DE102007023719A1

DE102007023719A1 - Verfahren zum Erzeugen eines Bildes und System zum Erzeugen eines Bildes

Info

Publication number: DE102007023719A1
Application number: DE102007023719A
Authority: DE
Inventors: Peter Maria Johannes Rongen; Nicolaas Hylke; Herman Stegehuis; Peter Van Den Houten; Raoul Florent
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-09-18

Abstract

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts das Empfangen mehrerer Rohbilder und das Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium. Anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern wird ein Zwischenbild bestimmt, während anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern ein Maskenbild bestimmt wird. Anschließend werden das Zwischenbild und das Maskenbild miteinander in Übereinstimmung gebracht, indem vorgegebene Merkmale, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind, registriert werden, und es wird ein verschmolzenes Bild des physischen Objekts aus dem Maskenbild und dem Zwischenbild erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, ein System zum Erzeugen eines Bildes, ein computerlesbares Medium und ein Programmelement, insbesondere ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts, zum Beispiel eines Stents.
Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts sind in verschiedenen technischen Bereichen weit verbreitet, zum Beispiel im medizinischen Bereich. Ein Beispiel für den medizinischen Bereich ist der Bereich der Koronarstents. Es ist von größter Wichtigkeit, dass ein Koronarstent vollständig ausgedehnt ist und sich in vollem Kontakt mit der Gefäßwand befindet, nachdem er in einer koronaren stenotischen Läsion platziert wurde. Des Weiteren ist eine korrekte Positionierung des Stents relativ zu Abzweigungen von entscheidender Bedeutung. Jedoch ist ein Stent unter Fluoroskopie oder in einem Belichtungs-(Cine-)durchgang nicht immer deutlich zu sehen. Eine Verbesserung der Sichtbarkeit des Stents in Röntgenbelichtungsdurchgängen könnte es somit dem Interventionskardiologen erleichtern, den klinischen Erfolg der Intervention zu beurteilen.
Eine Technik zum automatischen Optimieren der Sichtbarkeit des Stents mit Hilfe von Bildverarbeitung ist zum Beispiel in WO 03/045263 offenbart. Ein entsprechendes Produkt wird verkauft und kann zum Beurteilen der korrekten Stentausdehnung verwendet werden. Obgleich die Sichtbarkeit des Stents selbst optimiert werden kann, kann es sein, dass das erzeugte Bild dem Kardiologen nicht genügend Informationen vermittelt.
Es kann wünschenswert sein, ein alternatives Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, ein System zum Erzeugen eines Bildes, ein computerlesbares Medium und ein Programmelement bereitzustellen, das weiter optimiert werden kann und mehr Informationen über das physische Objekt bereitstellen kann.
Dies kann durch ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes, ein System zum Erzeugen eines Bildes, ein computerlesbares Medium und ein Programmelement gemäß den unabhängigen Ansprüchen erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts das Empfangen mehrerer Rohbilder, das Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium. Anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern wird ein Zwischenbild bestimmt, während anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern ein Maskenbild bestimmt wird. Anschließend werden das Zwischenbild und das Maskenbild miteinander in Übereinstimmung gebracht (Registrierung), indem vorgegebene Merkmale, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind, in direkte Übereinstimmung gebracht (direkt registriert) werden, und es wird ein endgültiges Bild des physischen Objekts erzeugt, indem das Maskenbild und das Zwischenbild voneinander subtrahiert werden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren des Weiteren das Empfangen mehrerer Rohdatensätze, von denen jedes ein Rohbild des physischen Objekts darstellt, und das Verschmelzen des Maskenbildes und des Zwischenbildes.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein System zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts bereitgestellt. Das System umfasst eine Erzeugungseinheit, eine Verarbeitungseinheit und eine Bestimmungseinheit, wobei die Verarbeitungseinheit dafür geeignet ist, mehrere Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu teilen. Des Weiteren ist die Bestimmungseinheit dafür geeignet, ein Zwischenbild anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern zu bestimmen, und ist des Weiteren dafür geeignet, ein Maskenbild anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern zu bestimmen. Die Verarbeitungseinheit ist dafür geeignet, das Zwischenbild und das Maskenbild in Übereinstimmung zu bringen, indem vorgegebene Merkmale, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind, in direkte Übereinstimmung ge bracht werden. Des Weiteren ist die Erzeugungseinheit dafür geeignet, das Maskenbild und das Zwischenbild zu verschmelzen. Vorzugsweise ist die Erzeugungseinheit des Weiteren dafür geeignet, die mehreren Rohbilder aus mehreren Rohdatensätzen zu erzeugen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein computerlesbares Medium, auf dem ein Programm zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis von Rohbildern gespeichert ist, bereitgestellt, wobei dieses Programm, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, dafür geeignet ist, ein Verfahren zu steuern, das Folgendes umfasst: das Empfangen mehrerer Rohbilder, und das Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium. Anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern wird ein Zwischenbild bestimmt, während anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern ein Maskenbild bestimmt wird. Anschließend werden das Zwischenbild und das Maskenbild registriert, indem vorgegebene Merkmale, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind, direkt registriert werden, und das Maskenbild und das Zwischenbild werden miteinander verschmolzen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren des Weiteren das Empfangen mehrerer Rohdatensätze, die jeweils ein einzelnes Rohbild des physischen Objekts darstellen, und das Erzeugen der mehreren Rohbilder anhand der Rohdatensätze.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Programmelement zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis von Rohbildern bereitgestellt, wobei das Programm, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, dafür geeignet ist, ein Verfahren zu steuern, das Folgendes umfasst: das Empfangen mehrerer Rohbilder, und das Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primarbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium. Anhand der ersten Teilmenge von Primarbildern wird ein Zwischenbild bestimmt, während anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern ein Maskenbild bestimmt wird. Anschließend werden das Zwischenbild und das Maskenbild miteinander in Übereinstimmung gebracht, indem vorgegebene Merkmale, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind, in direkte Übereinstimmung gebracht werden, und das Maskenbild und das Zwischenbild werden miteinander verschmolzen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren des Weiteren das Empfangen mehrerer Rohdatensätze, die jeweils ein einzelnes Rohbild des physischen Objekts darstellen, und das Erzeugen der mehreren Rohbilder anhand der Rohdatensätze.
