评估血管造影计算机断层扫描数据集的计算机实施的方法

技术领域

本发明涉及一种用于评估包含患者的中空器官、特别是肠的记录区域的血管造影的三维计算机断层扫描数据集的计算机实施方法。此外，本发明涉及一种评估装置、一种计算机程序和一种电子可读数据载体。

背景技术

计算机断层扫描是用于医学、尤其是临床应用的成熟的成像模式。在此，X射线源沿着记录轨迹围绕患者移动，以便利用不同的投影几何形状、尤其是不同的投影角度来记录记录区域的尤其二维的投影图像。从尤其二维的投影图像集中，例如可以借助于滤波的反投影来重建三维计算机断层扫描图像数据集。

X射线成像的一个特殊变型形式是血管造影。在此，对患者施用造影剂，例如含碘的造影剂，以使记录区域中的血管尽可能清晰可见。虽然原则上例如已知冠状动脉成像，其中可以记录心脏和冠状血管，但也对大量其他器官、特别是中空器官执行血管造影检查，以便可以鉴别高灌注和/或低灌注区域。在此，肠处的血管造影成像是特别常见的示例。在这方面，准确检测和关联血管及其所属的肠部段的病理是在腹部成像中的重要问题，无论是在诊断中还是治疗计划和执行中。例如，在肠节段性缺血中应准确追踪和检测受影响的血管部段。在另一示例中，在已经进行的肠切除术中会出现剩余的肠部段的灌注变化，这会影响在静态单一阶段中需观察的充血部段的含义。在极端情况下，例如在肠移植后，肠部段灌注的变化会通过血流变化、肠壁病理过程、血管变化和/或变窄及其组合形成。在此，血管树的变化还包括侧支化，其中考虑进行输出和输入的血管。对于肠和所有其他与之相关可考虑的中空器官，起源的精确区分和关联是任何治疗计划、执行和监测的基本前提。

在中空器官的计算机断层扫描检查中，迄今为止已知使用经典的轴向、冠状动脉和/或矢状的计算机断层扫描方法来显示血管解剖结构和中空器官部段。然而，该方法仅提供在病理定位方面的粗略的提示。血流参数、尤其血流强度参数或一般的血流动力学参数的评估目前仅由检查人员、例如放射科医师视觉执行。这导致在手术中通过执行介入的人员通常必须对整个中空器官进行重新的手动和视觉检验。然而，在此，较小血管部段无法足够明确地识别，例如在堆积在大网膜的脂肪组织中的情况下，并且可能存在的血管血栓形成只能以不太可靠的方式手动感觉。

因此，在现有技术中存在大量期望更精确信息的应用领域。在肠作为中空器官的示例中，在炎症性肠病的情况下，期望尽可能精确地定位相关的肠部段，以便必须去除尽可能少的健康组织。这还包括评估可能的交织部和侧支。在肠移植的情况下，交织部可能性的显示是重要的。在该上下文中，在机能不健全方面监测血管和肠交织部是重要的。在肿瘤切除术、尤其是小肠切除术方面期望的是可靠地检测解剖结构和血流的变化。在此，在一些应用中，必须评估动脉还有门静脉股。

在关于肠的已知应用中，由于肠的紧凑折叠、移位和运动，将计算机断层扫描成像中示出的血管解剖结构与供应的肠区域的关联变得更加困难。由于这种时间可变性，经由成像中固定地标的关联性和定向对于更快且更好地发现肠病变至关重要。这还由于以下而变得更加困难，即在手术暴露时产生位置关系的变化。这种效果与手术检验的类型无关，例如与开腹手术相对于腹腔镜/机器人辅助手术无关。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是：为中空器官的血管造影计算机断层扫描图像数据集提出一种与之相对改进的、自动化的评估可能性，其尤其允许进行对结果的改进的空间关联。

为了实现所述目的，根据本发明，提出一种计算机实施的方法、评估装置、计算机程序和电子可读数据载体。

根据本发明的计算机实施的方法，用于评估包含患者的中空器官的记录区域的血管造影的三维计算机断层扫描数据集，其中确定关于中空器官的至少一个空间分辨的血流动力学信息，该方法包括以下步骤：

