный подход дает субтракционные изображения, в основном не содержащие артефактов.

В предпочтительном варианте осуществления, последовательность уточненных изображений маски по времени оказывается ближе ко второму контрастному изображению, чем последовательность изображений маски. С точки зрения общего распределения времени исследования, предпочтительным является способ, в котором последовательность уточненных изображений маски оказывается на 2-4 секунды ближе ко второму контрастному изображению, чем последовательность изображений маски. Выигрыш по времени от маски до текущего изображения имеет следствием значительное уменьшение размаха возможных остаточных движений (и соответствующее ослабление артефактов, связанных с прозрачностью), что намного повышает качество субтракции. Разумеется, изобретение совместимо с любым существующим способом сердечной DSA, а также любым методом компенсации движений.

В одном варианте осуществления, определение представленных фаз (артериальной и перфузионной фаз) предпочтительно выполняется автоматически и не требует настроек под конкретного пациента. Существует множество различных способов решения данной задачи. Решение возможно на основе фиксированных значений времени или фиксированном числе сердечных циклов (или их комбинации), или даже посредством определения на основе анализа изображений. Кроме того, применение электронного и программируемого инъектора контрастного вещества может облегчить упомянутое определение (например, инъекция может начинаться точно по истечении программируемого периода времени после начала получения последовательности). Возможно также использование комбинации упомянутых способов. Например, артериальная фаза может определяться автоматически посредством цифрового контроля контраста в содержимом изображения, и перфузионная фаза может быть установлена с помощью фиксированного интервала времени (или фиксированного числа сердечных циклов, или комбинации того и другого), отделяющего данную фазу от автоматически определяемого начала артериальной фазы.

В одном варианте осуществления, первую последовательность изображений DSA предпочтительно отображают на дисплее до отображения второй последовательности изображений DSA, чтобы предоставлять данную информацию врачу. В случае наличия специальных требований, например, по контролю качества дополнительно обеспечивают отображение как первой последовательности изображений DSA, так и второй последовательности изображений DSA параллельно одну другой.

В соответствии с изобретением, цель достигается также с помощью системы визуализации для выполнения цифровой субтракционной ангиографии, DSA, при этом система содержит устройство генерации изображений, блок обработки данных и дисплей. Блок обработки данных выполнен с возможностью получения данных первой последовательности изображений из изображений маски и данных, по меньшей мере, одного первого контрастного изображения из устройства генерации изображений и генерации первой последовательности изображений DSA; вычитания первых изображений DSA из первого контрастного изображения для генерации уточненных изображений и вычитания уточненных изображений из вторых контрастных изображений для генерации второй последовательности DSA. Дисплей выполнен с возможностью отображения вторых изображений DSA.

В соответствии с дополнительным примерным вариантом осуществления настоящего изобретения, предлагается компьютерный программный элемент, который отличается тем, что выполнен с возможностью выполнения этапов способа в соответствии с одним из предыдущих вариантов осуществления.

Таким образом, данный компьютерный программный элемент может храниться в вычислительном блоке, который также может входить в состав варианта осуществления настоящего изобретения. Данный вычислительный блок может быть выполнен с возможностью исполнения или обеспечения исполнения этапов вышеописанного способа. Кроме того, упомянутый вычислительный блок может быть выполнен с возможностью управления компонентами вышеописанной рентгеновской системы визуализации. Вычислительный блок может быть выполнен с возможностью автоматического управления и/или исполнения команд пользователя.

Данный вариант осуществления изобретения охватывает как компьютерную программу, которая с самого начала использует изобретение, так и компьютерную программу, которая, при корректировке, превращает существующую программу в программу, которая использует изобретение.

