用于顯示血管的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于顯示包括栓塞血管段的患者血管的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]血栓癥是一種血管病，會(huì)在血管內(nèi)形成血凝塊(血栓)并且將其部分或者完全堵塞。血栓可能會(huì)在所有血管內(nèi)出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生缺血性中風(fēng)(最為常見的中風(fēng)形式)的時(shí)候，血栓就會(huì)堵塞動(dòng)脈。血栓導(dǎo)致其遠(yuǎn)端的血流區(qū)域灌注不足。
[0003]為了治療血管病尤其是血栓癥，已知可將微導(dǎo)管送入患者的血管系統(tǒng)之中，以溶解或者去除血栓。當(dāng)前優(yōu)先選用的方法是利用所謂的支架取栓器實(shí)施所謂的機(jī)械式血栓切除術(shù)。在此，引導(dǎo)支架取栓器穿過血栓，然后沿著血栓的長度放入編織網(wǎng)(類似于支架)。經(jīng)過很短的一段時(shí)間之后(例如大約5分鐘)，支架取栓器的網(wǎng)眼就會(huì)陷入在血栓中，然后就可以將支架取栓器與陷入其中的血栓一起從血管向外拉出。
[0004]上述方法的挑戰(zhàn)性任務(wù)是利用支架取栓器的網(wǎng)眼抓住完整的血栓。如果不成功并且僅僅去除了一部分血栓，則可能會(huì)將血栓的碎片夾帶到原血栓位置遠(yuǎn)端的血管系統(tǒng)其它側(cè)支之中，從而有可能引起嚴(yán)重的負(fù)作用(例如遠(yuǎn)端的血管區(qū)域繼續(xù)堵塞)。因此對于治療醫(yī)師而言，重要的是識(shí)別血栓的位置和長度，以使其
[0005]a)能夠安全可靠地導(dǎo)航穿過血栓(不刺破血管)，并且
[0006]b)能夠適當(dāng)移動(dòng)支架取栓器的遠(yuǎn)端，使得支架取栓器可靠抓住整個(gè)血栓。
[0007]已知一種使得血管結(jié)構(gòu)可視化的方法是所謂的數(shù)字減影血管造影(DSA)，就是從原生圖像(掩膜圖像，不注射造影劑拍攝的圖像)減去對比的X射線圖像(注射造影劑之后的X射線圖像)。以這種方式產(chǎn)生的合成圖像基本上僅包含通過造影劑標(biāo)記的血管，至少在很大程度上隱去了背景(軟組織，骨頭)。例如當(dāng)血栓在動(dòng)脈中的時(shí)候，就將造影劑注入動(dòng)脈。由于血栓引起血管閉塞，造影劑就會(huì)停在血栓的近端，從而幾乎無法識(shí)別血栓的位置和長度。因此醫(yī)師不僅缺少血栓區(qū)域內(nèi)的動(dòng)脈血管走向信息，也缺少血栓總長的信息。
[0008]以靜脈注射造影劑的方式制作所謂的3D掃描(容積掃描)，可以部分解決這一問題。如果注射造影劑與采集3D掃描之間的等待時(shí)間足夠長(并且閉塞血管段的側(cè)支供應(yīng)至少充分)，那么栓塞血管就會(huì)逆行(向后)灌注，這樣即可向醫(yī)師顯示血栓的遠(yuǎn)端。以這種方式讓醫(yī)師知道血栓的近端和遠(yuǎn)端位置。但是該方法比較復(fù)雜而且耗費(fèi)時(shí)間。
[0009]即使這種不僅技術(shù)復(fù)雜而且操作繁瑣的掃描的所有參數(shù)(造影劑報(bào)告，計(jì)時(shí)，側(cè)支供應(yīng)，重建方式)均很順利的時(shí)候，以下數(shù)據(jù)依然不全或者不存在:
[0010]a)栓塞血管的血管走向:僅僅知道血栓的近端和遠(yuǎn)端。醫(yī)師仍然必須在血栓之內(nèi)“盲目”導(dǎo)航，因此損傷血管(例如刺穿)的危險(xiǎn)很高。
[0011]b)血栓的長度:視已知固定點(diǎn)(血栓的近端和遠(yuǎn)端)之間的血管走向而定(直線或者彎曲)，會(huì)產(chǎn)生不同的血栓長度。由于要使用的血栓切除器械(支架取栓器)應(yīng)當(dāng)盡可能符合血栓的長度，所以醫(yī)師無法根據(jù)顯示圖像了解要使用的器械的最佳長度。在此應(yīng)考慮到太短的支架取栓器會(huì)引起以上所述的問題。而過長的支架取栓器則會(huì)在導(dǎo)航穿過血管系統(tǒng)時(shí)增大難度，并且也會(huì)因此增大損傷血管的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]以此為背景，本發(fā)明的任務(wù)在于闡述用于顯示血管的方法和裝置，所述方法和裝置能夠以盡可能簡單并且利用盡可能小的輻射劑量來顯示堵塞的血管段。
