本公開一般地涉及圖像數(shù)據(jù)處理，并且更特別地涉及時變數(shù)據(jù)的細(xì)化（refined）重構(gòu)。

背景技術(shù)：

血管造影（angiography）是一種用來基于診斷成像方法（諸如x射線或磁共振斷層掃描（mrt））來表示血管的常見方法。為了對受檢查的血管的改善的表示，已經(jīng)開發(fā)了數(shù)字減影血管造影（dsa）。dsa是在介入放射學(xué)中用來使骨的或致密軟組織環(huán)境中的血管清楚地可視化的熒光檢查技術(shù)。通過從在造影介質(zhì)已被引入到感興趣結(jié)構(gòu)或組織中之后獲取的后續(xù)圖像中減去‘造影前圖像’或掩膜而生成圖像。這些圖像可以用來提供示出感興趣的結(jié)構(gòu)或組織隨時間的演變的時間分辨或時變信息。

在當(dāng)前臨床實踐中，時間分辨信息一般地僅在兩個維度上可用。通常，外科醫(yī)生必須執(zhí)行從2d投影圖像到3d解剖學(xué)的二維（2d）至三維（3d）腦力轉(zhuǎn)換以便評定和診斷血管病害和血流異常。血管系統(tǒng)（vasculature）的充盈因幀而改變，給外科醫(yī)生留下從變化的2d快照解釋3d充盈的困難任務(wù)。不管采集/觀察角度，因此可能損害重疊和/或被遮蔽的血管段，從而導(dǎo)致潛在缺少的圖像信息或不正確的診斷。問題包括例如血管重疊或血管正交于檢測器平面行進(jìn)。

可以使用（一個或多個）單平面或雙平面2ddsa圖像來使血管充盈可視化?，F(xiàn)有方法可以提供可接受的結(jié)果，但是跟復(fù)雜的血管系統(tǒng)和阻塞的血管、過早血管充盈的引入以及血管充盈中的波動斗爭。一些傳統(tǒng)技術(shù)使用來自靜態(tài)角度的數(shù)據(jù)而不是采集序列其本身，這可以導(dǎo)致對于患者的附加輻射暴露以及由于對高度準(zhǔn)確的圖像配準(zhǔn)步驟的對應(yīng)需要引起的不準(zhǔn)確性。其它方法基于關(guān)于患者的生理機能（例如，周期性心臟活動）以及血液和血液與造影劑的混合物通過患者的血管系統(tǒng)的運輸?shù)暮喕僭O(shè)（即，簡化模型）。這些可以導(dǎo)致偏離實際流動模式的重構(gòu)流動結(jié)果。

近年來已經(jīng)引入了用于非時間分辨3d-dsa的方法。在一個方法中，首先在血管造影裝置的旋轉(zhuǎn)掃描期間獲取掩膜投影圖像序列，然后在引入造影劑之后獲取旋轉(zhuǎn)充盈投影圖像的序列。從充盈投影圖像中減去掩膜投影圖像以產(chǎn)生投影圖像數(shù)據(jù)，其顯示以不同的觀察角度獲取的受驗者的血管解剖學(xué)。使用3d重構(gòu)技術(shù)，可以創(chuàng)建受驗者的血管系統(tǒng)的靜態(tài)體積數(shù)據(jù)集。然而，此靜態(tài)重構(gòu)不包括在采集時間序列中記錄的改變。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文中描述的是用于細(xì)化數(shù)據(jù)重構(gòu)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個方面，本框架執(zhí)行時變數(shù)據(jù)的第一四維重構(gòu)以產(chǎn)生感興趣對象的四維數(shù)字減影血管造影（dsa）數(shù)據(jù)集。該框架從四維dsa數(shù)據(jù)集中提取感興趣體積以產(chǎn)生體積陣列?？梢曰谠擉w積陣列對感興趣體積進(jìn)行細(xì)化以產(chǎn)生細(xì)化數(shù)據(jù)集。然后可以基于細(xì)化數(shù)據(jù)集執(zhí)行第二四維重構(gòu)以產(chǎn)生感興趣體積的放大四維表示。

提供本發(fā)明內(nèi)容來以簡化形式介紹概念中的精選項，以下在下面的詳細(xì)描述中對其進(jìn)行進(jìn)一步描述。不意圖標(biāo)識要求保護的主題的特征或基本特征，也不意圖將其用來限制要求保護的主題的范圍。此外，要求保護的主題不限于解決在本公開的任何部分中指出的任何或所有缺點的實施方式。

