CN104367330A - X射线血管造影成像系统、以及血流供应变化的测量 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种血流供应变化的测量方法及系统，以及一种X射线血管造影成像系统。其中，方法包括：获取远端血管的术前和术后数字减影血管造影DSA序列；将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，选取感兴趣区域ROI，对ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。本发明所公开的技术方案，能够测量外周血管疾病术后的血流供应变化，提高血流供应变化测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及X射线血管造影成像技术领域，特别是一种血流供应变化量化参数的测量方法及测量系统，以及一种X射线血管造影成像系统。
背景技术
外周血管疾病(PVD)指的是由于血液循环不流畅所导致的外周动脉粥样硬化、脉管炎、血栓性静脉炎、血管狭窄等外周血管疾病，其可导致下肢等末梢部位的严重慢性缺血。治疗这种疾病除了可采用像旁路移植术之类的外科手术以外，还可通过介入手段进行治疗，如采用血管成形术、支架植入术和溶栓治疗等。
所有这些治疗手术都需要在配备X射线血管造影成像系统的导管实验室内进行。在导管实验室内，血管造影成像系统不仅可提供图像引导，而且可以帮助医生评估治疗结果。医生可分别在术前和术后获取远端血管的数字减影血管造影(Digital SubtractionAngiography，DSA)序列，并根据两个DSA序列评估治疗结果，进行评估时的观察重点主要是看末梢动脉血管周围的血流供应情况。例如，假如患者存在股浅动脉闭塞，医生将可能通过目测来查看该患者膝动脉周围的血流供应情况。然而，通过目测来查看血流供应变化情况，可能不够准确。
虽然血流供应变化不能直接反映病人的外周血管疾病是否被治愈，也不能反映病人的健康状况，但是业内仍需要提高血流供应变化测量的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明一方面提出了一种血流供应变化的测量方法，另一方面提出了一种血流供应变化的测量系统，用以提高血流供应变化测量的准确性。本发明还提出了一种X射线血管造影成像系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种血流供应变化的测量方法，包括：
获取一远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；
按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取所述远端血管的术后DSA序列；
对一感兴趣区域ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；
计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
较佳地，所述获取像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP包括：绘制所述像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线，根据所述术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；以及，绘制所述像素点在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线，根据所述术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
可选地，该方法进一步包括：对每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像；和/或，对各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到所述ROI的血流变化参数。
可选地，所述颜色编码为HSV空间的颜色编码。
可选地，该方法进一步包括：将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，选取感兴趣区域ROI。
根据本发明的另一方面，提供了一种血流供应变化的测量系统，包括：
一DSA序列获取装置，用于获取一远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；并按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取所述远端血管的术后DSA序列；和
一量化处理装置，其包括：一达峰时间获取模块和一达峰时间差计算模块；其中，
所述达峰时间获取模块用于获取一感兴趣区域ROI的每个像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；
所述达峰时间差计算模块用于计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
根据一种实施方式，所述达峰时间获取模块包括：
一曲线生成模块，用于对ROI的每个像素点，绘制所述像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线和在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线；
一达峰时间确定模块，用于对ROI的每个像素点，根据所述术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；根据所述术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
可选地，所述量化处理装置进一步包括：
一颜色编码模块，用于对ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像；和/或，
一均值计算模块，用于对所述ROI的各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到所述ROI的血流变化参数。
可选地，所述颜色编码模块对所述ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行HSV空间的颜色编码。
根据本发明的再一方面，提供了一种X射线血管造影成像系统，包括如上所述任一种血流供应变化的测量系统。
从上述方案中可以看出，由于本申请中获取术前和术后DSA序列，并根据所述术前和术后DSA序列，获取ROI每个像素点的PRE_TTP和POST_TTP，之后对ROI的每个像素点，计算该像素点的PRE_TTP和POST_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP，该血流变化参数ΔTTP用于反映术后的血流动力变化情况，不同值的血流变化参数ΔTTP反映不同的改变情况，从而对血流动力的变化情况进行了量化，提高了测量血流供应变化的准确性。
进一步地，本申请中通过对ROI的各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，从而可得到反映所述ROI的血流动力变化情况的一血流变化参数，即该ROI的总量化参数。
此外，本申请中通过对ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像，从而可以更直观的将ROI的血流动力的变化情况(增加或降低)通过影像的方式显示出来。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本发明实施例中外周血管疾病的术后血流供应变化的测量方法的示例性流程图。
图2为本发明实施例中DSA序列的一个像素点的术前和术后的时间-造影剂浓度曲线的示意图。
图3为本发明实施例中外周血管疾病的术后血流供应变化的测量系统的示例性结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1为本发明实施例中外周血管疾病的术后血流供应变化的测量方法的示例性流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤101，获取一远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取远端血管的术后DSA序列。
本步骤中，需要尽量在相同的图像获取条件下，如相同的插管位置、相同的造影剂稀释剂以及相同的造影剂注射速度等，获取远端血管的术前DSA序列和术后DSA序列。
步骤102，将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，选取感兴趣区域(ROI，Region of Interesting)，对ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间(本文中简称达峰时间)PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中的达峰时间POST_TTP。
本步骤中，进行DSA序列配准时，可采用标准的刚性或非刚性配准。
为了获取每个像素点的PRE_TTP和POST_TTP，本实施例中可根据该像素点在术前和术后DSA序列中的时间和造影剂浓度的关系，生成该像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线和在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线。
图2示出了本发明实施例中DSA序列的一个像素点的术前和术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线的示意图。如图2所示，示出了一像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线PRE和在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线POST。
之后根据该像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线PRE可确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；根据该像素点在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线POST可确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。根据图2可以看出，术前的达峰时间PRE_TTP较长，而术后的达峰时间POST_TTP则较短。