Es kann als das Wesen einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angesehen werden, dass ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts, zum Beispiel eines Stents, der in Koronargefäß eingeführt wurde, bereitgestellt wird, wobei zwei verschiedene Bilder übereinandergelegt werden, zum Beispiel voneinander subtrahiert werden, um ein Bild zu erzeugen, das deutlicher Merkmale des physischen Objekts zeigt. Zum Beispiel kann ein Bild einen Stent deutlicher darstellen, während das andere Bild dank einer spezialisierten Aufnahme- und/oder Analysetechnik, der die entsprechenden Datensätze unterzogen werden, das Koronargefäß deutlicher zeigt. Diese zwei Bilder werden durch direkte Registrierung in Übereinstimmung gebracht, d. h. durch Abbilden definierter Merkmale in einem Bild auf die gleichen Merkmale in dem anderen Bild. Eine solche direkte Registrierung von Merkmalen in den verschiedenen Bildern bildet ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum Übereinanderlegen verschiedener Bilder, die das gleiche physische Objekt zeigen. Insbesondere ist eine solche direkte Registrierung weniger komplex und verarbeitungzeitaufwändig als eine sogenannte "Bewegungsschichtzerlegung" (motion layer decomposition). Die Bewegungsschichtzerlegung dient dem Unterscheiden zwischen mehreren willkürlichen Bewegungsschichten auf der Basis von Grauskalenintensitätswerten mittels Korrelationstechniken, während gemäß dieser Ausführungsform Techniken verwendet werden, die im Wesentlichen mit einem Merkmal arbeiten, von dem man bereits weiß, dass es sich zusammen mit dem interessierenden Objekt bewegt, zum Beispiel der Stent und das benachbarte Gefäß. Anschließend können die zwei Bilder verschmolzen werden, um ein Bild herzustellen, das sowohl den Stent als auch das Koronargefäß in einer verbesserten Qualität zeigt. Das heißt, es kann eine endgültige Anzeige des physischen Objekts erzeugt werden, indem man das Maskenbild und das Zwischenbild visuell verschmilzt.
Bildregistrierung, was auch als Bildanpassung bezeichnet wird, ist dem Fachmann bestens bekannt und bezieht sich auf die Aufgabe des Berechnens von räumlichen Transformationen, die jeden Punkt eines Bildes auf seinen (physisch) entsprechenden Punkt eines anderen Bildes abbilden. Die drei Grundschritte zur Realisierung dieser Registrierung von Bildern sind Translation, Rotation und Strecken. Einige Informationen über diese Verfahren finden sich in dem Artikel "Elastic Registration of Multimodal Medical Images: A Survey", K. Rohr, Künstliche Intelligenz, Heft 3/00, arenDTaP Verlag, Bremen, Seiten 11 bis 17, und den darin angegebenen Quellen, die hiermit im Ganzen durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen werden.
Unter Verwendung des Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Verfahren bereitgestellt werden, gemäß dem ein optimiertes Bild verschiedener Teile eines physischen Objekts erzeugt und/oder angezeigt werden kann, zum Beispiel eine optimierte Ansicht eines Stents, während ebenfalls die Informationen eines Koronargefäßes enthalten sind, in das der Stent eingeführt ist. Da beide Teile in dem endgültigen Bild zu sehen sein können, kann es möglich sein, eine korrekte Platzierung, zum Beispiel in einer Längsrichtung, des Stents in dem Koronargefäß zu beurteilen und/oder ein korrektes Anliegen des Stents an der Gefäßwand zu erkennen.
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsformen des Verfahrens zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts beschrieben. Jedoch gelten diese Ausführungsformen auch für das System, das computerlesbare Medium und das Programmelement.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verschmelzen entweder durch Subtrahieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes voneinander, durch Überlagern des Zwischenbildes und des Maskenbildes oder durch Anzeigen des Zwischenbildes und des Maskenbildes in einer räumlich und/oder zeitlich verflochtenen Weise. Das Anzeigen kann zum Beispiel in einem Blinkmodus, einem Überblendmodus, einem Hin- und Herschaltmodus oder einem Jalousiemodus erfolgen.
Durch Subtrahieren der zwei Bilder voneinander kann ein endgültiges Bild erzeugt werden, das sowohl den Stent als auch das Koronargefäß in einer verbesserten Qualität zeigt. Durch Anzeigen des Zwischenbildes und des Maskenbildes in einem Verschmelzungsmodus, wie einem Blink-, Überblend-, Hin- und Herschalt- oder Jalousiemodus, kann eine effiziente und zweckmäßige Weise des Anzeigens der Informationen beider Bilder auf einem Anzeigegerät bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bestimmen des Zwischenbildes eine Durchschnittswertbildung aus mehreren Primärbildern.
Eine solche Durchschnittswertbildung aus mehreren Primärbildern kann ein Bild des physischen Objekts, zum Beispiel des Stents, in einer verbesserten Qualität bereitstellen. Die Durchschnittswertbildung kann auch einen Registrierungsschritt enthalten, d. h. einen Schritt, bei dem jeder Punkt jedes Bild der mehreren Primärbilder auf seinen (physisch) entsprechenden Punkt eines anderen Bildes der mehreren Primärbilder abgebildet wird. Die Registrierung kann unter Verwendung der vorgegebenen Merkmale in den Primärbildern erfolgen. Eine solche Durchschnittswertbildung kann besonders vorteilhaft sein, da Bereiche in der unmittelbaren Umgebung der vorgegebenen Merkmale, die eine feste Position relativ zu den vorgegebenen Merkmalen haben, eingefroren werden können, wie auch die vorgegebene Merkmale, während die Umgebung, die sich weiter von den vorgegebenen Merkmalen entfernt befindet, sich von einem Primärbild zum nächsten Primärbild bewegen kann, zum Beispiel infolge der Bewegung des Herzens und/oder der Atmung. Die Durchschnittswertbildung aus den eingefrorenen Primärbildern, die man auch als "Frames" bezeichnen kann, kann so zu einem deutlich optimierten Kontrast der Umgebung der vorgegebenen Merkmale, zum Beispiel Marker oder charakteristische Strukturen, wie zum Beispiel gut definierte Grenzen, und darum des Stents führen, wohingegen alle Strukturen und alles Rauschen von umgebenden Bereichen mit einem anschließenden Kontrastverlust herausgeglättet werden können. Auf diese Weise kann die Sichtbarkeit des Stents deutlich optimiert werden. Außer den Markern kann ein weiteres Merkmal zum Beispiel auch den Führungsdraht umfassen, entlang dem der Stentballon mit Markern zu der Läsion transportiert wird. Alternativ könnten andere Merkmale in dem Bild, von denen man bereits weiß, dass sie nicht zu dem Ballon gehören, dafür verwendet werden, Bildabschnitte aus der eigentlichen Region des Verstärkens und Registrierung auszuschließen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens ist das vorgegebene Kriterium eine Bildintensität in den Rohbildern.
Die Bildintensität kann ein geeignetes Kriterium sein, um die Rohdaten in zwei verschiedene Rohbildteilmengen zu unterteilen, wobei eine Rohbildteilmenge Primärbilder darstellen kann, während die andere Rohbildteilmenge Sekundärbilder darstellen kann. Die Bildintensität kann eine durchschnittliche Helligkeit und/oder ein durchschnittlicher Kontrast sein, der in den Rohbildern vorliegt, und/oder eine Intensität in einem Bild, die aus dem Rohbild abgeleitet wurde, oder sogar andere Merkmalbilder, die das Vorhandensein eines Kontrastmittels in dem Bild darstellen, insbesondere Regionen nahe den vorgegebenen Merkmalen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bestimmen des Maskenbildes das Registrieren und Kombinieren von verschiedenen zweiten Bildern. Ein solches Kombinieren kann mittels einfacher Durchschnittswertbildung und/oder angepasster Filterung implementiert werden.
Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform können die Informationen von verschiedenen Sekundärbildern verwendet werden, um ein einzelnes Maskenbild zu erzeugen, was zu einem verbesserten Signal-Rausch-Verhältnis in dem Maskenbild führen kann, was anschließend beim Erzeugen des endgültigen Bildes verwendet werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein endgültiges Bild erhalten, das eine bessere Qualität aufweist.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens sind die vorgegebenen Merkmale Marker, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind. Vorzugsweise werden zwei Marker verwendet, um ein eindeutiges Abbilden (Registrierung) der verschiedenen Bilder zu erreichen. Die Marker könnten radiopakes Material umfassen. Im Allgemeinen kann ein Marker ein Element sein, das auf einem Objekt angeordnet werden kann und das auf einfache Weise detektiert werden kann, zum Beispiel einfacher als das Objekt selbst. Durch Verwenden eines solchen Markers kann es möglich sein, die Registrierung in einer einfachen und effizienten Weise auszuführen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die mehreren Rohbilder aus mehreren Rohdatensätzen erzeugt, die in wenigstens zwei Rohdatenaufzeichnungsdurchgängen aufgezeichnet wurden. Insbesondere können die Rohdaten der ersten Teilmenge von Rohbildern in einem anderen Durchgang aufgezeichnet werden als die Rohdaten der zweiten Teilmenge von Rohbildern. Die zwei Durchgänge können um eine vorgegebene Zeitspanne und/oder durch eine vorgegebene Aktion voneinander getrennt werden, zum Beispiel das Injizieren eines Kontrastmittels, falls das physische Objekt einen Stent und Koronargefäße umfasst.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Rohbilder, die zu der zweiten Teilmenge von zweiten Bildern gehören, unter dem Einfluss eines Kontrastmittels aufgezeichnet. Zum Beispiel werden die Rohdaten, die zu der zweiten Teilmenge von zweiten Bildern gehören, unter dem Einfluss des Kontrastmittels aufgezeichnet. Vorzugsweise werden die Rohdaten der Bilder, die zu der ersten Teilmenge von Primärbildern gehören, bei fehlendem Kontrastmittel aufgezeichnet.
Das Verwenden eines solchen Kontrastmittels kann eine effiziente Möglichkeit zum Erzeugen eines Maskenbildes sein, auf dem Objekte gesehen werden können, die möglicherweise nicht ohne Verwendung des Kontrastmittels zu sehen sind, zum Beispiel Koronargefäße. Durch Kombinieren, zum Beispiel Subtrahieren, eines solchen Maskenbildes von dem Zwischenbild, zum Beispiel eines Bildes eines Stents, kann man ein endgültiges Bild mit einer verbesserten Qualität erhalten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren des Weiteren das Bestimmen mehrerer Maskenbilder anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern und das Erzeugen mehrerer endgültiger Bilder durch Subtrahieren des Zwischenbildes und der mehreren Maskenbilder voneinander. Zum Beispiel wird ein Maskenbild anhand jedes Sekundärbildes bestimmt.
Durch Bestimmen verschiedener Maskenbilder, die von dem Zwischenbild subtrahiert werden können, kann es möglich sein, mehrere endgültige Bilder zu erzeugen, die anschließend in aufeinanderfolgender Weise angezeigt werden können. Somit kann im Fall von Bildern eines Stents und von Koronargefäßen eine automatische Durchflussanalyse oder -visualisierung eines Kontrastmittels um die vorgegebenen Merkmale, zum Beispiel Marker, herum möglich sein, insbesondere durch explizite Verwendung der Positionen der vorgegebenen Merkmale und einer Verbesserungstechnik, zum Beispiel Durchschnittswertbildung der mehreren Primärbilder.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren des Weiteren das Segmentieren des Zwischenbildes in wenigstens einen ersten Teil des Zwischenbildes und einen zweiten Teil des Zwischenbildes und das Segmentieren des Maskenbildes in wenigstens einen ersten Teil des Maskenbildes und einen zweiten Teil des Maskenbildes. Des Weiteren wird das endgültige Bild durch Subtrahieren des ersten Teils des Zwischenbildes und des ersten Teils des Maskenbildes voneinander erzeugt.
Durch Segmentieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes in wenigstens zwei Teile kann es möglich sein, die Qualität des endgültigen Bildes weiter zu erhöhen, insbesondere beim Ausschneiden von interessierenden Bereichen in beiden Bildern, die dann übereinandergelegt (subtrahiert) werden, um zu dem endgültigen Bild zu gelangen. Zum Beispiel können in dem Zwischenbild die Bereiche, die einen Stent zeigen, ausgeschnitten und auf die Bereiche des Maskenbildes gelegt werden, die Koronargefäße zeigen. Das heißt, die Bereiche des Zwischenbildes, die nichts mit dem Stent zu tun haben, werden nicht zum Erzeugen des endgültigen Bildes verwendet, und die Bereiche des Maskenbildes, die nichts mit den Koronargefäßen zu tun haben, werden nicht zum Erzeugen des endgültigen Bildes verwendet.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das physische Objekt eine erste Komponente und eine zweiten Komponente, und das Verfahren umfasst des Weiteren das Detektieren der ersten Komponente in dem Zwischenbild, das Detektieren einer zweiten Grenze der zweiten Komponente in dem Maskenbild und das Anzeigen der relativen Positionen der ersten und der zweiten Komponente relativ zueinander in einer grafischen oder numerischen Weise. Vorzugsweise können eine erste Grenze der ersten Komponente und eine zweite Grenze der zweiten Komponente detektiert werden. Somit kann eine Grenzdetektion als eine automatische Grenzdetektion implementiert werden. Durch Vergleichen lediglich der Grenze der ersten Komponente, zum Beispiel eines Stents, und der Grenze oder Kontur der zweiten Komponente, zum Beispiel eines Gefäßes, kann es einfacher sein, ein Nichtanliegen der ersten Komponente, zum Beispiel des Stents, an der zweiten Komponente, zum Beispiel eines Gefäßes, zu erkennen. Abgesehen von den Grenzen der Objekte ist es ebenfalls möglich, die kompletten Objekte selbst zu detektieren oder zu segmentieren und sie in einem Überlagerungsmodus anzuzeigen.