附圖說明

將容易獲得本公開及其伴隨方面中的許多的更完整領(lǐng)會，因為其在結(jié)合附圖來考慮時通過參考以下詳細(xì)描述而變得更好理解。

圖1是圖示示例性系統(tǒng)的框圖；

圖2示出由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的數(shù)據(jù)重構(gòu)的示例性方法；

圖3示出使用單個旋轉(zhuǎn)平面重構(gòu)的患者的大腦的3d血管造影圖像的時間序列；

圖4圖示示例性4d-dsa重構(gòu)的初始估計；

圖5示出示例性4d-dsa重構(gòu)的最終估計；

圖6圖示中心血管的示例性細(xì)化4d-dsa重構(gòu)的初始估計；以及

圖7圖示中心血管的示例性細(xì)化4d-dsa重構(gòu)的最終估計。

具體實施方式

在下面的描述中，闡述了許多特定細(xì)節(jié)，諸如特定組件、裝置、方法等的示例，以便提供對本框架的實施方式的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的是，不需要采用這些特定細(xì)節(jié)來實踐本框架的實施方式。在其它實例中，未詳細(xì)地描述眾所周知的材料或方法以便避免不必要地使本框架的實施方式模糊不清。雖然本框架易于有各種修改和替換形式，但是其特定實施例作為示例在繪圖中示出并且將在本文中被詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解的是不意圖使本概念限于公開的特定形式，而是相反地，意圖是覆蓋落在本概念的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等價物以及替換方案。此外，為了便于理解，將某些方法步驟描繪為單獨的步驟；然而，不應(yīng)將這些單獨描繪的步驟解釋為在其執(zhí)行方面必然是次序相關(guān)的。

如本文中所使用的術(shù)語“x射線圖像”可以意指可見的x射線圖像（例如，在視頻屏幕上顯示）或x射線圖像的數(shù)字表示（例如，對應(yīng)于x射線檢測器的像素輸出的文件）。如本文中所使用的術(shù)語“治療中x射線圖像”可以指的是在介入或治療過程的治療實施階段期間的任何時間點處捕捉的圖像，其可以包括輻射源開啟或關(guān)閉的時間。為了方便描述，不時在本文中可以使用ct成像數(shù)據(jù)（例如，錐形束ct成像數(shù)據(jù)）作為示例性成像模式。然而，將領(lǐng)會到的是，在各種實施方式中還可以使用來自任何類型的成像模式的數(shù)據(jù)，所述任何類型的成像模式包括但不限于x射線射線照片、mri、pet（正電子發(fā)射斷層掃描）、pet-ct、spect、spect-ct、mr-pet、3d超聲圖像等。

除非另外說明，否則如從下面的討論顯而易見的，將領(lǐng)會到的是諸如“分段”、“產(chǎn)生”、“配準(zhǔn)”、“確定”、“對準(zhǔn)”、“定位”、“處理”、“計算”、“選擇”、“估計”、“檢測”、“跟蹤”等的術(shù)語可以指的是計算機系統(tǒng)或者類似電子計算裝置的動作和過程，其操縱表示為計算機系統(tǒng)的寄存器和存儲器內(nèi)的物理（例如，電子）量的數(shù)據(jù)并將其變換成類似地表示為計算機系統(tǒng)存儲器或寄存器或其它這樣的信息存儲、傳輸或顯示裝置內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)。本文中描述的方法的實施例可以使用計算機軟件來實現(xiàn)。如果以符合公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的編程語言編寫，則可以編譯被設(shè)計成實現(xiàn)所述方法的指令序列以便在各種硬件平臺上執(zhí)行并且以便對接到各種操作系統(tǒng)。另外，未參考任何特定編程語言來描述本框架的實施方式。將領(lǐng)會到的是可以使用各種編程語言。

