用于確定合成圖像的方法、計(jì)算機(jī)程序、機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)載體和成像設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于確定合成圖像的方法、計(jì)算機(jī)程序、機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)載體 和成像設(shè)備
[0001] 成像設(shè)備(諸如X射線設(shè)備或斷層攝影設(shè)備)能夠在不同時(shí)間記錄被檢查區(qū)域的圖 像。圖像的比較使得能夠從這些圖像得到具有時(shí)間分量的信息。圖像通常表示體積，并且可 以包括被檢查的區(qū)域的多個(gè)預(yù)指定切片。如果一種物質(zhì)流經(jīng)被檢查的區(qū)域，也可能從圖像 獲得流信息。因此，現(xiàn)代的成像設(shè)備使得能夠識(shí)別器官(例如心臟或腦）中的血流障礙。用于 血流的成像測(cè)量的最重要的方法包括血管造影和斷層攝影灌注掃描。
[0002] 因此，圖像的評(píng)估需要解剖信息和流信息兩者的評(píng)估。解剖信息涉及被檢查的該 區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)，并且因此有空間分量。流信息涉及流入被檢查區(qū)域中的物質(zhì)的動(dòng)態(tài)，并且 因而同時(shí)具有空間分量和時(shí)間分量。用于成像測(cè)量的空間信息和時(shí)間信息的描述通常表現(xiàn) 為，對(duì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)編譯具有多個(gè)切片的圖像堆疊?？臻g信息和時(shí)間信息然后可以被描述為， 圖像堆疊的各個(gè)切片或投影作為時(shí)間上連續(xù)的序列而被輸出。因此，這使得能夠評(píng)估流入 被檢查區(qū)域中的物質(zhì)的時(shí)間發(fā)展。然而，這是費(fèi)時(shí)的并且對(duì)于存檔尤其不利。
[0003] 為了簡(jiǎn)化空間信息和時(shí)間信息的處理，專利US6650928B1建議將斷層圖像轉(zhuǎn)換成 彩色編碼映射。例如，腦結(jié)構(gòu)的兩個(gè)圖像被疊加。這涉及到有色、參數(shù)圖像在解剖圖像上方 的疊加。疊加圖像的透明度可調(diào)，以允許或多或少的解剖結(jié)構(gòu)被看到。這種方法的缺點(diǎn)在于 解剖信息的良好可見度損害了參數(shù)信息的可見度。
[0004] 在這種背景下，本發(fā)明的目的是公開具有時(shí)間分量的流信息如何與解剖信息有利 地組合。
[0005] 這個(gè)目的是通過權(quán)利要求1所述的方法、權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序、權(quán)利要求 11所述的機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)載體、權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 下面描述了本發(fā)明關(guān)于所要求保護(hù)的設(shè)備和所要求保護(hù)的方法如何實(shí)現(xiàn)上述目 的。任何特征、優(yōu)點(diǎn)或備選實(shí)施方案可以被轉(zhuǎn)移到其它要求保護(hù)的主題，反之亦然。換句話 說，該主題的權(quán)利要求(例如，它涉及一種設(shè)備)也可以用結(jié)合方法描述或所要求保護(hù)的特 征來發(fā)展。該方法的對(duì)應(yīng)的功能特征由相應(yīng)代表性模塊來體現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明是基于在不同時(shí)間對(duì)被檢查區(qū)域的多個(gè)圖像的記錄。另外，解剖信息和流 信息都由圖像來獲得。具體地，解剖信息可以與血管的路線或灌注組織的結(jié)構(gòu)有關(guān)?，F(xiàn)在本 發(fā)明人已經(jīng)確定，在合成圖像(resultant image)中流信息的時(shí)間分量可以與解剖信息有 利地組合，其中強(qiáng)度依賴性開窗法（intensity-dependent fenestration)可以根據(jù)解剖信 息將灰度值分配至合成圖像的像素，其中時(shí)間依賴性開窗法（t i m e - d e p e n d e n t fenestration)根據(jù)流信息將色度分配至合成圖像的像素，其中灰度值和色度彼此獨(dú)立地 進(jìn)行分配。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)理由在于，強(qiáng)度依賴性開窗法與時(shí)間依賴性開窗法組合使得色度和 灰度值相互獨(dú)立。這是因?yàn)?，這意味著強(qiáng)度依賴性開窗法不影響時(shí)間依賴性開窗法。這使得 解剖信息和流信息能夠在合成圖像中未失真地被顯示。圖像的記錄是物理測(cè)量，并且獲得 的解剖信息和流信息是對(duì)應(yīng)于物理結(jié)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果。因此，本發(fā)明具有的技術(shù)效果是對(duì)應(yīng) 于物理測(cè)量的測(cè)量結(jié)果可以相互組合而沒有在合成圖像中失真的風(fēng)險(xiǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明 的合成圖像具有特別高的信息量。