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsformen des Systems zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts beschrieben. Jedoch gelten diese Ausführungsformen auch für das Verfahren, das computerlesbare Medium und das Programmelement.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das System des Weiteren eine Anzeigeeinheit, wobei das System dafür geeignet ist, das endgültige Bild des physischen Objekts auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen. Zum Beispiel kann die Verarbeitungseinheit in der oben angesprochenen Weise konfiguriert sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Systems ist das System des Weiteren so konfiguriert, dass das endgültige Bild und das Zwischenbild auf der Anzei geeinheit in einer Wechselsequenz angezeigt werden. Die Wechselsequenz kann durch die Verarbeitungseinheit, d. h. automatisch, in einer solchen Weise gesteuert werden, dass das endgültige Bild und das Zwischenbild gegeneinander austauschbar jeweils für eine vorgegebene Zeitspanne, d. h. in einem sogenannten "Blinkmodus", angezeigt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das System des Weiteren einen Schalter, wobei der Schalter so konfiguriert ist, dass durch den Schalter bestimmt werden kann, welches Bild aus der Gruppe von Bildern, die aus dem Zwischenbild, dem Maskenbild und dem endgültigen Bild besteht, auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird. Das heißt, es kann möglich sein, manuell zwischen dem Anzeigen des endgültigen Bildes und des Zwischenbildes, d. h. in einem sogenannten "Hin- und Herschaltmodus", umzuschalten.
Der Blink- und/oder der Hin- und Herschaltmodus können im medizinischen Einsatz von Vorteil sein, zum Beispiel um die Beurteilung einer Stentplatzierung relativ zu einem Gefäß zu verbessern.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Systems ist das System dafür geeignet, mehrere endgültige Bilder aus mehreren Maskenbildern und dem Zwischenbild zu erzeugen, und das System ist des Weiteren dafür geeignet, die mehreren endgültigen Bilder in eine aufeinanderfolgende Sequenz auf dem Anzeigegerät anzuzeigen.
Somit könnte es möglich sein, eine sogenannte Cine-Schleife anzuzeigen, die zum Anzeigen einer Bewegung von Vorteil sein kann. Zum Beispiel kann es im Fall eines Stents und von Koronargefäßen möglich sein, das Hineinfließen eines Kontrastmittels in den Stent hinein zu visualisieren.
Das Erzeugen des Bildes eines physischen Objekts, zum Beispiel die Rekonstruktion von Koronargefäßen und eines Stents, unter Verwendung von Daten, die durch einen Scanner und/oder ein Röntgensystem aufgenommen wurden, kann durch ein Computerprogramm, d. h. durch Software, oder durch Verwenden eines oder mehrerer spezieller elektronischer Optimierungsschaltkreise, d. h. durch Hardware, oder in hybrider Form, d. h. durch Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden. Das Computerprogramm kann in jeder geeigneten Programmiersprache geschrieben werden, wie zum Beispiel C++, und kann auf einem computerlesbaren Medium, wie zum Beispiel einer CD-ROM, gespeichert werden. Ebenso kann das Computerprogramm aus einem Netzwerk bezogen werden, wie zum Beispiel dem World Wide Web, aus dem es in Bildverarbeitungseinheiten oder Prozessoren oder jeden geeigneten Computer heruntergeladen werden kann.
Es kann als das Wesen einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angesehen werden, dass ein Verfahren zum Erzeugen oder Hervorbringen eines Bildes bereitgestellt wird, in dem zwei Bilder, die aus Daten rekonstruiert werden, die unter verschiedenen Umständen von demselben physischen Objekt gewonnen wurden, in Übereinstimmung gebracht oder angepasst werden und anschließend voneinander subtrahiert werden. Das kann zu einem optimierten endgültigen Bild führen. Zum Beispiel kann eines der Bilder durch die bekannte StentBoost^TM-Technik erzeugt werden, die auf der automatischen Erkennung von zwei radiopaken Markern in allen Frames einer Belichtung basiert. Die Marker können sich auf einem Ballonkatheter befinden, der zur Stentplatzierung verwendet wird. Unmittelbar nach der Stentausdehnung kann der Katheter in einer stabilen Position im Inneren des Stents mit entleertem Ballon gehalten werden, und es kann ein Belichtungsdurchgang mit Hilfe des Kardio-Röntgensystems des Katheterlabors ausgeführt werden. Anschließend kann der Katheter entfernt werden. Als nächstes können die aus dem Durchgang gewonnenen Daten zu einem Arbeitsplatz-PC übertragen werden, auf dem eine Stentbildverbesserungssoftware für Offline-Verarbeitungszwecke installiert ist.
Die Software kann die Position und Ausrichtung der Marker (relativ zueinander) in der Mitte des Monitorschirms in jedem Frame (Bild) des Durchgangs einfrieren und kann die Position der Marker an die Positionen in dem ersten Frame anpassen. Die drei Grundschritte zum Realisieren der direkten Registrierung der Bilder sind Translation, Rotation und Strecken. Die unmittelbare Umgebung, die eine feste Position relativ zu den Markern hat, einschließlich des Stents, kann ebenfalls eingefroren werden. Die weiter entfernt liegende Umgebung jedoch kann sich aufgrund der Bewegung des Herzens und der Atmung von Frame zu Frame bewegen.
Die Durchschnittswertbildung der eingefrorenen Frames kann so zu einem deutlich optimierten Kontrast der Umgebung der Marker, und darum des Stents, führen, wohingegen alle Strukturen und alles Rauschen von umgebenden Bereichen mit einem anschließenden Kontrastverlust herausgeglättet werden können. Auf diese Weise kann die Sichtbarkeit des Stents deutlich optimiert werden.
Diese und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die im Weiteren beschriebene Ausführungsform deutlich und näher erläutert.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung von Registrierungsschritten.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer typischen Stentoptimierung.
3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Aufzeichnen von Daten und Erzeugen eines Bildes.
4 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Bildes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Bildes, das gemäß einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt wurde.
6 zeigt ein schematisches Diagramm eines gemessenen Kontrasts.
Die Illustration in den Zeichnungen ist schematisch. In verschiedenen Zeichnungen haben ähnliche oder identische Elemente ähnliche oder identische Bezugszeichen.
1 zeigt eine schematische Darstellung von Schritten, welche die drei Grundschritte der Registrierung von Bildern darstellen. In 1a sind zwei Bilder des gleichen Objekts schematischen durch die Linien 101 und 102 gezeigt, wobei die Punkte 103 und 104 von Linie 101 zwei Marker darstellen, die zu der Linie 101 gehören, und die Punkte 105 und 106 von Linie 102 stellen zwei Marker dar, die zu der Linie 102 gehören. Die zwei Bilder des Objekts (Linie) sind nicht aneinander angepasst. In einem ersten Schritt, d. h. von 1a bis 1b, wird eine Translation des Bildes von Linie 102 ausgeführt. In einem zweiten Schritt, d. h. von 1b bis 1c, wird eine Rotation des Bildes von Linie 102 ausgeführt, während in einem dritten Schritt, d. h. von 1c bis 1d, ein Strecken oder Skalieren des Bildes von Linie 102 ausgeführt wird. Nach diesen drei Grundschritten stimmen die Linien 101 und 102 in 1d miteinander überein. Die Translation, die Rotation und das Strecken erfolgen in einer solchen Weise, dass diese Übereinstimmung der zwei Linien, d. h. Objekte, erreicht werden kann. Anschließend werden die zwei Bilder aneinander angepasst, d. h. in Übereinstimmung gebracht, und können voneinander subtrahiert oder miteinander addiert werden. 1 kann als ein schematisches Beispiel von Registrierungsschritten betrachtet werden, um Ballonmarker in ausgewählten Frames I und II einer Stentsequenz aufeinander auszurichten, wobei die Verarbeitungsschritte sind: a) automatische Markerextraktion in Frame I und II, b) Translation, c) Rotation und d) Strecken.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer typischen Stentoptimierung. Insbesondere zeigt 2a ein Bild vor einer Optimierung, so dass in 2a zwei Marker 201 und 202, die einen geringen Kontrast zu den umgebenden Bereichen haben, schwach zu sehen sind. 2a stellt ein originales Stentbild dar. Beim Ausführen einer Optimierung friert die Software die Position und Ausrichtung der Marker 201 und 202 (relativ zueinander) in jedem Frame (Bild) des Durchgangs ein und passt die Position der Marker an die Positionen in dem ersten Frame an. Die unmittelbare Umgebung, die eine feste Position relativ zu den Marker hat, einschließlich eines Stents 203, wird ebenfalls eingefroren. Die weiter entfernt liegende Umgebung jedoch bewegt sich von Frame zu Frame aufgrund der Bewegung des Herzens und der Atmung.
