技术领域
本发明涉及一种用于由血管结构、尤其是冠状血管树的三维图像数据组可 视化斑块沉积物的方法，其中，将三维图像数据组中具有斑块沉积物的血管结 构的至少一段分割出来，以得到分割的图像数据。
背景技术
血管结构首先是利用计算机断层造影(CT)技术在注入造影剂之后可以很 好地可视化。现代多层CT设备使得利用较高的空间分辨率来拍摄和显示血管 结构成为可能，这首先对冠状血管结构的可视化十分重要。基于所记录的3D 图像数据组，使用者可以在适当的可视化下确定血管腔(Gefaesslumen)和血 管上的斑块沉积物之间的关系，以便从中估计患者血管阻塞的风险。然后根据 这种分析的结果确定为患者治疗的后续步骤。
在此，对其中出现血管结构的检查体的3D图像数据组的分析通常是通过 标准可视化技术(如MPR，多平面整形)或借助沿血管中心轴的轴向截面图像 进行的。在这些方法中，在显示器上以期望的投影或截面、必要时在分割出血 管结构之后为观察者显示出所记录的3D图像数据。在此，斑块沉积物和血管 腔之间空间关系的确定，以及狭窄程度的确定通常借助于对整个检查体的图像 显示进行。
在US 4945478 A中描述了一种用于由MRT数据组来识别并3D显示动脉 粥样硬化沉积物的图像处理系统。在此，借助分割由图像数据组中提取血管并 识别出图像数据中的斑块沉积物。在该公开物的该方法中，将斑块沉积物进行 了分类，以便在随后的显示中能够可视化不同的分类。3D可视化基于“四叉树” 显示，其中，将整个感兴趣体积划分为六面体，其中每个六面体对应于表示相 应的斑块类别的特定的亮度或颜色。在此，在每个六面体中结合了一个或多个 原始图像点，从而也总体上减少了要处理的数据量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能够改进分析的由血管结构的3D 图像数据组可视化斑块沉积物的方法。
本发明的上述技术问题是通过一种由血管结构、尤其是冠状血管树的三维 图像数据组可视化斑块沉积物的方法来解决的。首先，在3D图像数据组中将 具有斑块沉积物的血管结构的至少一段分割出来，以得到分割的图像数据。与 公知的可视化技术不同，该分割的3D图像数据不显示在预先给定的投影或截 面平面内，而是由该分割的图像数据首先产生选出的血管结构段和斑块沉积物 的人工3D模型图像，该模型图像仅包含血管结构的边界面(即血管壁)和斑 块沉积物的边界面。然后，由此为使用者可视化该人工3D模型图像或从中选 出的部分体积。
使用者现在可以对该显示的模型图像交互地进行分析，例如通过选择透视 或所显示的截面平面，或通过旋转、平移或放大显示。此外，观察者还可以虚 拟地通过在该显示中移动(飞过)，以便以这种方式来采集各血管内的关系。由 于3D模型仅包含血管和斑块沉积物的相应边界面，使得能够随时以简单的方 式相对于血管腔来确定斑块部分。此外，提供人工产生的重要边界面的3D模 型使得可以在于显示中交互运动时进行非常快的图像处理。该方法在需要时也 可以按需产生并可视化3D图像数据组中包含的整个血管结构的3D模型图像。
血管结构和斑块沉积物的分割可以利用公知的分割技术实现，如区域增长 技术(Region-Growing-Technik)。在一优选实施方式中，分割的实现为首先确 定选出的血管结构的血管的中心轴的延伸，并从3D图像数据组中计算出沿该 中心轴的轴向截面。然后，由各轴向截面的图像数据来确定血管结构和斑块沉 积物的边界线。这种确定可以由使用者在所示出的轴向截面中对该边界线进行 标记来实现，或通过例如基于关于各像素的HU值或灰度值的阈值方法的自动 图像处理算法来确定。还可以将图像处理算法与通过使用者的交互加以组合。 交互首先提供了对观察者迄今能够较之利用自动图像处理算法更可靠识别的斑 块沉积物边界线的确定。当然，血管中心轴的延伸既可以交互地，也可以利用 对应的图像处理算法从3D图像数据中确定。
