DE60120362T2

DE60120362T2 - Visualisierung der perfusion eines organs

Info

Publication number: DE60120362T2
Application number: DE60120362T
Authority: DE
Inventors: Marcel Breeuwer
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: DE60120362D1; EP1256012A1; WO2002048732A1; US7415142B2; JP2004515328A; EP1256012B1; US20020095086A1; JP3902758B2; JP2006346472A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Visualisierung der Perfusion eines Organs, insbesondere des Myokards eines Patienten, unter Durchführung einer Perfusionsmessung, wobei eine Reihe von Bildern des Organs, die mit Hilfe der Perfusionsmessung erfasst wurden, zur visuellen Inspektion auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
Ein Verfahren dieser Art ist aus der Praxis bekannt und beruht auf der Anwendung von zum Beispiel der MR-Perfusionsmesstechnik. Um zuverlässige Bilder zu erhalten, ist es wünschenswert, dass der Patient, der der Untersuchung unterzogen wird, so gut wie möglich auf einem Untersuchungstisch fixiert wird und sich während der eigentlichen Perfusionsmessung möglichst wenig bewegt. Die Perfusionsmessung selbst wird durch die Injektion einer Kontrastflüssigkeit eingeleitet, die die Perfusionsmessung erleichtert und die Wiedergabe von Bildern ermöglicht, aus denen die Perfusion eines Organs abgeleitet werden kann.
Ein bei dieser bekannten Perfusionsmessung auftretendes Problem besteht darin, dass sich der Patient während der Messung bewegt oder seine Atmung nicht unterdrücken kann, so dass das Organ, an dem die Messung durchgeführt wird, seine Position verändert. Hierdurch wird die Analyse des Perfusionsverhaltens des untersuchten Organs erschwert, weil sich dann die Intensitätsschwankung der injizierten Kontrastflüssigkeit in aufeinanderfolgenden Bildern nicht besonders gut vergleichen lässt.
In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5.850.486 wird vorgeschlagen, eine Transformationsbearbeitung an aufeinanderfolgenden Bildern aus der Serie von Bildern des Organs auf eine derartige Weise durchzuführen, dass das Organ nach der Transformation im Wesentlichen in einer festen Position angezeigt wird, nachdem die Transformationsbearbeitung abgeschlossen ist. Das zeitlich erste Bild dient dann als Referenzbasis.
Es ist anzumerken, dass Cesmeli et al. in „An automated temporal alignment technique for the translation and rotational correction of digital radiographic images of Bjork-Shiley heart valves", erschienen in den PROCEEDINGS OF THE COMPUTERS IN CARDIOLOGY CONFERENCE, LONDON, 5.–8. SEPT. 1993, LOS ALAMITOS, IEEE COMP. SOC. PRESS. US, 5. September 1993 (1993-09-05), Seite 619–622, das Ausrichten von radiographischen Bildern von implantierten Herzklappen beschreibt, indem die Bilder translatorisch ausgerichtet werden und eine Rotationskorrektur vorgenommen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das zeitlich erste Bild jedes Paares von aufeinanderfolgenden Bildern als eine Referenzbasis dient und dass das nachfolgende zweite Bild jedes derartigen Paares von aufeinanderfolgenden Bildern transformiert wird, um Unterschiede zwischen dem genannten zweiten Bild und der Referenzbasis zu minimieren. Dieses Verfahren ergibt ein stabiles Bild, in dem vergleichsweise kleine Schwankungen, die während einer in der Praxis durchgeführten Perfusionsmessung auftreten, auf geeignete Weise verfolgt werden können, so dass die Reihe von Bildern, die zur visuellen Inspektion vorgelegt werden, eine sehr adäquate Analyse des Perfusionsverhaltens des untersuchten Organs ermöglicht.