Die Durchschnittswertbildung oder das Addieren der eingefrorenen Frames führt somit zu einem deutlich optimierten Kontrast der Umgebung der Marker und darum des Stents, wohingegen alle Strukturen und alles Rauschen von umgebenden Bereichen mit einem anschließenden Kontrastverlust herausgeglättet werden. Auf diese Weise wird die Sichtbarkeit des Stent deutlich optimiert. 2b zeigt schematisch ein Bild nach der Optimierung. In 2a sind nicht nur die Marker 201 und 202 klar zu sehen, sondern auch der Stent 203 kann mit recht gutem Kontrast relativ zu den umgebenden Bereichen, d. h. einem verschwommenen Hintergrund, gesehen werden. 2b zeigt einen optimierten statischen Stent nach der Registrierung und der zeitlichen Durchschnittswertbildung der Ballonmarker.
Das oben beschriebene Verfahren führt zu einer statischen Ansicht des optimierten Stents, aber ohne Informationen des Koronargefäßes selbst. Weil die Gefäße nicht sichtbar sind oder zumindest lediglich in einer recht schlechten Qualität in dem optimierten Bild sichtbar sind, ist es nicht möglich, dieses Hilfsmittel zum Beurteilen der korrekten Längsplatzierung des Stents zu verwenden oder das korrekte Anliegen des Stents an der Gefäßwand zu sehen. Selbst wenn der Stent keine Eindellungen aufweist, kann es sein, dass er sich nicht entlang seiner gesamten Länge in Kontakt mit der Gefäßwand befindet.
3 zeigt ein schematisches Layout von Maßnahmen eines Arztes oder Technikers beim Erfassen gemessener Daten und des Verfahrens zum Erzeugen eines Bildes anhand dieser Daten.
Wenn der Stent an der gewünschten Stelle im Inneren eines Gefäßes positioniert ist, so wird der Ballon innerhalb des Stents 301 entleert. Nach oder vor dem Einführen des Stents kann der Arzt eine gewünschte Einstellung an dem Messgerät, zum Beispiel einem Röntgensystem, wählen. Nachdem der Ballon entleert ist, wird ein erster Satz Rohdaten aufgenommen, d. h. der Arzt oder ein Techniker beginnt mit dem Aufnehmen einer Cine-Serie. Nach einiger Zeit, d. h. nach dem Aufnehmen von Daten für einige Bilder, wird ein Kontrastmittel in das Gefäß 302 injiziert, und ein zweiter Satz Rohdaten wird aufgenommen. Während des Aufzeichnens der Rohdaten muss sich der Ballon mit den Markern im Inneren des Stents befinden. Die Rohdaten werden automatisch zu einer Verarbeitungseinheit, zum Beispiel einem Arbeitsplatzrechner oder PC, übertragen. Die Verarbeitungseinheit erzeugt Rohbilder anhand der Rohdaten. Vorzugsweise werden die Rohbilder in einer solchen Weise markiert, dass sie als Bilder identifiziert werden können, die zu einem Durchgang gehören, aus dem ein optimiertes Bild gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung rekonstruiert werden soll, zum Beispiel einem sogenannten "StentBoost-Subtraktionsdurchgang". Eine solche Markierung kann in den Rohbildern als eine Identifikatorkette implementiert werden. Zum Beispiel kann eine Echtzeitverknüpfung verwendet werden, um eine schnelle Rohdaten- und/oder Rohbildübertragung zu ermöglichen. Die resultierende Sequenz von Rohbildern kann zu einem anderen Arbeitsplatzrechner übertragen werden oder kann in demselben Arbeitsplatzrechner 303 weiterverarbeitet werden. Die Rohbilder können so auf einem Monitor angezeigt werden, dass der Arzt einen interessierenden Bereich (IB) auswählen kann. Jedoch kann die Bestimmung des interessierenden Bereichs auch automatisch erfolgen, zum Beispiel in einer Bilderkennung. Eine solche automatische Platzierung kann insbesondere für den ersten Satz Rohdaten geeignet sein, d. h. die Rohdaten, die ohne Einfluss des Kontrastmittels aufgezeichnet werden. Des Weiteren werden die Rohbilder (Frames) für ein Zwischenbild und ein Maskenbild 304 ausgewählt.
Nach der Auswahl, die automatisch erfolgen kann, zum Beispiel unter Verwendung einer Intensität des Rohbildes, zum Beispiel des Kontrasts und/oder der Helligkeit, wird ein Maskenbild anhand der Bilder bestimmt, die zu der zweiten Teilmenge von Rohdaten gehören, während die Bilder der ersten Teilmenge von Rohdaten dafür verwendet werden, ein Zwischenbild zu erzeugen, das optimiert ist 305. Dieser Prozess kann durch den Arzt durch Drücken einer Taste oder eines Schalters eingeleitet werden. Des Weiteren kann der Arzt eine von verschiedenen Ansichtsoptionen für das oder die endgültigen Bilder wählen, die erzeugt werden müssen, oder manuell die Frameauswahl oder Markerdetektion korrigieren.
Die weiteren Schritte zum Erzeugen des Zwischenbildes enthalten eine Registrierung der Bilder der ersten Teilmenge von Rohbildern und eine Durchschnittswertbildung aus diesen Bildern, um ein verstärktes Bild des Stents 306 zu erhalten. Das Zwischenbild 307 und das Maskenbild 308 werden dann voneinander subtrahiert 309, um ein endgültiges Bild zu erzeugen. Falls mehrere endgültige Bilder erzeugt werden, zum Beispiel durch Erzeugen eines einzelnen Zwischenbildes, aber unter Verwendung mehrerer Maskenbilder, so kann eine Sequenz endgültiger Bilder angezeigt werden 310. Zum Beispiel kann jedes Bild, das zu der zweiten Teilmenge von Rohdaten gehört, d. h. die unter dem Einfluss des Kontrastmittels aufgezeichnet werden, als ein einzelnes Maskenbild verwendet werden, so dass eine Sequenz von endgültigen Bildern erzeugt werden kann, die ein Einströmen des Kontrastmittels in den Stent visualisieren. Ein solches endgültiges Bild oder eine solche Sequenz von endgültigen Bildern kann von Vorteil sein, um die Stentplatzierung relativ zu Kollateralgefäßen zu beurteilen und das Anliegen des Stents zu beurteilen, da das oder die endgültigen Bilder die kontrastmittelgefüllten Gefäße und die optimierte Ansicht des Stents zeigen.