[0013]按照本發(fā)明所述，采用具有按照本發(fā)明所述特征的一種方法以及具有按照本發(fā)明所述特征的一種裝置，即可解決這一任務(wù)。
[0014]本發(fā)明所述的方法包括以下步驟:
[0015]-拍攝第一對比的容積數(shù)據(jù)組(在注射造影劑之后拍攝)，
[0016]-根據(jù)第一容積數(shù)據(jù)組定位栓塞血管段的近端和/或遠(yuǎn)端，
[0017]-基于已定位的栓塞血管段近端和/或遠(yuǎn)端定義第二容積數(shù)據(jù)組的拍攝范圍，
[0018]-拍攝第二容積數(shù)據(jù)組，
[0019]-從第二容積數(shù)據(jù)組中分割出栓塞血管段，
[0020]-拍攝熒光透視圖像，并且
[0021]-將分割出的栓塞血管段與熒光透視圖像疊加。
[0022]本發(fā)明所述的裝置尤其適合用來執(zhí)行本發(fā)明所述的方法，所述裝置包括用于拍攝容積數(shù)據(jù)組和熒光透視圖像的拍攝裝置，并且包括控制和計(jì)算裝置，所述控制和計(jì)算裝置用于控制拍攝裝置、從容積數(shù)據(jù)組中分割出栓塞血管段、以及將分割出的栓塞血管段與熒光透視圖像疊加。
[0023]按照本發(fā)明所述，首先拍攝人體或動(dòng)物體的感興趣區(qū)的第一圖像數(shù)據(jù)組，所述圖像數(shù)據(jù)組是容積數(shù)據(jù)組(3D掃描)。例如可以利用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRT)進(jìn)行拍攝，或者尤其優(yōu)選通過基于C形臂的成像裝置進(jìn)行拍攝(拍攝C形臂CT數(shù)據(jù)組)。在注射造影劑之后進(jìn)行拍攝，以便獲得血管系統(tǒng)的良好圖像。優(yōu)選在動(dòng)脈內(nèi)注射造影劑之后進(jìn)行拍攝，但是原則上也可以進(jìn)行靜脈內(nèi)注射造影劑。關(guān)鍵在于第一容積數(shù)據(jù)組包含有血栓的感興趣血管的圖像。這就是說，在第一容積數(shù)據(jù)組中包含了直至血栓近端和/或始于血栓遠(yuǎn)端的血管圖像。在第一容積數(shù)據(jù)組中通常沒有通過造影劑對血栓本身(也就是閉塞的血管段)進(jìn)行對比，因此無法或者很難看出血栓。
[0024]在第二步驟中定位“血管中斷點(diǎn)”，也就是血栓的近端，或者若為靜脈內(nèi)注射造影劑，則必要時(shí)定位血栓的遠(yuǎn)端。也就是確定血栓近端和/或遠(yuǎn)端的位置?？梢栽谄聊簧鲜謩?dòng)執(zhí)行該操作，例如使用計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備，或者由圖像處理系統(tǒng)(計(jì)算裝置)自動(dòng)執(zhí)行該操作。
[0025]在第三方法步驟中規(guī)定用于采集另一個(gè)圖像數(shù)據(jù)組的拍攝區(qū)域，其中該拍攝區(qū)域任何情況下都小于第一容積數(shù)據(jù)組的拍攝區(qū)域。第二容積數(shù)據(jù)組僅僅包含第一容積數(shù)據(jù)組的局部空間區(qū)域。這種方式的目的在于，將由于第二拍攝造成的患者的輻射劑量保持在盡可能小的程度。選擇第二容積數(shù)據(jù)組的拍攝區(qū)域，使得保證包含栓塞血管段的全部區(qū)域(也就是整個(gè)血栓)。為此優(yōu)選如下選擇拍攝區(qū)域，使得基本上通過預(yù)期血栓的長度確定大小。例如可以如下選擇拍攝區(qū)域的尺寸定義(例如直徑或者長度)，使得基本上(50%以上)通過預(yù)期血栓的長度予以確定。這樣就可將拍攝區(qū)域有針對性地設(shè)定在血栓的區(qū)域之中或者周圍。
[0026]在第四方法步驟中采集第二容積數(shù)據(jù)組。例如可以利用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRT)進(jìn)行拍攝，或者尤其優(yōu)選通過基于C形臂的成像裝置進(jìn)行拍攝(拍攝另一個(gè)C形臂CT數(shù)據(jù)組)。有針對性地在之前所定義的包含血栓的拍攝區(qū)域內(nèi)拍攝第二圖像數(shù)據(jù)組。也就是有針對性地在血栓區(qū)域內(nèi)、尤其在小于第一圖像數(shù)據(jù)組的容積區(qū)域的容積區(qū)域之內(nèi)拍攝第二圖像數(shù)據(jù)組。也就是有針對性地僅僅照射或拍攝血栓區(qū)域。為此可以使患者重新回到中心位置(拍攝裝置的等中心)，其中進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)直。