如本文中所使用的，術(shù)語“圖像”指的是由離散圖像元素（例如，用于2d圖像的像素、用于3d圖像的體素、用于4d數(shù)據(jù)集的多素（doxel））組成的多維數(shù)據(jù)。圖像可以是例如通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的計算機斷層掃描、磁共振成像、超聲或任何其它醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)收集的受驗者的醫(yī)學(xué)圖像。還可以從非醫(yī)學(xué)環(huán)境，諸如例如遙感系統(tǒng)、電子顯微術(shù)等提供圖像。雖然可以把圖像認(rèn)為是從r³至r的函數(shù)或者到r³的映射，但是本方法不限于這樣的圖像，并且可以應(yīng)用于任何維度的圖像，例如2d圖片、3d體積或4d數(shù)據(jù)集。針對2或3維圖像，圖像的域通常是2或3維矩形數(shù)組，其中，可以參考一組2個或3個相互正交的軸來對每個像素或體素尋址（address）。如本文中所使用的術(shù)語“數(shù)字”和“數(shù)字化”將指的是，經(jīng)由數(shù)字采集系統(tǒng)或者經(jīng)由從模擬圖像進(jìn)行的轉(zhuǎn)換獲取的數(shù)字或數(shù)字化格式的適當(dāng)?shù)膱D像或體積。

術(shù)語——常規(guī)地關(guān)于2d成像和圖像顯示所使用的用于圖片元素的“像素”、常常關(guān)于3d成像使用的用于體積圖像元素的“體素”、以及用于4d數(shù)據(jù)集的“多素”可以被可互換地使用。應(yīng)該指出的是3d體積圖像其本身是由作為2d傳感器陣列上的像素而獲得的圖像數(shù)據(jù)合成的，并且從某個視角顯示為2d圖像。因此，可以對3d體積圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用2d圖像處理和圖像分析技術(shù)。在隨后的描述中，可以替換地將被描述為對多素操作的技術(shù)描述為對以2d像素數(shù)據(jù)的形式存儲并表示以用于顯示的3d體素數(shù)據(jù)操作。以相同方式，還可以將對體素數(shù)據(jù)操作的技術(shù)描述為對像素操作。在下面的描述中，使用變量x來指示特定空間位置處的受驗者圖像元素或（替換地考慮的）受驗者像素。術(shù)語“受驗者像素”、“受驗者體素”和“受驗者多素”用來指示實際上被使用本文中描述的技術(shù)操作的特定圖像元素。

本框架的一個方面促進(jìn)四維（4d）數(shù)字減影血管造影（dsa）數(shù)據(jù)集的詢問（interrogation）。4d數(shù)據(jù)集一般地指的是時間分辨三維（3d）數(shù)據(jù)集?？梢詮囊粚πD(zhuǎn)采集導(dǎo)出4ddsa數(shù)據(jù)集：產(chǎn)生掩膜投影圖像數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)掩膜試驗（run），然后是產(chǎn)生充盈投影圖像數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)對比度增強充盈試驗?？梢栽诠δ苌蠈谕队皥D像數(shù)據(jù)中的時間動態(tài)編碼到約束圖像數(shù)據(jù)的靜態(tài)3d-dsa中以產(chǎn)生4d-dsa數(shù)據(jù)集。

當(dāng)前技術(shù)僅基于完全獲取視場（fov）來重構(gòu)4d-dsa數(shù)據(jù)集。本框架有利地使用戶能夠通過例如放大和/或修剪感興趣體積來細(xì)化4d-dsa數(shù)據(jù)集的重構(gòu)。然后可以對該感興趣體積執(zhí)行4d-dsa數(shù)據(jù)集的專用重構(gòu)?？梢岳缤ㄟ^增加相對于感興趣體積外面的區(qū)的空間分辨率或者更改感興趣體積外面的血管信息來細(xì)化感興趣體積。因此可以顯著地提高用于感興趣體積的時間分辨體積的重構(gòu)序列的準(zhǔn)確度，從而在重構(gòu)中實現(xiàn)對下面的血液動力學(xué)的更詳細(xì)的定性和定量分析。

可以將通過本框架重構(gòu)的細(xì)化4d-dsa數(shù)據(jù)集例如用來在神經(jīng)血管介入之前評估風(fēng)險。神經(jīng)血管介入常見地涉及放置引流裝置以覆蓋動脈瘤，以及引發(fā)血栓溶解和動脈瘤的后續(xù)治愈。這些引流支架可以基本上更改從動脈瘤上游的血管系統(tǒng)中的流體動力學(xué)，從而創(chuàng)建潛在危險的情形。在血管壁中終止或者具有高度減小的直徑（噴管效應(yīng)）的錯誤放置的支架可以增加新的動脈瘤創(chuàng)建或血管夾層（dissection）的風(fēng)險。在介入之前評估這些風(fēng)險可以有利地減輕這樣的過程的風(fēng)險。理解的是雖然可能示出涉及血管網(wǎng)絡(luò)可視化的特定應(yīng)用，但是本技術(shù)不限于所說明的特定實施方式。