Im Folgenden wird der arithmetische Arbeitsablauf des Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung noch einmal kurz unter Bezug auf 4 beschrieben. In 4 beginnt das Verfahren mit dem Detektieren der Marker in allen Rohbildern, um die Rohbilder 401 in Übereinstimmung zu bringen. Frames (Rohbilder) mit unzuverlässigen Markern, d. h. nicht klar sichtbaren Marker, werden automatisch abgelehnt. Anschließend wird das Kontrastmittel in einem begrenzten Bereich um die Marker herum detektiert, um zwischen der ersten Teilmenge von Rohbildern, die zu der ersten Teilmenge von Rohdaten gehören, und der zweiten Teilmenge von Rohbildern, die unter dem Einfluss des Kontrastmittel aufgenommen wurden 402, zu unterscheiden.
Dies kann gemäß einer Bildintensität oder optional durch eine sogenannte Gefäßverfolgung oder andere bekannte Verfahren geschehen.
Nachdem das Kontrastmittel in jedem Rohbild detektiert wurde, kann ein beginnendes Einströmen des Kontrastmittels in den Stent bestimmt werden, d. h. es wird ein Bild bestimmt, welches das letzte ist, das zu der ersten Teilmenge von Bildern gehört, was zur Optimierung des Stentbildes verwendet werden kann (StentBoost-Bild) 403. Aus den Frames, die nicht zu dieser ersten Teilmenge von Rohbildern gehören, wird ein einzelner Frame mit einer guten Kontrastmittelbefüllung in den Gefäßen detektiert, d. h. das Gefäß, in das der Stent eingeführt ist, und die Kollateralgefäße müssen ordentlich mit dem Kontrastmittel 404 gefüllt sein. Wahrscheinlich ist ein Frame auf einer späteren Stufe der Kontrastfüllung besser geeignet.
Anschließend wird das sogenannte Boostimage, d. h. das Zwischenbild, des Stents unter Verwendung der Rohbilder erzeugt, die der Kontrastmittelinjektion vorangingen, d. h. die zu der ersten Teilmenge von Rohbildern gehören 405. Dann wird ein endgültiges Bild oder Teilsubtraktionsbild durch die oben beschriebene direkte Registrierung des Maskenbildes und des Zwischenbildes erzeugt, wobei die Marker für die direkte Registrierung verwendet werden. Das heißt, die Marker in dem Maskenbild werden mit den Marker in dem Zwischenbild – oder umgekehrt – in Übereinstimmung gebracht. Diese Registrierung und einige mögliche weitere Vorverarbeitungs- und Nachverarbeitungskorrekturen werden ausgeführt, bevor die zwei Bilder voneinander subtrahiert werden 406. Falls das Maskenbild von dem Zwischenbild subtrahiert wird, werden die Gefäße in Negativdarstellung (helle Farbe) gezeigt, während der Stent in Positivdarstellung (dunkle Farbe) gezeigt wird. Für diesen Schritt können Nachschlagetabellen (Look-Up-Tables) verwendet werden, die speziell auf diesen Zweck abgestimmt sein können.
Für die folgende Anzeige des endgültigen Bildes oder der Sequenz von endgültigen Bildern können verschiedene Ansichtsoptionen ausgewählt werden.
In einem ersten Ansichtsmodus kann ein Umschalten zwischen dem endgültigen Bild und dem Zwischenbild gewählt werden, wodurch die Beurteilung der Stentplatzierung relativ zu dem Gefäß verbessert werden kann. Das Umschalten kann ein automatisches Ein- und Ausblinken sein, der sogenannte "Blinkmodus", oder kann manuell durch einen Benutzer mittels einer "Hin- und Herschalt"-Taste erfolgen, dem sogenannten "Hinund Herschaltmodus". Für diese Modi umfasst das System oder die Schnittstelle eine "Blink"-Taste und eine "Hin- und Herschalt"-Taste. Es kann auch ein Wiedergabemodus gewählt werden, der durch eine "Wiedergabe"-Taste gesteuert werden kann. Insbesondere kann die Wiedergabe der Zwischenbilder durch eine solche "Wiedergabe"-Taste gesteuert werden. Während einer solchen Wiedergabe der Zwischenbilder kann das Maskenbild ein- und geschaltet werden.
In einem zweiten Ansichtsmodus wird eine Schleife (Sequenz) von endgültigen Bildern gezeigt, die durch Subtrahieren jedes Frames (Bildes), der zu der zweiten Teilmenge von Rohbildern gehört, erzeugt werden, d. h. durch Subtrahieren der Rohbilder, die unter dem Einfluss des Kontrastmittels aufgenommen wurden, von dem Zwischenbild. Auf diese Weise wird ein "Film" angezeigt, der den Stent in Schwarz (oder dunkler Farbe) zeigt, während das Kontrastmittel in Weiß (heller Farbe) fließt. Um diesen Modus zu wählen, umfasst das System eine sogenannte "Kontrastmitteleinström"-Taste. Eine Wiedergabe dieser Schleife kann auch durch die "Wiedergabe"-Taste gesteuert werden.
In einem dritten Ansichtsmodus können die Gefäße und/oder der Stent aus dem Masken- und/oder Zwischenbild heraussegmentiert werden und können als eine rauschfreie oder zumindest rauschreduzierte Überlagerung verwendet werden. In diesem Zusammenhang meint "Segmentierung", dass Bereiche der Bilder, zum Beispiel der Stent und/oder die Gefäße, aus dem Bild herausgeschnitten werden, um Bildteile zu erhalten, auf denen im Wesentlichen nur diese Bereiche und die in diesen Teilen gezeigten Elemente vorhanden sind. Durch Verwenden dieser segmentierten Bilder kann das Rauschen in den endgültigen Bildern reduzierbar sein.
In einem vierten Ansichtsmodus kann es möglich sein, von dem Zwischenbild zum Maskenbild überzublenden. D. h. es gibt keine abrupte Änderung (Blinken oder Hin- und Herschalten) zwischen diesen zwei Bilder, sondern es wird ein sanfter Wechsel ausgeführt.
