[發明專利]從C臂血管造影術的單掃描估算3D心臟運動的方法和系統

有效

• 申請號: 201210082494.3
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102715906A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 陳明卿;鄭冶楓;G·芬卡-李;G·勞里特施;J·貝澤;D·科馬尼丘
• 申請（專利權）人: 西門子公司;西門子公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B6/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

本申請要求于2011年1月20日提交的美國臨時申請No.61/434,558的權益，其公開內容在此引入作為參考。

技術領域

本發明涉及心臟成像，并且更特別地涉及從C臂血管造影術的單掃描估算3D心臟運動。

背景技術

心臟病在全球范圍內影響了許多人并且在美國已成為導致死亡的主要病因。心臟運動和畸變的估算是醫學圖像分析中關注的領域，因為這種心臟運動和畸變對于心肌發育能力來說具有重要的臨床意義。已經嘗試多種研究旨在不同成像模態中解決估算心臟運動和畸變，包括心臟計算機斷層攝影(CT)、超聲以及磁共振成像(MRI)。

C臂圖像采集系統的近期發展通過在介入治療期間在同一系統上允許生成心臟的實時X光透視圖像和3D圖像，而提供更大的適應性。C臂圖像采集系統通過從2D投影重建3D圖像而生成3D圖像。但是，由于心臟運動，所重建的3D圖像因為屬于不同心臟時相(phase)的所有投影的平均而典型地變得模糊。提取心臟運動的一種可能方式就是通過一些配準操作而將每個投影映射到特定心臟時相中。但是，轉換之后圖像的精度留有一個問題。另一種可能方式就是執行C臂系統的多重掃描以及通過回顧性地選擇投影而重建一系列3D圖像，所選擇的投影靠近所期望的心臟時相。每個C臂掃描需要大約五秒，并且典型地，必須掃描六次，從而在相同心臟時相處生成足夠的投影，導致整個掃描時間需要大約30秒。在實際的臨床實踐中，難以要求患者這樣長時間地保持他或她的呼吸，尤其是針對重病患者或處于全身麻醉下的患者。另外，多重掃描耗費更多的造影劑，其通常會產生副作用(如過敏或腎功能不全)，并且致使患者接受更多的輻射。如果只進行單掃描，則對于每個心臟時相只能獲取有限數目的投影圖像，這會由于丟失數據或殘留運動而產生重建偽影。

發明內容

本發明提供一種用于從C臂血管造影術的單掃描估算3D心臟運動的方法和系統。所估算的3D心臟運動可以用于生成運動補償的3D計算機斷層攝影(CT)重建。

在本發明的一個實施例中，根據多個2D投影圖像重建3D體積。2D投影圖像可以在單C臂掃描中獲取。通過對初始3D體積中的對象進行分割來提取靜態網格。將靜態網格投影到每個2D投影圖像。針對每個2D投影圖像而確定心臟時相。基于該心臟時相的2D投影圖像的每一個中的對象的二維輪廓，針對多個心臟時相的每一個生成變形網格。

參照下面詳細的描述以及附圖，本發明的這些以及其他優點對本領域的普通技術人員來說將變得顯而易見。

附圖說明

圖1示意了使用非門(un-gated)方法以及使用來自相同心臟時相的各投影圖像，從單C臂掃描產生C臂CT重建結果；

圖2示意了從根據本發明實施例的C臂血管造影術的單掃描估算3D心臟運動的方法；

圖3示意了將3D靜態網格投影到2D投影圖像上的實例；

圖4示意了使用一組投影圖像中2D左心室輪廓的尺寸來確定相對心臟時相的實例；

圖5示意了根據本發明實施例的針對每個心臟時相生成變形網格的方法；

圖6示意了左心室投影網格上的示例性廓影(silhouette)檢測；

圖7示意了確定2D投影圖像中的廓影點的變形位置的示例性結果；

圖8示意了基于2D投影圖像中的輪廓確定網格點的變形。

圖9示意了左心室網格的示例性變形；

圖10示意了用于從單C臂CT掃描估算左心室、左心室流出道以及大動脈的運動的示例性結果；

圖11示意了投影在2D投影圖像上的變形網格；以及

圖12是能夠實現本發明的計算機的高級框圖。

具體實施方式

本發明涉及用于從C臂血管投影術的單掃描估算三維(3D)心臟運動的方法和系統。在此對本發明的各實施例進行描述，從而給出3D心臟運動估算方法的視覺理解。數字圖像通常由一個或多個對象(或形狀)的數字表示組成。在此通常根據識別和操縱對象來描述對象的數字表示。這種操縱是在計算機系統的存儲器或其他電路/硬件中完成的虛擬操縱。因此，可以理解為，本發明的各實施例可以在計算機系統中使用存儲在計算機系統中的數據進行。