圖1是圖示示例性系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100包括用于實現(xiàn)如本文中描述的框架的計算機系統(tǒng)101。計算機系統(tǒng)101可以是臺式個人計算機、便攜式膝上型計算機、另一便攜式裝置、小型計算機、主機計算機、服務(wù)器、云基礎(chǔ)設(shè)施、存儲系統(tǒng)、專用數(shù)字器械、通信裝置或者具有被配置成存儲一批數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)項的存儲子系統(tǒng)的另一裝置。在某些實施方式中，計算機系統(tǒng)101作為獨立裝置操作。在其它實施方式中，可以將計算機系統(tǒng)101（例如，使用網(wǎng)絡(luò)）連接到其它機器，諸如成像裝置102和工作站103。在聯(lián)網(wǎng)部署中，計算機系統(tǒng)101可以作為服務(wù)器-客戶端用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器（例如，瘦客戶端服務(wù)器，諸如siemenshealthcare的syngo?.via）、客戶端用戶機器或者作為對等（或分布式）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的對等機器操作。

計算機系統(tǒng)101可以包括處理器裝置或中央處理單元（cpu）104，其被經(jīng)由輸入-輸出接口121耦合到一個或多個非暫時性計算機可讀介質(zhì)105（例如，計算機儲存器或存儲器）、顯示裝置108（例如，監(jiān)視器）和各種輸入裝置110（例如，鼠標(biāo)或鍵盤）。計算機系統(tǒng)101還可以包括支持電路，諸如高速緩沖存儲器、電源、時鐘電路和通信總線。還可以將各種其它外圍裝置（諸如附加數(shù)據(jù)存儲裝置和印刷裝置）連接到計算機系統(tǒng)101。

可以以各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器或其組合、作為微指令代碼的部分或者作為應(yīng)用程序或軟件產(chǎn)品的部分或者其組合（其被經(jīng)由操作系統(tǒng)執(zhí)行）來實現(xiàn)本技術(shù)。在一個實施方式中，將本文中描述的技術(shù)實現(xiàn)為在一個或多個非暫時性計算機可讀介質(zhì)105中有形地包含的計算機可讀程序代碼。特別地，可以由重構(gòu)單元106和細(xì)化單元107來實現(xiàn)本技術(shù)。非暫時性計算機可讀介質(zhì)105可以包括隨機存取儲器（ram）、只讀存儲器（rom）、磁性軟盤、閃速存儲器以及其它類型的存儲器或其組合。計算機可讀程序代碼被處理器裝置104執(zhí)行以處理由例如成像裝置102獲取的圖像或圖像數(shù)據(jù)。照此，計算機系統(tǒng)101是通用計算機系統(tǒng)，其當(dāng)執(zhí)行計算機可讀程序代碼時變成專用計算機系統(tǒng)。計算機可讀程序代碼不意圖局限于任何特定編程語言及其實施方式。將領(lǐng)會到的是，可以使用各種編程語言及其編碼來實現(xiàn)包含在本文中的本公開的教導(dǎo)。

可以將相同或不同的計算機可讀介質(zhì)105用于存儲圖像數(shù)據(jù)集、動態(tài)重構(gòu)指令、知識庫等。還可以將這樣的數(shù)據(jù)存儲在外部儲存器或其它存儲器中?？梢允褂帽惶幚砥餮b置104管理且駐留于存儲器（諸如硬盤、ram或可移動介質(zhì)）上的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（dbms）來實現(xiàn)外部存儲?？梢栽谝粋€或多個附加計算機系統(tǒng)上實現(xiàn)外部存儲。例如，外部存儲可以包括駐留于單獨計算機系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)、圖片歸檔及通信系統(tǒng)（pacs）或者任何其它現(xiàn)在已知或以后開發(fā)的醫(yī)院、醫(yī)療機構(gòu)、醫(yī)療辦公室、測試設(shè)施、藥店或其它醫(yī)療患者記錄存儲系統(tǒng)。

成像裝置102可以是用于獲取圖像數(shù)據(jù)的放射掃描儀，諸如x射線或ct掃描儀。工作站103可以包括計算機和適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備，諸如鍵盤和顯示裝置，并且可以與整個系統(tǒng)100相結(jié)合地操作。例如，工作站103可以與成像裝置102通信，使得可以在工作站103處再現(xiàn)并在顯示裝置上觀看由成像裝置102收集的圖像數(shù)據(jù)。