Zu weiteren Ansichtsmodi können auch die sogenannten Jalousien (moving blinds) gehören, ein Registrierung von Gefäß- und Stentbildern, wobei sowohl das optimierte Stent- als auch das in Übereinstimmung gebrachte Gefäßbild in eine Anzahl von Streifen unterteilt werden (zum Beispiel mit den Nummern 1, 2, 3 ... N). Als nächstes werden diese Bilder miteinander verschmolzen, indem man die Streifen 1, 3, 5 usw. von dem Stentbild und die Streifen 2, 4, 6 usw. von dem in Übereinstimmung gebrachten Gefäßbild nimmt und diese Streifen in ihren korrekten Positionen verschmilzt. Das Resultat ist ein Bild mit Informationen, die aus beiden Bildern vermischt sind. Dies kann den Eindruck vermitteln, durch eine Jalousie zu blicken. Es lassen sich Jalousien erzeugen, indem man die Grenze dieser Streifen sich in einer periodischen Bewegung in der Richtung im rechten Winkel zur Kontur der Jalousie so bewegen lässt, dass sich die Jalousie über das Bild zu bewegen scheint. Die Anzahl und die genaue Richtung dieser Jalousien könnten durch den Benutzer definiert werden.
Ein weiteres Verfahren besteht im allmählichen Überblenden des (negativen oder positiven) Stentbildes zum (negativen oder positiven) Gefäßbild und umgekehrt.
In anderen Ansichtsoptionen können andere Mischoptionen des endgültigen Bildes und/oder Zwischenbildes und/oder Maskenbildes verwendet werden, zum Beispiel die sogenannten Fluo-Fade/Smart-Maskierungsmodi.
In 5 ist eine schematische Ansicht eines Bildes gezeigt, das gemäß einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform erzeugt wurde. In 5a ist ein Beispiel eines Zwischenbildes, d. h. eines Bildes mit optimiertem Kontrast, gezeigt. Zwei Marker 501 und 502 sind klar zu sehen. Auch ein Stent 503 ist in 5a zu sehen, während die umgebenden Gefäße in 5a herausgeglättet sind. 5b zeigt ein Beispiel eines Maskenbildes, in dem Gefäße 504, 505 und 506 klar zu sehen sind. Des Weiteren sind auch die Marker 501 und 502 zu sehen, so dass die in 5a und in 5b gezeigten Bilder direkt in Übereinstimmung gebracht werden können. Nach der direkten Registrierung können die zwei Bilder voneinander subtrahiert werden; zum Beispiel kann das Maskenbild von dem Zwischenbild subtrahiert werden. Das Resultat einer solchen Subtraktion ist in 5c gezeigt. In 5c sind die Marker 501 und 502 in Schwarz oder Dunkelgrau zu sehen, wie auch der Stent 503, während die Gefäße 504, 505 und 506 in Hellgrau gezeigt sind. Somit zeigt das Bild von 5c die Gefäße wie auch den Stent.
6 zeigt ein schematisches Diagramm eines gemessenen Kontrasts für die Rohbilder eines Röntgendurchgangs. Das gezeigte Diagramm bezieht sich auf den Schritt 402 des algorithmischen Arbeitsablaufs, d. h. den Schritt, in dem das Kontrastmittel in dem Bereich um den Stent herum detektiert wird. 6 zeigt den durchschnittlichen Kontrast, d. h. Bildkontrast, der in Röntgenbildern im Wesentlichen ein Maß für die Menge an Kontrastmittel sein kann, das in dem Gefäß um beide Marker (über beide Bereiche summiert) als Linie 601 vorhanden ist, während sich Linie 602 auf eine tiefpassgefilterte Version von Linie 601 bezieht. In 6 ist zu sehen, dass in den ersten Frames (Rohbildern) der durchschnittliche Kontrast des Bildes recht hoch ist. In diesen ersten Frames ist kein Kontrastmittel in den Bereichen um die Marker herum vorhanden. Nach einiger Zeit, d. h. einige Frames später, erreicht das Kontrastmittel die Bereiche der Marker, was zu einem Schwinden des durchschnittlichen Bildkontrasts führt. Somit kann die Kurve, insbesondere die geglättete Kurve, zum Detektieren des Fehlens und/oder des Vorhandenseins von Kontrastmittel in dem Koronargefäß, das die Marker enthält, verwendet werden. Von diesem Diagramm können die Frames der ersten Teilmenge von Rohbildern oder der zweiten Teilmenge von Rohbildern zugewiesen werden. Zum Beispiel können die Frames 1 bis 20 der ersten Teilmenge zugewiesen werden, d. h. das Zwischenbild kann aus diesen Frames erzeugt werden, während das Maskenbild aus den Frames ausgewählt werden kann, die einen geringeren durchschnittlichen Kontrast aufweisen. Zum Beispiel kann Frame 42 als das Maskenbild verwendet werden, das im Wesentlichen den geringsten geglätteten Kontrast aufweist. Eine weitere Möglichkeit wäre, den geringsten Kontrast der ungeglätteten Kurve 601 zu wählen, zum Beispiel Frame 46. Optional kann die Bestimmung, ob ein Frame zu der ersten Teilmenge von Rohbildern oder zu der zweiten Teilmenge von Rohbildern gehört, durch das sogenannte "Frangi-Filter" optimiert werden. Das Frangi-Filter ist zum Beispiel in Frangi und Mitarbeiter, "Multiscale vessel enhancement filtering", MICCAI 1998, Boston, USA, Band 1496, Seiten 130-137, 1998, beschrieben, das hiermit durch Bezugnahme in den vorliegenden Text aufgenommen wird. Ein Frangi-Filter ist ein Verfahren zum Optimieren von Gefäß- (oder röhrenartigen) Strukturen und führt zu einem Merkmalbild, das in jedem Pixel die Wahrscheinlichkeit repräsentiert, dass es ein Gefäß ist. Durch Erzeugen dieser Bilder für alle Rohbilder und Berechnen der Pixelgesamtsumme für alle diese Vesselnessbilder ist es möglich, je Frame eine Zahl zu bekommen, welche die Gesamt-"Menge" des Kontrastmittels anzeigt, die in dem Bild vorhanden ist. Das Frangi-Filter kann in einer anderen Implementierung auch sogenannte Blobnessbilder erzeugen, die anzeigen, dass ein Pixel zu einem Blob in dem Bild gehört. Diese Maßnahme kann dazu dienen, die Detektion von Markern zu verbessern, insbesondere wenn sie in dunklem Kontrastmittel "schwimmen", was der Fall ist, wenn Kontrastmittel in den interessierenden Bereich eintritt.
Zusammenfassend kann es als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung angesehen werden, dass ein Verfahren zum Erzeugen oder Hervorbringen eines Bildes bereitgestellt wird, bei dem zwei Bilder, die anhand von Daten rekonstruiert wurden, die unter verschiedenen Umständen von demselben physischen Objekt aufgenommen wurden, direkt in Übereinstimmung gebracht oder angepasst und anschließend voneinander subtrahiert werden.
Es ist zu beachten, dass der Begriff "umfassen" nicht andere Elemente oder Schritte ausschließt und dass ein unbestimmter Artikel in der Einzahl nicht die Mehrzahl ausschließt. Es können auch Elemente, die in Verbindung mit unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben wurden, kombiniert werden. Es ist des Weiteren zu beachten, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht so auszulegen sind, als würden sie den Geltungsbereich der Ansprüche einschränken.