Кроме того, компьютерный программный элемент может обеспечивать все необходимые этапы для выполнения процедуры представления информации о кровотоке на рентгеновских изображениях, как изложено выше.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предлагается машиночитаемый носитель, при этом машиночитаемый носитель содержит компьютерный программный элемент, записанный на данном носителе, причем описание компьютерного программного элемента приведено выше.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предлагается носитель для создания возможности загрузки компьютерного программного элемента, при этом данный компьютерный программный элемент составлен с возможностью выполнения способа в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления изобретения.

Упомянутые и другие аспекты изобретения становятся очевидными из варианта осуществления, описанного в дальнейшем со ссылкой на чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематическое изображение рентгеновского устройства визуализации в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - схематическое изображение типовой структурной схемы обычной процедуры DSA в соответствии с известным уровнем техники.

Фиг.3 - схематическое изображение структурной схемы способа в соответствии с изобретением.

Фиг.4 - схематический вид изображений, соответствующих способу, представленному на фиг.3, где правая часть представляет первое контрастное изображение, полученное в первой фазе, центральная часть представляет результат первого этапа DSA, и правая часть представляет соответствующую уточненную маску, подлежащую применению на втором этапе DSA.

Фиг.4a - изображения, соответствующие чертежам на фиг.4.

Фиг.5 - результат DSA без уточненной маски в левой части и результат с уточненной маской в течение перфузионной фазы в правой части. За исключением применения уточненной маски, в обоих приведенных случаях применялись два в точности одинаковых способа DSA.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.1 схематично показана рентгеновская система 40 визуализации. Для генерации рентгеновского излучения обеспечен источник 42 рентгеновского излучения. Для размещения субъекта, подлежащего обследованию, обеспечен стол 44. Кроме того, модуль 46 регистрации рентгеновского изображения расположен напротив источника 42 рентгеновского излучения, т.е. во время процедуры облучения субъект расположен между источником 42 рентгеновского излучения и модулем 46 регистрации. Последний передает данные в блок 48 обработки данных, который соединен как с блоком 46 регистрации, так и с источником 42 излучения. Кроме того, вблизи стола 44 расположен дисплей 28 для представления информации человеку, управляющему рентгеновской системой визуализации, т.е. врачу. В предпочтительном варианте, дисплей 28 установлен с возможностью перемещения, чтобы допускать индивидуальную регулировку в зависимости от обстоятельств исследования. Кроме того, интерфейсный блок 52 выполнен с возможностью ввода информации пользователем. По существу, при облучении субъекта рентгеновским излучением модуль 46 регистрации изображения генерирует изображения, которые дополнительно обрабатываются в блоке 48 обработке данных. Следует отметить, что приведенный пример относится к так называемой рентгеновской системе визуализации с C-образной дугой. Разумеется, изобретение относится также к рентгеновским устройствам визуализации других типов. Ниже приведено подробное описание процедуры в соответствии с изобретением.

На фиг.2 показана типовая структурная схема обычного способа DSA в соответствии с известным уровнем техники, в котором субтракционное изображение Sub(t) 02 формируется в момент времени t на основании текущего изображения Im(t) 04, измеренного в то же время, и набора изображений Mask(t₁) … Mask(t_n) 06 маски. Текущее изображение 04 формируется в течение фазы контрастности, которая, например, может содержать введение контрастного вещества, а изображения 06 получают до введения. Субтракционное изображение 02 получают вычитанием соответствующего изображения маски из текущего изображения в рамках процедуры DSA 08:

Sub(t)=DSA(Im(t), Mask(t1) … Mask(tn),t).

Разумеется, во время исследования можно использовать разные способы DSA, что объясняет зависимость от времени t в функции DSA(.): DSA(.) = DSA(.,t).

В соответствии с изобретением, предлагается способ для обеспечения улучшенных результатов субтракции, при этом упомянутый способ схематически показан на фиг.3. Диаграмма отображается в хронологическом порядке, при этом время отсчитывается начиная с верха чертежа.