工作站103可以直接地與計算機系統(tǒng)101通信以顯示處理的圖像數(shù)據(jù)和/或輸出圖像處理結(jié)果（例如，4ddsa數(shù)據(jù)集）。工作站103可以包括圖形用戶接口，其用以經(jīng)由輸入裝置（例如，鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、語音或視頻識別接口等）接收用戶輸入從而操縱圖像數(shù)據(jù)的可視化和/或處理。例如，用戶可以觀看處理的圖像數(shù)據(jù)，并且規(guī)定一個或多個視圖調(diào)整或偏好（例如，縮放（zooming）、修剪、平移、旋轉(zhuǎn)、改變對比度、改變色彩、改變視角、改變視深、改變再現(xiàn)或重構(gòu)技術(shù)等）、通過規(guī)定“轉(zhuǎn)到”位置來導(dǎo)航至特定的感興趣區(qū)、導(dǎo)航（例如，停止、播放、逐步通過（stepthrough）等）經(jīng)重構(gòu)的4d數(shù)據(jù)集的時間量等。

應(yīng)進(jìn)一步理解的是由于在附圖中描繪的組成系統(tǒng)組件和方法步驟中的一些可以以軟件來實現(xiàn)，所以系統(tǒng)組件（或過程步驟）之間的實際聯(lián)系可以取決于對本框架進(jìn)行編程所用的方式而不同。給定本文中提供的教導(dǎo)，相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將能夠設(shè)想本框架的這些和類似實施方式或配置。

圖2示出由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的數(shù)據(jù)重構(gòu)的示例性方法200。應(yīng)理解的是方法200的步驟可以以示出的次序或不同次序來執(zhí)行。還可以提供附加、不同或更少的步驟。此外，可以用圖1的系統(tǒng)101、不同的系統(tǒng)或其組合來實現(xiàn)方法200。

在202處，重構(gòu)單元106執(zhí)行時變圖像數(shù)據(jù)的第一4d重構(gòu)以產(chǎn)生感興趣對象的4d（或時變3d）dsa投影圖像數(shù)據(jù)集v(t)。4ddsa投影圖像數(shù)據(jù)集v(t)的每個多素表示特定三維位置處和特定時間處的感興趣對象的血管系統(tǒng)中的注入造影劑流。感興趣對象可以是被標(biāo)識用于調(diào)查研究或檢查的任何生物對象，諸如患者的或受驗者的大腦、心臟、腿、臂等的部分。感興趣對象包括一個或多個似血管（vessel-like）結(jié)構(gòu)（例如，血管、動脈、血管樹或網(wǎng)絡(luò)等）。一個或多個似血管結(jié)構(gòu)可以是可以用造影劑或介質(zhì)來充盈以便觀察其隨時間的傳播的動態(tài)或時變結(jié)構(gòu)。在某些實施方式中，還重構(gòu)在感興趣對象中植入的裝置（例如，引流裝置）的靜態(tài)（即，非時間的）3d圖像數(shù)據(jù)。

時變數(shù)據(jù)可以是通過使用成像裝置102來執(zhí)行旋轉(zhuǎn)掃描或有角度的采集而獲取的一組2ddsa投影圖像?？梢越?jīng)由成像裝置102來執(zhí)行單個掩膜和充盈采集。更特別地，可以首先經(jīng)由成像裝置102來獲取掩膜圖像數(shù)據(jù)集，使得可以將其從對應(yīng)的時變造影物充盈投影圖像數(shù)據(jù)集中減去。掩膜圖像僅僅是給與造影劑（或介質(zhì)）以充盈要調(diào)查研究的被照射感興趣對象的似血管結(jié)構(gòu)之前的該區(qū)域的圖像。實際的有角度且時變的2d投影數(shù)據(jù)可以基于對比度增強采集，其在向似血管結(jié)構(gòu)中注入x射線造影介質(zhì)之前或之后隨著最早的造影物的流入變得可見而發(fā)起。掩膜和充盈試驗兩者可以遵循相同的采集軌跡。該軌跡可以覆蓋3ddsa的整個視場（fov）范圍。