Legende der Zeichnungen

3

301: Entleerter Ballon innerhalb des Stents
302: Erfassen des Durchgangs und Beginnen auf halbem Weg mit der Kontrastinjektion
303: Bildsequenz
304: Auswählen von Frames zur Stentoptimierung (StentBoost) und für Maskenbilder
305: Stentbilder
306: Stentoptimierung (StentBoost)
307: Optimierter Stent
308: Maskenbild
309: DSA
310: Optimierter-Stent-in-Lumen-Sequenz (DSA)

6

links: Durchschnittliche Intensität
oben: Durchschnittlicher Kontrast in beiden Marker-IBs
unten: Framenummer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- WO 03/045263 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- "Elastic Registration of Multimodal Medical Images: A Survey" [0011]
- K. Rohr, Künstliche Intelligenz, Heft 3/00, arenDTaP Verlag, Bremen, Seiten 11 bis 17 [0011]
- "Multiscale vessel enhancement filtering", MICCAI 1998, Boston, USA, Band 1496, Seiten 130-137, 1998 [0072]

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen mehrerer Rohbilder; Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium; Bestimmen eines Zwischenbildes anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern; Bestimmen eines Maskenbildes anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern; Registrieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes durch direkte Registrierung von vorgegebenen Merkmalen, die in dem Zwischenbild und in dem Maskenbild vorhanden sind; und Verschmelzen des Maskenbildes und des Zwischenbildes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verschmelzen durch einen aus der folgenden Gruppe von Schritten ausgeführt wird: Subtrahieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes voneinander; Überlagern des Zwischenbildes und des Maskenbildes; und Anzeigen des Zwischenbildes und des Maskenbildes in einer räumlichen und/oder zeitlich verflochtenen Weise.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bestimmen des Zwischenbildes eine Durchschnittswertbildung aus mehreren Primärbildern umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das vorgegebene Kriterium eine Bildintensität in den Rohbildern ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Maskenbildes Registrieren und Kombinieren verschiedener zweiter Bilder umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die vorgegebenen Merkmale Marker sind, die in dem Zwischenbild und dem Maskenbild vorhanden sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mehreren Rohbilder aus mehreren Rohdatensätzen erzeugt werden, die in wenigstens zwei Rohdatenaufzeichnensdurchgängen aufgezeichnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rohbilder, die zu der zweiten Teilmenge von zweiten Bildern gehören, unter dem Einfluss eines Kontrastmittels aufgezeichnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren Folgendes umfasst: Bestimmen mehrerer Maskenbilder anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern; und Erzeugen mehrerer endgültiger Bilder durch Subtrahieren des Zwischenbildes und der mehreren Maskenbilder voneinander.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren Folgendes umfasst: Segmentieren des Zwischenbildes in wenigstens einen ersten Teil des Zwischenbildes und einen zweiten Teil des Zwischenbildes; Segmentieren des Maskenbildes in wenigstens einen ersten Teil des Maskenbildes und einen zweiten Teil des Maskenbildes; und wobei das endgültige Bild durch Subtrahieren des ersten Teils des Zwischenbildes und des ersten Teils des Maskenbildes voneinander erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das physische Objekt eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei das Verfahren des Weiteren Folgendes umfasst: Detektieren der ersten Komponente in dem Zwischenbild; Detektieren der zweiten Komponente in dem Maskenbild; und Anzeigen der relativen Positionen der ersten und der zweiten Komponente relativ zueinander in einer grafischen oder numerischen Weise.
System zum Erzeugen eines Bildes eines physischen Objekts, wobei das System Folgendes umfasst: eine Erzeugungseinheit; eine Verarbeitungseinheit; und eine Bestimmungseinheit, wobei die Verarbeitungseinheit dafür geeignet ist, mehrere Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu teilen; wobei die Bestimmungseinheit dafür geeignet ist, ein Zwischenbild anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern zu bestimmen, und des Weiteren dafür geeignet ist, ein Maskenbild anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern zu bestimmen; wobei die Verarbeitungseinheit des Weiteren dafür geeignet ist, das Zwischenbild und das Maskenbild durch direkte Registrierung von vorgegebenen Merkmalen, die in dem Zwischenbild und in dem Maskenbild vorhanden sind, in Übereinstimmung zu bringen; und wobei die Erzeugungseinheit dafür geeignet ist, das Maskenbild und das Zwischenbild miteinander zu verschmelzen.
System nach Anspruch 12, das des Weiteren Folgendes umfasst: eine Anzeigeeinheit, wobei das System dafür geeignet ist, das verschmolzene Bild des physischen Objekts auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen.
System nach Anspruch 13, wobei das System des Weiteren so konfiguriert ist, dass das Maskenbild und das Zwischenbild auf der Anzeigeeinheit in einer Wechselsequenz angezeigt werden.
System nach Anspruch 13, das des Weiteren Folgendes umfasst: einen Schalter, wobei der Schalter so konfiguriert ist, dass durch den Schalter bestimmt werden kann, welches Bild aus der Gruppe von Bildern, bestehend aus dem Zwischenbild, dem Maskenbild und dem endgültigen Bild, auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird.
System nach Anspruch 13, wobei das System dafür geeignet ist, mehrere endgültige Bilder aus mehreren Maskenbildern und dem Zwischenbild zu erzeugen; und wobei das System des Weiteren dafür geeignet ist, die mehreren endgültigen Bilder in einer aufeinanderfolgenden Sequenz auf dem Anzeigegerät anzuzeigen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programm zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis von Rohbildern gespeichert ist, wobei das Programm, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, dafür geeignet ist, ein Verfahren zu steuern, das Folgendes umfasst: Empfangen mehrerer Rohbilder; Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium; Bestimmen eines Zwischenbildes anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern; Bestimmen eines Maskenbildes anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern; Registrieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes durch direkte Registrierung von vorgegebenen Merkmalen, die in dem Zwischenbild und in dem Maskenbild vorhanden sind; und Verschmelzen des Maskenbildes und des Zwischenbildes.
Programmelement zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis von Rohbildern, wobei das Programm, wenn es durch einen Prozessor ausgeführt wird, dafür geeignet ist, ein Verfahren zu steuern, das Folgendes umfasst: Empfangen mehrerer Rohbilder; Teilen der mehreren Rohbilder in eine erste Teilmenge von Primärbildern und eine zweite Teilmenge von Sekundärbildern gemäß einem vorgegebenen Kriterium; Bestimmen eines Zwischenbildes anhand der ersten Teilmenge von Primärbildern; Bestimmen eines Maskenbildes anhand der zweiten Teilmenge von Sekundärbildern; Registrieren des Zwischenbildes und des Maskenbildes durch direkte Registrierung von vorgegebenen Merkmalen, die in dem Zwischenbild und in dem Maskenbild vorhanden sind; und Verschmelzen des Maskenbildes und des Zwischenbildes.