На первом этапе, этапе 12 получения изображений маски, системой визуализации генерируется первая последовательность изображений из изображений 10 маски субъекта, подлежащего обследованию. Затем в субъекта вводят контрастное вещество в течение процедуры 14 введения контрастного вещества.

Фаза контрастности, например процедура 14 введения контрастного вещества, разделена на первую фазу 16 и вторую фазу 18 временным пределом 20 разделения фазы. Во время перфузии состояние, когда контрастное вещество сначала поступает в сосуды, подлежащие исследованию, в предпочтительно низкой концентрации, известно как артериальная фаза инъекции контрастного вещества. В процессе дальнейшей перфузии концентрация контрастного вещества повышается до максимума, который присутствует в течение дальнейшего периода времени. Данная фаза известна как перфузионная фаза инъекции 14 контрастного вещества. В соответствии с изобретением, предпочтительным решением является использование упомянутого разделения для первой фазы 16 и второй фазы 18. Соответственно в таком случае, временной предел 20 разделения фазы является временным пределом коронарных артерий. Поскольку способ нуждается в знании о том, когда закончилась артериальная фаза (t_c), то временной предел 20 предварительно определяют на предварительном определяющем этапе 21. Временной предел 20 устанавливают предпочтительно в зависимости от перфузии контрастного вещества. Данный предел можно устанавливать на основании физических исследований (так как упомянутый предел зависит от анатомического процесса) и устанавливать раз и навсегда. В соответствии с другим вариантом, можно использовать критерии, основанные на анализе изображений, для определения t_c.

В варианте осуществления, очень удобном для пользователя, определение вышеописанных фаз выполняется автоматически, например, на основе фиксированных значений времени или фиксированного числа сердечных циклов, или комбинации того и другого. Кроме того, предусмотрено также использование электронного и программируемого инъектора контрастного вещества, который облегчает упомянутое определение временных фаз. В комбинированном варианте осуществления артериальная фаза может определяться автоматически посредством цифрового контроля контраста в содержимом изображения, и перфузионная фаза может быть установлена с помощью фиксированного интервала времени, отделяющего данную фазу от автоматически определяемого начала артериальной фазы.

После введения контрастного вещества системой визуализации генерируется, по меньшей мере, одно первое контрастное изображение 22 (смотри фигуру 4, левую часть) в течение первой фазы 16 введения 14 контрастного вещества. Последовательность генерируется с использованием индекса t^arterial изображения. Но в отличие от индекса t_c времени, который означает единственный момент, индекс t^arterial является так называемым «бегущим» индексом изображения, при условии, что t<t_c.

По меньшей мере, одно первое контрастное изображение 22 используют для генерации первой последовательности 24 изображений DSA в течение первой субтракционной процедуры 26, которая является процедурой DSA, при этом изображения 10 маски вычитаются из первого контрастного изображения 22 для создания первой последовательности 24 изображений DSA. Упомянутая первая субтракционная процедура 26 выполняется как обычная DSA:

Sub(t ^arterial ) = DSA(Im(t ^arterial ), Mask(t ₁ ) … Mask(t _n ), t ^arterial )

Результат, т.е. субтракционные изображения DSA первой последовательности 24 изображений, отображается на дисплее 28.

Субтракционные изображения DSA 24 содержат только коронарные артерии (см. фиг.4, центральную часть). Вероятность, что в упомянутых изображениях Sub(t^arterial) 24 присутствуют сколько-нибудь серьезные артефакты, незначительна. Действительно, между окончанием получения 12 маски и получением первых контрастных изображений 22 проходит мало времени, приблизительно 0-4 секунды, так что в упомянутых изображениях 24 присутствует незначительное остаточное движение. Следовательно, компенсация упомянутых небольших различий является несложной задачей.