成像裝置102可以是具有單個成像平面或多個成像平面的掃描儀或c形臂系統(tǒng)。例如，成像裝置102可以是基于平板的x射線掃描儀，其包括至少一對x射線源和x射線檢測器。替換地，成像裝置102可以包括覆蓋至少一對x射線源和x射線檢測器的旋轉(zhuǎn)ct臺架。在其它實施方式中，成像裝置102是mr投影掃描儀。在又其它實施方式中，成像裝置102是覆蓋至少一對光源和光學(xué)檢測器的旋轉(zhuǎn)光學(xué)ct臺架。還可以使用其它類型（諸如有角度采樣超聲）的成像裝置102。

圖3示出使用單個旋轉(zhuǎn)成像平面重構(gòu)的患者的大腦的3d血管造影圖像302的時間序列。在2014年6月12日提交的申請序號14/302,596（現(xiàn)在為美國公開號2014/0376791）中描述了用于執(zhí)行由單個旋轉(zhuǎn)平面c形臂系統(tǒng)獲取的時變圖像數(shù)據(jù)的4d-dsa重構(gòu)的方法，該申請序號14/302,596據(jù)此通過引用被并入。這些方法可以確定感興趣似血管結(jié)構(gòu)的時變體積衰減曲線，從而導(dǎo)致包括時間維度的3d加時間（或4d-dsa）體積數(shù)據(jù)集。還可以從時間和投影角變化數(shù)據(jù)導(dǎo)出4d-dsa數(shù)據(jù)集?？梢栽趫?zhí)行時間分辨3ddsa的插值中使用置信度值或曲線。這樣的框架可以應(yīng)用一次或者以迭代形式應(yīng)用。還可以基于例如從以多個角度獲取的時變2d投影數(shù)據(jù)導(dǎo)出的初始時變3d投影數(shù)據(jù)集來動態(tài)地且迭代地重構(gòu)4d-dsa數(shù)據(jù)集。

在標(biāo)題為“tomographysystemandmethodforgeneratingasequenceofvolumeimagesofavasculature”的在2015年12月3日提交的德國申請?zhí)?02015224176.9（也是在2015年12月9日提交的pct申請?zhí)杙ct/ep2015/079102）中描述了用于執(zhí)行由雙c形臂系統(tǒng)獲取的時變圖像數(shù)據(jù)的4d-dsa重構(gòu)的方法，該德國申請?zhí)?02015224176.9據(jù)此通過引用被并入。這些技術(shù)基于包括兩個同時旋轉(zhuǎn)平面的血管造影雙平面系統(tǒng)。可以顯著地提高重構(gòu)的時間分辨體積序列的準(zhǔn)確度，因為可以利用來自兩個平面的信息來減輕由于血管重疊而引起的準(zhǔn)確度問題。

圖4圖示模擬研究中的示例性4d-dsa重構(gòu)的初始估計。初始估計包括所有血管402。圖像403示出4d-dsa重構(gòu)的當(dāng)前估計。圖像404示出已知真實情況（groundtruth）與4d-dsa重構(gòu)的當(dāng)前估計之間的差異。圖像406示出當(dāng)前估計的投影與原始投影信息之間的誤差的重構(gòu)。圖像408示出投影圖像中的誤差/差異的正弦圖。從中心血管獲取時間曲線410a-b，其中，曲線410a表示實際情況并且曲線410b表示當(dāng)前估計?？梢杂^察到的是真實情況與估計之間的誤差非常高。

圖5示出模擬研究中的示例性4d-dsa重構(gòu)的最終估計。圖像503示出4d-dsa重構(gòu)的當(dāng)前估計，其包括所有血管502。圖像504示出已知真實情況與4d-dsa重構(gòu)的當(dāng)前估計之間的差異。圖像506示出當(dāng)前估計的投影與原始投影信息之間的誤差的重構(gòu)。圖像508示出投影圖像中的誤差/差異的正弦圖。從中心血管獲取時間曲線510a-b，其中曲線510a表示實際情況并且曲線510b表示當(dāng)前估計?？梢杂^察到的是真實情況與4d-dsa重構(gòu)的估計之間的誤差已被最小化。