从分割的图像数据中产生人工3D模型图像可以通过在分割图像数据中的 血管结构图像点和斑块沉积物图像点之间的插值实现。在此，仅考虑血管结构 和斑块沉积物的边界线及边界面的图像点。进行插值一方面是为了获得用于产 生3D模型图像的图像点的均匀栅格，另一方面是为了能够用比3D图像数据更 高的分辨率来显示该模型。在此，除了简单的线性内插，当然也可以采用较复 杂的插值技术。在此，优选地将人工3D图像模型作为多边形网格产生并随后 以这种形式进行可视化。
即使当前的描述首先是针对CT血管造影进行的，但本发明的方法当然还 可以用于利用其它成像技术记录的血管结构的3D图像数据组。对此的例子有 磁共振断层造影(MR)、PET(正电子发射断层造影)、SPECT(单光子发射计 算机断层造影)或超声波技术。采用本发明方法的前提仅仅是，可以由3D图 像数据组分割出所记录的血管结构及斑块沉积物。
附图说明
以下借助实施例结合附图对本发明的方法在不作为对其加以限制的情况 下进行进一步的阐述。其中以示意图示出：
图1举例示出冠状血管结构的计算机断层造影图像的显示；
图2举例示出图1所示图像中一段的放大；
图3举例示出穿过血管延伸中线的轴向截面的设置；
图4举例示出血管的轴向截面图像；以及
图5示出显示人工3D模型的两个例子。
具体实施方式
下面，以如可以通过利用CT血管造影技术的现代多层CT设备拍摄的患 者冠状血管结构的血管段的可视化为例来说明本发明的方法。为此，图1示出 用于图像地显示借助CT血管造影获得的3D图像数据组的例子，其中示出冠状 血管结构4。使用者在该图中选择包含要检查的血管段的附近的血管段2。这种 选择是交互进行的，其中，使用者通常可以交互地、尤其是通过三维地改变图 像的取向来选择CT图像1的适当的透视和显示方式，以便能够识别附着了斑 块的血管段。
在选择了要分析的血管段之后，使用者在图2中举例示出的放大血管段2 中交互地标记出血管段5的中心轴。在此可见图2中所示的标记6。
还可以利用公知的图像处理算法来自动地确定中心血管轴。这尤其是在CT 图像拍摄注有造影剂的血管的情况下，由于与此相关的对比度的提高，必要时 在采用相减血管造影时在减去掩模图像之后，是可能容易进行的。
然后，基于由此确定的血管段5的中心轴10的延伸，计算穿过该血管段5 的轴向截面3，如图3所示。
下一步，为使用者相继显示作为截面图像的轴向截面3。图4举例示出了 这种轴向截面图像。使用者在该图像中交互地标记出斑块沉积物7的边界线9 (在图4中用正方形示出)。使用者可以相同的方式交互地或借助自动分割算法 来标记血管段5的边界线8(图4中用圆形表示)。
在对血管段5的所有轴向截面3实施了该步骤之后，在该血管段中就有了 血管段5的边界点和斑块沉积物7的边界点。借助于这些根据原始CT拍摄的 空间分辨率以及所设置的标记点而以不同大小的空间距离出现的边界点，可以 实现插值以产生具有高分辨率的血管段和斑块沉积物边界面的人工三维模型。 该人工三维模型由构成各边界面的多边形网格、例如三角形网格表示。
以这种方式产生的三维模型然后被以适当的和/或预定的方式可视化，如在 图5中以两个显示12、13所示意性示出的那样。在这些显示中，可以看到多边 形网格11以及由此构成的血管段的边界面14和斑块沉积物的边界面15。
该技术可以按照较高的空间分辨率为使用者提供血管段及在其中的斑块 沉积物的可视化。在此，使用者可以实时地从不同的透视来分析斑块沉积物与 血管壁或血管腔之间的空间关系，尤其是还可以实时地在3D模型的显示中移 动。其在此可以获得关于狭窄的几何特性以及由于狭窄而引起的对血流的影响 的真实印象。