[发明专利]将被检对象中血液流动作为时间函数的成像方法

说明书

本发明涉及一种将被检对象中血液流动作为时间函数的成像方法，以及一种实现该方法的X射线设备。

EP860696A2公开了一种方法，可以在合成投影图象中显示分布式的结构(如含对比剂的血管系统)。该合成投影图象产生自不同透视角的X射线图象，但在其可选的子空间内所重现的血管系统部分比X射线图象更清晰。这种方法生成的是一种平均时间上的“冻结”图象，不能将血液流动作为时间函数反映。

三维旋转血管照相术在向被检对象血管注入对比剂的过程中，在不同投影的方向得到一组X射线投影图象。采用已知的重建算法，如Keldkamp算法，从这些X射线投影图象中可以得到一个三维图象，该三维图象以一种平均时间的模式反映了空间内的血管系统。在二维血管照相术中，则是生成一个二维的“冻结”的血管系统图象。

然而，在一些应用中，比如脑血管的病理诊断(例如stenoses，动静脉变形等血管异常)，了解和重现作为时间函数的血液流动就很重要了。所以，本发明的目的就是提供一种将被检对象中血液流动作为时间函数的成像方法，以及一种实现该方法的X射线设备。

该方法应当考虑到不能在较短的一段时间内对同一患者反复地注入对比剂这一事实，所以，如果可能的话，该方法应当只注入一次对比剂。另外，该方法应当尽可能地在最短地时间内、采用尽可能小地剂量、获取清晰度尽可能高地图象。

本发明公开的X射线设备达到了上述目标。

本发明是基于对下述事实的认识的：一个包含被检对象血管路径信息的二维或三维的图象数据组，可以以一种方式在时间上编码，从而包含作为时间函数的血液流动的信息。本发明涉及的时间编码是通过比较图象数据组和一X射线投影图象序列实现的。该X射线投影图象序列是连续生成的，包含了不同时刻血管中的对比剂的分布信息。由于每个X射线投影图象是分别地同图象数据组比较，即，图象数据组中的每一个图象数值同单个的X射线投影图象中的图象数值进行比较，所以，某种程度上可以确定在同X射线图象对应的单一时刻是图象数据组中的哪部分血管系统含有对比剂。采用适当的方法，这种在时间上编码的图象数据组可以转换成一个或多个以时间函数表征血液流动的图象。

本发明另一方面公开的形式特别适用于二维旋转血管照相术。该形式已经提供了一个二维X射线图象数据组，例如一个先前已生成的或者同步生成的、完全包括了含有对比剂的血管系统的二维X射线图象数据组。在本形式中，在注入对比剂的同时于固定X射线位置获得的实际X射线投影图象是相互相减的，所以，每个差值图象包含了在获得两副相减的X射线投影图象的时刻之间的时段内对比剂所经过的路径信息。这些差值图象将用来对X射线图象数据组做时间编码。

本发明另一方面公开了本发明的另一种形式。这种形式描述了一种比较图象数据组和差值图象的简化可能。为提高图象的精确度，首先，分割一X射线图象数据组为X射线图象子数据组，该子数据组仅仅包含血管的路径信息。然后，对每一个差值图象，比较差值图象中的象素和图象子数据组中的象素，得到一个相关的象素子集，该象素子集中的每一个象素，在相应的X射线图象数据子集中都有同差值图象对应的象素。所以，每个象素子集包含了在指定时刻对比剂的分布信息，并由此可产生一个或多个以时间函数反映血液流动的投影图象。

本发明另一方面公开了一种优选形式。X射线投影图象由不同位置获得。由X射线投影图象产生一个由图象数据组构成的三维X射线图象数据组，所以本形式只有一组在不同位置获得的X射线投影图象，并且所述X射线投影图象包含了时间信息。对所述X射线投影图象中血管分割后，将其同X射线图象数据组比较并在时间上编码。例如，利用已知的X射线设备成像尺寸，计算出伪投影图象，再同实际X射线投影图象进行比较。