返回圖2，在204處，細(xì)化單元107標(biāo)識由重構(gòu)單元106產(chǎn)生的結(jié)果得到的4ddsa數(shù)據(jù)集中的感興趣體積（voi）。該感興趣體積是被標(biāo)識用于進(jìn)一步研究的整個4ddsa數(shù)據(jù)集的任何形狀（例如，立方體）的任何子區(qū)域?？梢允謩拥?、自動地或者半自動地標(biāo)識voi。例如，可以通過從在工作站103上實現(xiàn)的用戶接口接收用戶選擇（包括限定感興趣體積的點的坐標(biāo)）來標(biāo)識voi。重構(gòu)單元106可以發(fā)起經(jīng)由例如在工作站103上實現(xiàn)的用戶接口呈現(xiàn)給用戶的4ddsa數(shù)據(jù)集的體積再現(xiàn)。可以將時間分量顯示為例如在交互期間產(chǎn)生的色彩再現(xiàn)或時間步長。在某些實施方式中，還經(jīng)由用戶接口與4ddsa數(shù)據(jù)一起呈現(xiàn)植入裝置的靜態(tài)3d圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)。

用戶接口可以提供用以使用戶能夠選擇、放大和/或修剪4ddsa數(shù)據(jù)集中的感興趣體積的各種用戶接口元素（例如，按鈕、文本功能）。用戶接口還可以提供用以使用戶能夠發(fā)起感興趣體積的細(xì)化的用戶接口元素。在發(fā)起細(xì)化過程時，工作站103可以向細(xì)化單元107發(fā)送感興趣體積的坐標(biāo)。

在206處，細(xì)化單元107從4d血管造影圖像數(shù)據(jù)v(t)提取感興趣體積（voi）以產(chǎn)生體積陣列v(t)c。該提取可以例如通過從v(t)中減去voi來執(zhí)行。

在208處，細(xì)化單元107基于體積陣列v(t)c來細(xì)化感興趣體積（voi）以產(chǎn)生新的細(xì)化數(shù)據(jù)集。在某些實施方式中，通過去除在感興趣體積外面的區(qū)中的血管數(shù)據(jù)來細(xì)化voi。這可以通過將體積陣列v(t)c前向投射成對應(yīng)投影圖像（或成像平面）p(t)以產(chǎn)生中間投影數(shù)據(jù)集p(t)c（a[v(t)c]=p(t)c），并從投影圖像p(t)中減去中間投影數(shù)據(jù)集p(t)c以產(chǎn)生新的細(xì)化投影數(shù)據(jù)集p(t)voi來實現(xiàn)。新的細(xì)化投影數(shù)據(jù)集p(t)voi是僅包含voi中的血管數(shù)據(jù)的2d圖像陣列。

替換地，通過改變體積陣列v(t)c內(nèi)和/或體積陣列v(t)c外面的空間分辨率設(shè)置使得體積陣列v(t)c具有相對于體積陣列v(t)c外面的區(qū)的較高空間分辨率來細(xì)化voi。在某些實施方式中，創(chuàng)建新的細(xì)化數(shù)據(jù)集v(t)spatial，其在感興趣體積外面具有較低分辨率（比初始重構(gòu)相對較低）并且在感興趣體積內(nèi)部具有非常高的空間分辨率（比初始重構(gòu)相對更高）?？梢酝ㄟ^以相對較小的體素尺寸從細(xì)化投影數(shù)據(jù)集p(t)voi重構(gòu)體積陣列v(t)c并且使用常規(guī)4ddsa以相對較大的體素尺寸重構(gòu)另一體積陣列來創(chuàng)建新的細(xì)化數(shù)據(jù)集v(t)spatial。然后可以將兩個體積陣列合并，從而導(dǎo)致在voi中具有較高空間分辨率且在voi外面具有較低空間分辨率的細(xì)化數(shù)據(jù)集v(t)spatial。

在其它實施方式中，基于濾波反投影（fbp）的原理來細(xì)化voi。最近的研究已經(jīng)證明用fbp重構(gòu)的及時采樣3d數(shù)據(jù)集包含圖像中的所有時間動態(tài)。參見例如tang、jie等人的“newconsistencytheoremofmotioncontaminatedprojectiondataandapplicationsinmotionartifactscorrection”，spiemedicalimaging.internationalsocietyforopticsandphotonics,2012中，其據(jù)此通過引用被并入。為了說明，當(dāng)通過3d體積前向投影到所獲取的投影角度中時，將創(chuàng)建給出相同時間動態(tài)的相同的圖像。這可以如下被可視化：使用fbp獲取并重構(gòu)被從空充盈到滿的玻璃制品的旋轉(zhuǎn)x射線序列。fbp的平均效應(yīng)將呈現(xiàn)出半滿的玻璃制品。如果通過3d體積產(chǎn)生前向投影，則其將表示該玻璃制品在投影圖像采集時的正確充盈狀態(tài)。