Es ist wünschenswert, dass sich die Transformationsbearbeitung aus einer Rotationsbearbeitung und einer Translationsbearbeitung zusammensetzt, die an dem Bild durchgeführt werden, um zu vermeiden, dass komplexe Kompressionsbearbeitungen oder andere Bearbeitungen an dem Bild des untersuchten Organs durchgeführt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass vor der Transformationsbearbeitung ein Referenzbereich in dem Bild, das die Referenzbasis bildet, und dem darauf folgenden Bild bestimmt wird, und dass die Transformationsbearbeitung bestimmt wird, indem die Unterschiede in dem Referenzbereich der nachfolgenden Bilder minimiert werden. Auf diese Weise kann das Perfusionsverhalten des untersuchten Organs visualisiert werden, während andere und weniger wichtige Teile des Bildes, zum Beispiel infolge der Atmung des Patienten, einer Verschiebung unterzogen werden. Um dies zu erreichen, ist es dann insbesondere wünschenswert, dass der Referenzbereich durch die unmittelbare Nachbarschaft des untersuchten Organs begrenzt wird.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Transformationsbearbeitung, wie sie mit Hilfe des Referenzbereichs bestimmt wird, für das gesamte Bild ausgeführt wird. Auf diese Weise kann ein Bild, das der Transformationsbearbeitung vollständig unterzogen wurde, vorteilhaft als Referenzbasis für ein darauf folgendes Bild dienen, weil die Transformationsbearbeitung sicherstellt, dass an den Rändern des Referenzbereichs des transformierten Bildes keine Leerräume entstehen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Datenverarbeitungssystem, wie es in Anspruch 6 definiert wird. Das erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem ist dafür eingerichtet, das Verfahren der Erfindung auszuführen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogramm, wie es in Anspruch 7 definiert wird. Das erfindungsgemäße Computerprogramm kann in den Arbeitsspeicher eines Datenverarbeitungssystems geladen werden, so dass das Datenverarbeitungssystem das erfindungsgemäße Verfahren ausführen kann.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Computerprogramm auf einem Datenträger, zum Beispiel einer CD-ROM-Disk, zur Verfügung gestellt werden. Das Computerprogramm kann auch von einem Datennetzwerk wie zum Beispiel dem „Word-Wide Web" heruntergeladen werden.
Die Erfindung wird im Folgenden auf der Basis eines nicht-einschränkenden Beispiels einer bevorzugten Version des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Bezugnahme auf die Zeichnung mit einer einzigen schematischen Figur beschrieben.
Aus einer bekannten oder nicht bekannten Anzahl von Bildern wird jeweils ein Paar von aufeinanderfolgenden Bildern ausgewählt, die in einer Reihe angeordnet sind, zum Beispiel das Bild B_i-l,r und das darauf folgende Bild B_i,o. Das Bild B_i-l,r hat die laufende Nummer i – 1 und wird aus einem Bild B_i-l,o gebildet, das die tatsächliche Aufnahme des untersuchten Organs betrifft, mit der das Bild erfasst wurde. Nach der Transformation dieses Bildes B_i-l,o entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, das im Folgenden ausführlicher erläutert wird, erhält man das transformierte Bild B_i-l,r. In diesem Bild B_i-l,r wird ein Referenzbereich ROI_i-l definiert. Diese Operation kann manuell oder automatisch durchgeführt werden. Das untersuchte Organ muss vollständig innerhalb des mit ROI_i-l bezeichneten Bereichs liegen, wobei die mit der gestrichelten Linie gezeichnete Grenze des Referenzbereichs ROI_i-l die unmittelbare Nachbarschaft des untersuchten Organs markiert.
Anschließend wird ein auf das Bild B_i-l,r folgendes Bild B_i,r mit der laufenden Nummer i wie folgt bestimmt. Diese Operation beruht auf einem Bild B_i,o, das auf ein vorhergehendes Bild B_i-l,o folgt, wonach in dem genannten Bild B_i,o ein Referenzbereich ROI_i definiert wird, der auf die gleiche Weise begrenzt ist wie der Referenzbereich ROI_i-l in dem Bild B_i-l,r. Die beiden Referenzbereiche ROI_i-l und ROI_i werden anschließend in einem Element 1 analysiert, um das Maß der Rotation und Translation von ROI_i relativ zu ROI_i-l zu bestimmen, das erforderlich ist, um die Unterschiede zwischen ROI_i-l und ROI_i zu minimieren. Zu diesem Zweck leitet Element 1 ein Steuersignal 2 an ein Transformations element 3, das eine Rotation und/oder Translation für das gesamte Bild B_i,o ausführt, um das Bild B_i,r zu erhalten, das anschließend, nach dem Bild B_i-l,r auf der Anzeigevorrichtung zur visuellen Inspektion dargestellt werden kann. Während eines nächsten Bearbeitungsschritts nimmt das Bild B_i,r die Position des Bildes B_i-l,r ein, das in der Figur gezeigt ist, so dass die Ausführung des beschriebenen Verfahrens für das nachfolgende Bild B_i+l,o wiederholt werden kann, um das Bild B_i+l,r erzeugen.