替代地，也可以在3D采集過程中進(jìn)行非對稱準(zhǔn)直，這樣就不需要重新定位患者。在第二容積數(shù)據(jù)組中可以看見包括栓塞(閉塞)血管段的整個(gè)血管。即該圖像數(shù)據(jù)組包含血栓區(qū)域內(nèi)的血管走向顯示圖像。為此可適當(dāng)選擇拍攝參數(shù)和/或顯示參數(shù)，從而也能在栓塞血管段區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的對比度。在此，拍攝優(yōu)選不基于通過造影劑進(jìn)行對比，其恰恰無法顯示閉塞的血管段。例如可以選用基本上為人所知并且能夠區(qū)分不同物質(zhì)的所謂雙能量圖像拍攝來顯示血栓。在此使用不同的能量(X射線能量)照射感興趣區(qū)域。由于拍攝區(qū)域局限于栓塞血管段的周圍，因此可以將患者的輻射劑量減小到最低程度。
[0027]接著分割出栓塞的血管段(必要時(shí)包括與健康血管段之間的過渡段)，也就是將其與周圍的結(jié)構(gòu)分離。可以在介入前、也就是時(shí)間上在治療患者之前執(zhí)行上述方法步驟，尤其是拍攝第一圖像數(shù)據(jù)組，和必要時(shí)也拍攝第二圖像數(shù)據(jù)組。
[0028]在治療過程中按時(shí)間順序依次拍攝一系列圖像數(shù)據(jù)組，這些圖像數(shù)據(jù)組尤其可用來以視覺顯示血管系統(tǒng)的方式方便醫(yī)師在血管系統(tǒng)之內(nèi)導(dǎo)航。也可以將這些所謂的介入熒光透視圖像稱作實(shí)時(shí)圖像。在此優(yōu)選是空間二維投影，其中為了更好地確定方位，也可以產(chǎn)生按時(shí)間順序的容積數(shù)據(jù)組。熒光透視圖像優(yōu)選拍攝成非對比的圖像(也就是不通過造影劑進(jìn)行對比)，并且尤其顯示介入工具(尤其是支架取栓器)。
[0029]將分割的血栓疊加在實(shí)時(shí)圖像上，以便能夠引導(dǎo)微導(dǎo)管或支架取栓器可靠、安全通過血栓。在顯示裝置(屏幕，監(jiān)視器)上顯示疊加圖像。
[0030]采用本發(fā)明所述的顯示方法能夠特別安全可靠地執(zhí)行血栓切除術(shù)。
[0031]原則上也可以在介入過程中拍攝第二容積數(shù)據(jù)組并且分割出栓塞血管段。必要時(shí)可以在完成治療之后，尤其可以在去除血栓之后拍攝另一個(gè)圖像數(shù)據(jù)組，類似于拍攝第二圖像數(shù)據(jù)組，以便識(shí)別可能留下的血栓碎片。
[0032]實(shí)時(shí)圖像本身可以包含血管或者血管樹的圖像，為此必要時(shí)可以將其與之前拍攝的血管樹圖像(例如第一容積數(shù)據(jù)組)疊加。因此可以在第一容積數(shù)據(jù)組、從第二容積數(shù)據(jù)組中分割出的血栓以及熒光透視圖像的疊加中看出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，其中，所述第一容積數(shù)據(jù)組顯示造影劑對比后的血管系統(tǒng)(尤其沒有血栓)，并且熒光透視圖像可按照時(shí)間分辨地顯示介入工具。
[0033]在本發(fā)明所述方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，使用不同的能量(X射線能量)拍攝第二容積數(shù)據(jù)組(雙能量法)。例如可以通過切換X射線管的方式，或者也可以使用雙平面系統(tǒng)的兩個(gè)平面的不同電壓予以實(shí)現(xiàn)?？舍槍ρǖ牡湫统煞终{(diào)整或優(yōu)化不同的電壓和/或能量。使用不同的X射線能量尤其能夠在不使用造影劑的情況下顯示栓塞的血管段。雙能量法原則上是早已為人所知的現(xiàn)有技術(shù)，因此以下不再予以贅述。重要的是可以通過不同的X射線能量將流動(dòng)的血液與凝塊的血液區(qū)分開來，從而使得血栓可見?？梢酝ㄟ^分析拍攝數(shù)據(jù)將血栓與周圍結(jié)構(gòu)分離(3D分割)。
[0034]因此第二容積數(shù)據(jù)組優(yōu)選是非對比的容積數(shù)據(jù)組。這種方式進(jìn)行附加掃描不需要給患者額外注射造影劑，因此該方法特別有利于所謂的多病癥患者(例如腎臟問題等等)。限制到血栓的附近區(qū)域或周圍環(huán)境還可以減少輻射劑量。通過事先的第一掃描(第一容積數(shù)據(jù)組)定位患者血管系統(tǒng)中的血栓，一般來說總是需要進(jìn)行這次掃描來顯示血管系統(tǒng)。
[0035]在本發(fā)明所述方法的一種優(yōu)選實(shí)施例中，通過定義拍攝