可以通過從經(jīng)由濾波反投影（fbp）重構(gòu)的靜態(tài)3d體積s(t)去除限定的體積陣列v(t)c以產(chǎn)生經(jīng)修剪靜態(tài)體積陣列s(t)c來細(xì)化voi。然后可以將經(jīng)修剪靜態(tài)體積陣列s(t)c前向投影成對應(yīng)的投影圖像（p(t)）以產(chǎn)生中間投影數(shù)據(jù)集s(t)c（a[s(t)c]=s(t)c)）。通過從投影圖像p(t)中減去中間投影數(shù)據(jù)集s(t)c來創(chuàng)建新的細(xì)化數(shù)據(jù)集s(t)voi。此新的細(xì)化數(shù)據(jù)集s(t)voi是僅包含voi中的血管數(shù)據(jù)的2d陣列。

圖6圖示中心血管602的示例性細(xì)化4d-dsa重構(gòu)的初始估計。4d-dsa重構(gòu)的初始估計僅包括感興趣體積。圖像603示出感興趣的4d-dsa血管重構(gòu)的當(dāng)前估計。圖像604示出已知真實情況與4d-dsa重構(gòu)的當(dāng)前估計之間的差異。圖像606示出當(dāng)前估計的投影與原始投影信息之間的誤差的重構(gòu)。圖像608示出投影圖像中的誤差/差異的正弦圖。從中心血管獲取時間曲線610a-b，其中曲線610a表示實際情況而曲線610b表示當(dāng)前估計?？梢杂^察到的是真實情況與估計之間的誤差非常高。

在圖2中，在210處，細(xì)化單元107請求（invoke）重構(gòu)單元106基于細(xì)化數(shù)據(jù)集來執(zhí)行第二4d-dsa重構(gòu)從而產(chǎn)生voi的放大4d表示。在某些實施方式中，在細(xì)化投影數(shù)據(jù)集p(t)voi的一個或多個邊界內(nèi)執(zhí)行第二4d-dsa重構(gòu)，從而有效地創(chuàng)建放大4d-dsa體積陣列v(t)voi。

替換地，使用新的細(xì)化數(shù)據(jù)集v(t)spatial來執(zhí)行第二4d-dsa重構(gòu)，從而導(dǎo)致在voi中具有相對增加的血管系統(tǒng)的空間分辨率的voi的4d表示。然后可以在有或沒有voi外面的血管系統(tǒng)的情況下顯示4d表示。

在其它實施方式中，第二4d-dsa重構(gòu)在細(xì)化數(shù)據(jù)集s(t)voi的一個或多個邊界內(nèi)，從而有效地創(chuàng)建放大4d-dsa體積陣列v(t)voi。在要重構(gòu)的有限的數(shù)據(jù)量的情況下，可以使用迭代重構(gòu)方案，從而實現(xiàn)與常規(guī)濾波反投影重構(gòu)相比較時的優(yōu)越的準(zhǔn)確度性能。

可以使用上述重構(gòu)方法中的任何方法來執(zhí)行此4d-dsa重構(gòu)步驟，諸如在2014年6月12日提交的申請序號14/302,596和2015年12月3日提交的德國申請?zhí)?02015224176.9中描述的那些。在要重構(gòu)的有限的數(shù)據(jù)量的情況下，可以使用迭代重構(gòu)方案來實現(xiàn)與常規(guī)濾波反投影重構(gòu)相比較時的優(yōu)越的準(zhǔn)確度性能?？梢允褂媒⒌姆椒▉碇貥?gòu)新的2d投影數(shù)據(jù)集。

圖7圖示中心血管702的示例性細(xì)化4d-dsa重構(gòu)的最終估計。4d-dsa重構(gòu)的最終估計僅包括感興趣體積。圖像703示出中心血管702的當(dāng)前4d-dsa重構(gòu)。圖像704示出已知真實情況與當(dāng)前4d-dsa重構(gòu)之間的差異。圖像706圖示當(dāng)前估計的投影與原始投影信息之間的誤差的重構(gòu)。圖像708描繪投影圖像中的誤差/差異的正弦圖。從中心血管獲取時間曲線710a-b，其中曲線710a表示實際情況并且曲線710b表示估計。可以觀察到的是真實情況與最終估計之間的誤差被最小化。

雖然已參考示例性實施例詳細(xì)地描述了本框架，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會到，在不脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對其做出各種修改和替換。例如，在本公開和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，不同示例性實施例的元件和/或特征可以被相互組合和/或相互代替。