Claims

Verfahren zur Visualisierung der Perfusion eines Organs, insbesondere des Myokards eines Patienten, wobei eine Reihe von Bildern des Organs, die mit Hilfe einer Perfusionsmessung erfasst wurden, zur visuellen Inspektion auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird, wobei ein zeitlich erste Bild als eine Referenzbasis dient und eine Transformationsbearbeitung an aufeinanderfolgenden Bildern aus einer Reihe von Bildern des Organs auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass das Organ nach der Transformationsbearbeitung im Wesentlichen in einer festen Position angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitlich erste Bild jedes Paares von aufeinanderfolgenden Bildern als eine Referenzbasis dient, und dass das nachfolgende zweite Bild jedes derartigen Paares von aufeinanderfolgenden Bildern transformiert wird, um Unterschiede zwischen dem genannten zweiten Bild und der Referenzbasis zu minimieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Transformationsbearbeitung aus einer Rotationsbearbeitung und einer Translationsbearbeitung zusammensetzt, die an dem Bild durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Transformationsbearbeitung ein Referenzbereich in dem Bild, das die Referenzbasis bildet, und dem darauf folgenden Bild bestimmt wird, und dass die Transformationsbearbeitung bestimmt wird, indem die Unterschiede in dem Referenzbereich der nachfolgenden Bilder minimiert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzbereich durch die unmittelbare Nachbarschaft des untersuchten Organs begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsbearbeitung, wie sie mit Hilfe des Referenzbereichs bestimmt wird, für das gesamte Bild ausgeführt wird.
Datenverarbeitungssystem mit einer Anzeigevorrichtung, dafür eingerichtet, die Perfusion eines Organs zu visualisieren, insbesondere des Myokards eines Patienten, und eine Reihe von Bildern des Organs mit Hilfe einer Perfusionsmessung zu erfassen; die genannten Bilder zur visuellen Inspektion auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen, wobei das Datenverarbeitungssystem dafür eingerichtet ist, eine Transformationsbearbeitung an aufeinanderfolgenden Bildern aus einer Reihe von Bildern des Organs auf eine derartige Weise durchzuführen, dass das Organ nach der Transformationsbearbeitung im Wesentlichen in einer festen Position angezeigt wird, wobei ein zeitlich erstes Bild als eine Referenzbasis dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungssystem weiterhin dafür eingerichtet ist, dass das zeitlich erste Bild jedes Paares von aufeinanderfolgenden Bildern als eine Referenzbasis dient, und dass das nachfolgende zweite Bild jedes derartigen Paares von aufeinanderfolgenden Bildern transformiert wird, um Unterschiede zwischen dem genannten zweiten Bild und der Referenzbasis zu minimieren
Computerprogramm zur Verarbeitung einer Reihe von Bildern eines Organs mit Anweisungen zur Durchführung einer Transformationsbearbeitung für jedes Paar von aufeinanderfolgenden Bildern aus einer Reihe von Bildern des Organs auf eine derartige Weise, dass das Organ nach der Transformationsbearbeitung im Wesentlichen in einer festen Position angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm derartig eingerichtet ist, dass das zeitlich erste Bild jedes Paares von aufeinanderfolgenden Bildern als eine Referenzbasis dient, und dass das nachfolgende zweite Bild jedes derartigen Paares von aufeinanderfolgenden Bildern transformiert wird, um Unterschiede zwischen dem genannten zweiten Bild und der Referenzbasis zu minimieren.