Кроме того, траектория контрастного вещества четко определяется в течение артериальной фазы 16, в противоположность диффузии, наблюдаемой в течение перфузионной фазы 18, и формирует легко идентифицируемые объекты. Следовательно, артефакты часто удобнее компенсировать в данный период, чем в течение перфузионной фазы 18, что дает субтракционные изображения Sub(t^arterial) 24, не содержащие артефактов. С другой стороны, первое контрастное изображение 22, т.е. динамическое изображение Im(t^arterial) 12, содержит общее анатомическое строение (сердце и фон) и контрастные коронарные артерии.

Субтракционные изображения DSA 24 дополнительно вычитают из, по меньшей мере, одного первого контрастного изображения 22 в ходе второй субтракционной процедуры 30. Данная вторая субтракционная процедура 30 генерирует последовательность уточненных изображений 32 маски:

ExtMask(t ^arterial )=Im(t ^arterial )-Sub(t ^arterial )

Данные новые изображения 32 содержат анатомическое строение без контрастных коронарных артерий (см. фиг.4, правую часть). До сих пор, все этапы выполнялись в течение первой фазы введения контрастного вещества. Иначе говоря, посредством введения данного этапа в процесс получают новую маску, представляющую анатомическое строение, так называемую «уточненную маску» 32, в момент времени t^arterial (>t_n).

Затем происходит переход временного предела 20, и после этого введение 14 контрастного вещества осуществляется во второй фазе 18. В течение данной второй фазы 18 системой визуализации генерируется, по меньшей мере, одно второе контрастное изображение 34.

В ходе третьей субтракционной процедуры 36 последовательность уточненных изображений 32 маски вычитается из, по меньшей мере, одного второго контрастного изображения 34. Данная третья субтракционная процедура 36 является процедурой DSA, генерирующей вторую последовательность 38 изображений. Соответствующий индекс t^perfusion времени эквивалентен t при t>t_c. Выполняется обычная DSA, с тем отличием, что исходные изображения Mask(t_i) 10 маски, которые получают перед инъекцией контрастного вещества, заменены уточненными изображениями ExtMask(t^arterial _j) 32 маски:

Sub(t ^perfusion )=DSA(Im(t ^perfusion ), ExtMask(t ^arterial ₁ ) … ExtMask(t ^arterial _n ), t ^perfusion )

И, наконец, изображения второй последовательности 38 изображений DSA отображаются на дисплее 28. Поскольку уточненные изображения 32 маски по времени ближе (обычно на 2-4 секунды) к рассматриваемому перфузионному изображению, т.е. второму контрастному изображению 34, то соответствующее остаточное движение будет меньше, что дает, в результате, более высокое качество отображаемых субтракционных изображений 38.

Вторая последовательность 38 изображений DSA может отображаться параллельно с первой последовательностью 24 изображений DSA, так что врачу предоставляется две разных последовательности. Однако на дисплее 28 можно также заменять первую последовательность 24 изображений DSA второй последовательностью 38 изображений DSA, чтобы представлять врачу только одно изображение для упрощения передачи информации. Разумеется, вторую последовательность 38 изображений DSA можно также отображать на дополнительном дисплее. Для выполнения специальных требований, например, контроля качества или настройки устройства или по другим причинам можно отображать всю субтракционную последовательность во всех фазах, что можно также выполнять рядом с несубтракционной последовательностью.

Возможны несколько других вариантов осуществления. Разумеется, уточненные изображения 32 маски, которые создаются в ходе второй субтракционной процедуры 30, можно формировать множеством разных методов. Изображения 32 маски и изображения артериальной фазы, т.е. первые контрастные изображения 22, могут быть связаны любой функцией:

ExtMask(t ^arterial )=f(Im(t ^arterial ₁ ) … Im(t ^arterial _m ), Mask(t ₁ ) …

Mask(t _n ), t ^arterial )

Субтракция в перфузионной фазе 18, т.е. третья субтракция 36, также может быть функцией исходных изображений 10 маски:

Sub(t ^perfusιon )=DSA(Im(t ^perfusιon ), ExtMask(t ^arterial ₁ ) … ExtMask(t ^arterial _n ), Mask(t ₁ ) … Mask(t _n ), t ^perfusιon )

Уточненные маски 32 можно также строить в течение перфузионной фазы 18. Уточненные маски можно вычислять и применять для последующих субтракций непрерывно на всем протяжении последовательности.

