[發明專利]用于增強干擾圖像中結構的多特征時間濾波

有效

• 申請號: 200580040325.1
• 申請日: 2005-11-21
• 公開（公告）號: CN101065772A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: B·莫里;R·弗羅倫特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;劉紅

技術領域

本發明涉及用于增強在一系列有干擾的圖像中表現的感興趣的運動對象的觀察系統，涉及用在所述系統中的計算機可執行的圖像處理方法，以及涉及結合這樣的系統的醫學檢查設備。例如，本發明實現了其在心臟病醫學領域的應用，用于增強感興趣細小對象，例如血管造影中的支架和脈管壁。

背景技術

支架是一種內血管假體，通常由不銹鋼或者合金構成，其被放置在動脈中，從而改善變狹窄區域的血液循環。當在病人的冠狀動脈中識別到被稱為狹窄的變窄時，將執行一個被稱為血管成形術的處理，以通過打開栓塞促進血液向心肌的流動。最近幾年，血管成形術逐漸地使用支架植入技術。支架植入技術包括，在檢測到狹窄的位置放置支架的操作，從而有效地保持患病的脈管是打開的。支架被緊緊包裹在球囊周圍，球囊與通過導管和導線引入的單軌相附著。一旦在適當的地方，球囊就膨脹，從而擴展支架。一旦被擴展，支架能夠被認為是一個持久的植入，其作為一個隔離物保持動脈壁是打開的。

在有干擾的熒光鏡圖像中觀察到動脈、球囊、支架、單軌和細導線。熒光檢驗是一種低劑量X射線技術，其產生嚴重干擾的和低對比度的圖像。圖像序列由很差對比度的醫學圖像組成，其中醫學工具和脈管壁在有干擾的背景上很難分辨。這些對象顯示出低X光照相術對比度，其使得支架在準確位置的布置和擴展的測定變得非常困難。同時，在支架植入操作期間，具有球囊和包裹在其周圍的支架的單軌，相對于動脈是運動的，動脈在心臟脈沖的影響下運動，并且可以在背景上看到，該背景在病人呼吸的影響下運動。在有干擾的背景之上，這些運動使得在熒光鏡成像下隨后的支架植入更加不容易看見。在這些條件下在病人動脈中引入導管是非常困難而且危險的操作。

在一些有效的球囊展開過程中需要的造影劑，使得當將支架與球囊和動脈壁區別出來時，臨床醫生的任務甚至更難。

具有正在進行的過程中的精確圖像(即，實時)對臨床醫生實際上是最重要的，因為嚴峻的臨床問題可能與支架擴展不充分或放置不適當，以及幾個支架之間的縫隙和交疊相關。不當使用支架將導致血栓癥。

用于改善可視化的所謂的層分解技術，包括使用相位校正技術，將一序列圖像分解為不同的層，這導致分別估計脈管運動和背景運動。則背景運動從原始圖像中減去。該計算負載仍然很重，其使得在介入期間使用該技術不切實際。

在介入期間直接可用的另一種技術在WO03/045263A2中有所描述。該文獻公開了一種觀察系統，用于改善低對比特征的檢測，例如在心臟X射線圖像或血管造影中的支架，同時最小化噪聲和淡化有干擾圖像中的背景，例如一序列醫學熒光鏡圖像。

在這一改進的技術中，僅僅估計感興趣對象的運動。在初始化階段在一個感興趣區域(ROI)提取和定位一個感興趣對象之后，該對象關于圖像序列的參考幀系統地進行對準，而背景不對準。初始化和對準階段都使用設置在支架和/或其引入設備上的標記。在至少兩個圖像上執行一個時間積分技術，其中感興趣對象已經對準。因為在對象對準之后，背景仍然相對于圖像的參考幀運動，并且仍然包括噪聲，該時間積分技術增強了感興趣對象，而使任何可能出現在背景上的結構模糊。這種解決方案也包括一個增強步驟，其使用邊緣濾波器提取感興趣對象的銳化細節。

本發明的目的之一是提供一種改進的觀察系統和圖像處理方法，其克服上述困難。

發明內容

因此，本發明提供了一種用于相對于圖像序列中的背景增強感興趣對象的設備，所述設備包括用于獲取圖像序列的獲取裝置和用于處理圖像的處理裝置，所述處理裝置包括：

-提取裝置，用于從所獲取的圖像序列中提取關于圖像中感興趣對象的特征，所述特征包括至少兩個單獨識別的部分；

-對準裝置，產生所述識別部分的對準圖像，用于相對于所獲取圖像序列中的圖像，單獨地對準每一個識別部分；

-組合裝置，產生組合的圖像，用于使用所述對準的識別部分的加權組合，將所述感興趣對象中所有被對準的識別部分組合在一起。

本發明還提供了一種醫療成像系統，包括用于獲取描述感興趣對象的輸入圖像的裝置和本發明的用于增強所述輸入圖像中的對象的設備。

本發明又提供了一種用于增強在有干擾的圖像序列中在運動背景上表現的感興趣對象的方法，所述方法包括如下步驟：

-獲取圖像序列；

-從所獲取的圖像序列中，提取與圖像中背景上的感興趣對象有關的特征，所述特征包括至少兩個單獨識別的部分；

-相對于所獲取圖像序列中的圖像，分別地對準每一個識別部分，從而生成所述識別部分的對準圖像；