步骤103，对ROI的每个像素点，计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点位置的血流变化参数
ΔTTP＝POST_TTP-PRE_TTP，或者
ΔTTP＝PRE_TTP-POST_TTP。
其中，血流变化参数ΔTTP可以反映手术后该像素点位置处的血流供应改变情况，例如，对于ΔTTP＝POST_TTP-PRE_TTP的情况，则图2中所示像素点位置的ΔTTP为负值，表明手术后该像素点位置处的血流速度提高了，说明术后对血流动力进行了改善。此外，ΔTTP的值不同反映不同的改善情况，从而对血流动力的改善情况进行了量化，提高了测量血流供应变化的精确性。为术后评估提供了量化的参数。
需要指出的是，上述血流变化参数ΔTTP反映了手术后某像素点位置血流速度的变化，但是不能反映病人的外周血管疾病是否被治好了。亦即，该血流变化参数不能反映病人是否还患有外周血管疾病(诸如，外周动脉粥样硬化、脉管炎、血栓性静脉炎、血管狭窄)，也不能反映病人的健康状况。病人是否患有外周血管疾病或者健康状况，需要医生通过一系列的指标和专业知识来综合判断。
进一步地，本实施例中，还可以对ROI的各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到反映所述ROI的血流动力变化情况的总血流变化参数(图中未示出)。
进一步地，本实施例中还可以进一步包括步骤104，对ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像，从而可以更直观的将ROI的血流动力的变化情况(增加或降低)通过影像的方式显示出来。
具体进行颜色编码时，可采用HSV(色调(Hue)、饱和度(Saturation)、亮度(Value))空间的颜色编码。在进行颜色编码的参数设置时，可设置色调(Hue)＝ΔTTP×240/360，饱和度(Saturation)＝一常数，亮度(Value)＝对术后DSA序列的最大亮度的归一化。
图3为本发明实施例中外周血管疾病的术后血流供应变化的测量系统的示例性结构图。如图3所示，该系统可包括：一个DSA序列获取装置200和一个量化处理装置300。
其中，DSA序列获取装置200用于获取远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；并按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取远端血管的术后DSA序列。
量化处理装置300用于将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，对选择的ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；之后对ROI的每个像素点，计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
本实施例中，该量化处理装置300可包括：一个达峰时间获取模块310和一个达峰时间差计算模块320。
其中，达峰时间获取模块310用于将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，对选择的ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
达峰时间差计算模块320用于对ROI的每个像素点，计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
与图1所示方法相对应，本实施例中，达峰时间获取模块310可包括：一个曲线生成模块311和一个达峰时间确定模块312。
其中，曲线生成模块311用于对ROI的每个像素点，绘制所述像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线和在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线。
达峰时间确定模块312用于对ROI的每个像素点，根据所述术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；根据所述术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
与图1所示方法相对应，本实施例中，量化处理装置300可进一步包括：一个颜色编码模块330，用于对ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像。
本实施例中，颜色编码模块330可对所述ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行HSV空间的颜色编码。
与图1所示方法相对应，本实施例中，量化处理装置300也可进一步包括：一个均值计算模块340，用于对所述ROI的各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到反映所述ROI的血流动力变化情况的血流变化参数。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
本申请实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
本发明公开了一种血流供应变化的测量方法及系统，以及一种X射线血管造影成像系统。其中，方法包括：获取远端血管的术前和术后数字减影血管造影DSA序列；将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，选取感兴趣区域ROI，对ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。本发明所公开的技术方案，能够测量外周血管疾病术后的血流供应变化，提高血流供应变化测量的准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种血流供应变化的测量方法，包括：
获取一远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；
按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取所述远端血管的术后DSA序列；
对一感兴趣区域ROI的每个像素点，获取所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；
计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP包括：
绘制所述像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线，根据所述术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；以及，
绘制所述像素点在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线，根据所述术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：对每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像；和/或，
对各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到所述ROI的血流变化参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述颜色编码为HSV空间的颜色编码。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将所述术前DSA序列与术后DSA序列进行配准后，选取感兴趣区域ROI。
6.一种血流供应变化的测量系统，包括：
一DSA序列获取装置，用于获取一远端血管的术前数字减影血管造影DSA序列；并按照与所述获取远端血管的术前DSA序列相同的图像获取条件，获取所述远端血管的术后DSA序列；和
一量化处理装置，其包括：一达峰时间获取模块和一达峰时间差计算模块；其中，
所述达峰时间获取模块用于获取一感兴趣区域ROI的每个像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP，以及所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP；
所述达峰时间差计算模块用于计算所述像素点的POST_TTP与PRE_TTP的差值，得到所述像素点的血流变化参数ΔTTP。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述达峰时间获取模块包括：
一曲线生成模块，用于对ROI的每个像素点，绘制所述像素点在术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线和在术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线；
一达峰时间确定模块，用于对ROI的每个像素点，根据所述术前DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术前DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间PRE_TTP；根据所述术后DSA序列中的时间-造影剂浓度曲线确定所述像素点在术后DSA序列中造影剂浓度达到峰值的时间POST_TTP。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述量化处理装置进一步包括：
一颜色编码模块，用于对ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行颜色编码，得到所述ROI的血流变化影像；和/或，
一均值计算模块，用于对所述ROI的各像素点的血流变化参数ΔTTP进行均值计算，得到所述ROI的血流变化参数。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述颜色编码模块对所述ROI的每个像素点的血流变化参数ΔTTP进行HSV空间的颜色编码。
10.一种X射线血管造影成像系统，其特征在于，包括如权利要求6至9中任一项所述的血流供应变化的测量系统。
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