Для большей ясности пояснения на фиг.4 приведены изображения, соответствующие способу, который представлен на фиг.3 чертежей и описан выше. В левой части представлен пример первого контрастного изображения 22, полученного в первой фазе 16 введения 14 контрастного вещества. В центральной части представлен результат первого этапа DSA 26, т.е. субтракционные изображения DSA первой последовательности 24 изображений DSA. И, наконец, в правой части фиг.4 представлена соответствующая уточненная маска 32, подлежащая использованию для третьей субтракционной процедуры 36, т.е. второго этапа DSA, показанного на фиг.3.

На фиг.5 представлены два разных результата DSA. В левой части представлен результат DSA, который получен без применения уточненной маски. В правой части представлен результат DSA в соответствии с изобретением, для получения которого применяли уточненные маски в течение перфузионной фазы. Для сравнения в обоих случаях применяли одинаковый способ DSA. Как можно видеть, фон справа представляется намного ровнее, и перфузионная структура представляется более четко определенной. Следовательно, правая часть снабжает оператора, т.е. клинический персонал, информацией таким способом, что представляющие интерес детали могут восприниматься легче и быстрее, что очень важно для принятия предложенного способа.

Посредством обеспечения уточненных изображений 32 маски в течение артериальной фазы 16, которые будут применяться в качестве эталонной субтракционной маски в течение перфузионной фазы 18, остаточные движения, ухудшающие сердечное DSA, уменьшаются, что дает более высокое качество отображаемых результатов субтракции в течение перфузионной фазы 18. Следовательно, способ в соответствии с изобретением дает кардиологам возможность повысить качество диагноза, а также совершенствует возможность четкого документирования диагноза. В частности, улучшенная визуализация кровоснабжаемых зон сердца повышает диагностические возможности сердечной DSA.

Настоящее изобретение совместимо с любым способом сердечной DSA. В предпочтительном варианте настоящее изобретение предназначено для применения системой визуализации для PCI (чрезкожного вмешательства на коронарных артериях) в лабораториях катетеризации или просто в процедурах ангиографии с целью поддержки диагностики.