[0009]在這種情況下，解剖信息可以實(shí)現(xiàn)為從圖像中的至少一個(gè)圖像獲得的空間強(qiáng)度分 布。流信息（flow information)可以實(shí)現(xiàn)為從圖像獲得的流值的分布。流值(flow value) 例如是表征物理過程(特別是運(yùn)動(dòng)）的參數(shù)。流信息通常是基于在不同時(shí)間記錄的圖像的強(qiáng) 度值分布變化而獲得的。在這種情況下，可以確定流信息，從而確定針對(duì)合成圖像的每個(gè)像 素的自身值(特別是流值）。
[0010]如果被檢查的區(qū)域是患者的身體部分或器官，則可以獲得專門針對(duì)患者的流信 息。然后合成圖像具有特別高的診斷價(jià)值。
[0011] 灰度值和色度的獨(dú)立分配可以特別包括灰度值和色彩明暗(color shade)的獨(dú)立 分配，因?yàn)樯拭靼捣浅＿m于被感知為獨(dú)立于灰度值的信息。獨(dú)立分配也可以執(zhí)行為色度 (特別是色彩明暗)正交于灰度值。在此情況下，時(shí)間依賴性開窗法是基于色度(特別是色彩 明暗)在其中的顏色空間，并且灰度值彼此正交。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，圖像中的至少部分圖像的記錄是造影劑支持的 (contrast-medium-supported)。這使得流信息還能夠包括造影劑的流入信息，尤其在血管 中。然后圖像可以被記錄為血管造影圖像或斷層攝影灌注圖像的形式，使得它特別容易獲 得有關(guān)被檢查區(qū)域中血流的流信息。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，解剖信息通過以下被獲得，即通過在不同時(shí)間記錄的 多個(gè)圖像進(jìn)行第一投影。因此，第一投影至少沿時(shí)間軸發(fā)生。例如，在解剖信息的第一獲得 期間考慮特別大量的測(cè)量點(diǎn)。這意味著合成圖像的信息量特別高。基于合成圖像，在進(jìn)一步 分析期間增加可靠性也是可能的。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，基于物理模型獲得流信息。例如，物理模型可以描述血 管中血液的傳播或組織中血液的傳播。特別地，組織可以是高度毛細(xì)管化的 (capil lari zed)。物理模型也可以描述通過擴(kuò)散的物質(zhì)的傳播。本發(fā)明的這一方面使得流 信息能夠被特別準(zhǔn)確地確定。
[0015] 附加于色度，顏色具有亮度和色彩飽和度的屬性。顏色可以描繪在不同的顏色空 間，諸如例如，紅-綠-藍(lán)(RGB)顏色空間、L*a*b顏色空間、CIE標(biāo)準(zhǔn)顏色表或HSV(色調(diào)，飽和 度，值)顏色空間?？缭筋伾臻g的軸一般也可以描述為顏色空間的通道。用時(shí)間開窗法，特 別是色彩明暗可以直接對(duì)應(yīng)于流信息。為了確保合成圖像的信息量特別高以及解剖信息和 流信息兩者被未失真地再現(xiàn)，對(duì)亮度或色彩飽和度設(shè)置要求也是可能的。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，執(zhí)行時(shí)間依賴性開窗法使得針對(duì)像素的色度的最大亮 度相同。由于亮度對(duì)應(yīng)于灰度值，這意味著針對(duì)像素的最大灰度值也相同。這排除了不同的 色度和相同的灰度值被分配給像素、但具有不同的亮度值或灰度值的可能性。這尤其使得 能夠線性地有效執(zhí)行強(qiáng)度依賴性開窗法，其也考慮了時(shí)間依賴性開窗法。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，執(zhí)行時(shí)間依賴性開窗法使得針對(duì)像素的最大色彩飽和 度相同。例如，色彩飽和度可以在CIE標(biāo)準(zhǔn)顏色表中被確定為與中性點(diǎn)的相對(duì)距離。在HSV顏 色空間中，色彩飽和度被視為三個(gè)跨越軸之一。如果針對(duì)像素的最大色彩飽和度現(xiàn)在是相 同的，則灰度值的分配會(huì)以類似和規(guī)律的方式改變對(duì)應(yīng)的色度。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以預(yù)先指定針對(duì)強(qiáng)度依賴性開窗法的灰度和/或針 對(duì)時(shí)間依賴性開窗