Хотя изобретение представлено и подробно поясняется на чертежах и в вышеприведенном описании, упомянутые изображения и описание следует считать пояснительными или примерными, а не ограничивающими; изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам и системам субтракционной ангиографии. Способ заключается в генерации первой последовательности изображений маски субъекта, подлежащего обследованию, генерации первого контрастного изображения в первой фазе контрастности, в соответствии с чем в первом контрастном изображении часть субъекта имеет контраст, отличный от контраста первой последовательности изображений, вычитании изображения маски из первого контрастного изображения для генерации первой последовательности изображений DSA, вычитании изображения DSA первой последовательности изображений DSA из первого контрастного изображения в пределах первой фазы для генерации последовательности уточненных изображений маски. Также генерируют второе контрастное изображение во второй фазе контрастности, причем упомянутая вторая фаза отделена от первой фазы предварительно заданным временным пределом разделения фаз, вычитают изображения последовательности уточненных изображений маски из второго контрастного изображения для генерации второй последовательности изображений DSA и отображают изображения DSA второй последовательности изображений на дисплее. Первая фаза является артериальной фазой фазы контрастности, вторая фаза является перфузионной фазой фазы контрастности, и временной предел разделения фаз является временным пределом коронарных артерий. Система визуализации содержит устройство генерации изображений, блок обработки данных, дисплей и машиночитаемый носитель, содержащий программный элемент, выполненный с возможностью при исполнении блоком обработки данных выполнять способ субтракционной ангиографии. Использование изобретения обеспечивает подавление эффекта остаточных движений в течение перфузионной фазы, уменьшение артефактов движения. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ выполнения цифровой субтракционной ангиографии, DSA, в устройстве визуализации, содержащий этапы, на которых:
- генерируют первую последовательность изображений из изображений (10) маски субъекта, подлежащего обследованию,
- генерируют, по меньшей мере, одно первое контрастное изображение (22) в первой фазе (16) контрастности, в соответствии с чем в первом контрастном изображении часть субъекта имеет контраст, отличный от контраста первой последовательности изображений,
- вычитают изображения (10) маски из, по меньшей мере, одного первого контрастного изображения (22) для генерации первой последовательности (24) изображений DSA,
- вычитают изображения DSA первой последовательности (24) изображений DSA из первого контрастного изображения (22) в пределах первой фазы (16) для генерации последовательности уточненных изображений (32) маски,
- генерируют второе контрастное изображение (34) во второй фазе контрастности, причем упомянутая вторая фаза (18) отделена от первой фазы (16) предварительно заданным временным пределом (20) разделения фаз,
- вычитают изображения последовательности уточненных изображений (32) маски из второго контрастного изображения (34) для генерации второй последовательности (38) изображений DSA и
- отображают изображения DSA второй последовательности изображений на дисплее (28),
при этом первая фаза (16) является артериальной фазой фазы (14) контрастности,
вторая фаза (18) является перфузионной фазой фазы (14) контрастности, и
временной предел (20) разделения фаз является временным пределом коронарных артерий.

2. Способ по п.1, в котором
способ DSA является способом сердечной DSA.

3. Способ по п.1, в котором
предел (20) артериальной фазы задают с помощью критериев, основанных на анализе изображений.

4. Способ по п.1, в котором
предел (20) артериальной фазы определяют автоматически.

5. Способ по п.1, в котором
последовательность (32) уточненных изображений маски по времени ближе ко второму контрастному изображению (34), чем последовательность (10) изображений маски.

6. Способ по п.5, в котором
последовательность (32) уточненных изображений маски на 2-4 секунды ближе ко второму контрастному изображению (34), чем последовательность (10) изображений маски.

7. Способ по п.1, в котором
первая последовательность (24) изображений DSA отображается на дисплее (28) перед отображением второй последовательности (38) изображений DSA.

8. Способ по п.7, в котором
как первая последовательность (24) изображений DSA, так и вторая последовательность (38) изображений DSA отображаются параллельно одна другой.

9. Система (40) визуализации для выполнения цифровой субтракционной ангиографии, DSA, содержащая устройство (42, 46) генерации изображений, блок (48) обработки данных и дисплей (28),
причем блок (48) обработки данных выполнен с возможностью
- получения данных первой последовательности изображений из изображений маски и данных, по меньшей мере, одного первого контрастного изображения из устройства (42, 46) генерации изображений в первой фазе (16) контрастности, причем в первом контрастном изображении часть субъекта имеет контраст, отличный от контраста первой последовательности изображений, и генерации первой последовательности изображений DSA,
- вычитания первых изображений DSA из первого контрастного изображения во время первой фазы для генерации последовательности уточненных изображений маски и
- вычитания уточненных изображений маски из вторых контрастных изображений во время второй контрастной фазы, причем вторая фаза (18) отделена от первой фазы (16) предварительно заданным временным пределом (20) разделения фаз для генерации второй последовательности DSA; при этом первая фаза (16) является артериальной фазой фазы (14) контрастности, вторая фаза (18) является перфузионной фазой фазы (14) контрастности, и временной предел (20) разделения фаз является временным пределом коронарных артерий, причем дисплей (28) выполнен с возможностью отображения вторых изображений DSA.

10. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненный на нем программный элемент, который выполнен с возможностью при исполнении блоком обработки данных выполнять способ по пп.1-8.