-提供计算机断层扫描图像数据集，

-在计算机断层扫描数据集中，至少将供应中空器官的至少一部分的血管树分段，

-从血管分段结果中确定能二维显示的树结构直至基于血管分段结果而可行的阶数，其中分支形成节点并且一个阶数的血管部段形成边，

-为树结构中的每个边关联一个灌注信息，作为与血管部段关联的计算机断层扫描数据和/或至少一个从计算机断层扫描数据中导出的值，

-基于通过在树结构中相邻的血管的供应来定义中空器官的相邻的中空器官部段，

-针对从树结构的根至端部边的路径和/或针对一个阶数的所有边，分析树结构和灌注信息，以确定与中空器官部段关联的血流动力学信息，

-将计算机断层扫描数据集和/或从计算机断层扫描数据集中导出的显示数据集中的血流动力学信息的至少一部分可视化。

在将该方法用于评估血管造影计算机断层扫描数据集之后，首先提供所述计算机断层扫描数据集，其通过借助于计算机断层扫描装置进行记录来提供计算机断层扫描数据集，计算机断层扫描装置优选地本身可以被设计用于执行所描述的评估，或者从存储位置提供计算机断层扫描数据集，例如图像归档系统(PACS)提供。计算机断层扫描数据集是从二维投影图像如原理上已知的那样重建的三维计算机断层扫描数据集，如其在下文更详细讨论，其也可以包含不同的部分图像数据集。

现在，建议不如常规那样从中空器官起和/或手动地执行分析，而是使用血管及其规则结构的可清晰识别的显示，以便经由所述显示也建立空间关联。为此，具体地，首先在计算机断层扫描数据集中将供应中空器官的血管树的至少一部分分段。在使用造影剂后，可以突显地识别血管，使得可以使用现有技术中已知的分段算法，特别是尤其针对冠状动脉造影的应用还提出大量专门协调于血管系统的方案。

然后，从血管分段结果中确定可以二维显示的树结构直至根据血管分段结果而可能的阶数，其中分支形成节点并且一个阶数的血管部段形成边(枝)。换言之，使用诸如血管分段、血管展开和血管跟踪的原理已知的技术，以获得可二维显示的树结构。这可以理解为血管扩张与血管展开一起。在此，根可以是例如由于可根据用户预设选择的血管，在肠的情况下、特别是小肠的情况下例如是肠系膜动脉。在每个分支之后，尤其是分岔之后，其中分支在数结构中可以被视为节点，可以说，进一步的血管部段作为下一更高的阶数的“枝”跟随。

然后，将来自计算机断层扫描数据的灌注信息与树结构中的每个边、即每个血管部段相关联。在此，原则上，血管部段的计算机断层数据当然可以根据血管分段本身来使用，但优选的是，关于此点已经减少了数据量，并且限制于至少一个对于血通流代表性的值，其中例如可以统计的方式总结与血管部段关联的计算机断层扫描数据。例如，可以为计算机断层扫描数据集中的每个部分图像数据集确定平均值、中值、方差等。在另一设计方案中，仅沿着可从血管分段结果中导出的血管中心线的计算机断层扫描数据可以保持等等。这种求值可以理解为“测量”。因此，就该意义而言，将计算机断层扫描数据投影和可能地压缩到树结构的想象的可能的二维显示层面中。

在此还需要注意的是，最终的空间分辨率决定血管树的血管可以被解析到的阶数。例如，可以考虑分段至四阶或五阶。

在下文中，将中空器官、特别是肠的血供应识别为是非常规律的。如果在设想中中空器官、具体地尤其小肠连同供应其的血管被“拉出”并以扁平线性的方式放置在显示层面中，则识别出供应的非常规则的树结构。该思路现在用于将中空器官划分为通过与端部边关联的血管部段供应的部段。但是，此外由于与假定的树结构规律性的偏差，该知识还允许检测完全缺失的血管部段，这些完全缺失的血管部段不被足够供应血液以使造影剂可被足够清晰识别，这将在下文更详细地讨论。

换言之，在将血管系统的所考虑的部分用于供应中空器官后，现在可行的是，基于树结构中相邻的血管的供应来定义中空器官的相邻的中空器官部段。这可以理解为肠相对于树结构的假想的显示层面的扩张和展开。中空器官因此可以沿着树结构的端部边伸展地建模。

这意味着，在根据本发明提出的方法中，中空器官基于血管分段结果在血液供应方面被定位和划分。因此，提出器官和血管展开的新应用。在此描述的方案明显优于基于中空器官或中空器官中心线的绝大部分需手动执行的分段来工作的其他处理方式，并且更匹配于临床问题。

现在，关于血管系统及其与中空器官供应和中空器官本身的关联的信息以可简单操作的数据结构存在，该数据结构然后可以自动评估并分析，以便确定血流动力学信息，例如作为血流强度信息。在此，例如可以考虑从树结构的根到端部边的路径。然而，附加地或替代地还可以沿横向方向执行分析，即在一个阶数内执行分析。树结构的分析可以提供整体缺失的血管部段的指示。一旦已知哪个端部边进而每个血管部段与哪个中空器官部段相关联，其中根据血管分段结果还已知所述血管部段的空间位置，则现在可以将血流动力学信息的至少一部分可视化，或者在计算机断层扫描数据集本身中和/或从其导出的显示数据集中，其中这种导出完全还包括例如在显示层面中可视化树结构。

一旦成功自动分段方案在那里至今为止经常失败或仅提供不完整或不正确的结果，关于作为中空器官的小肠在根据本发明的方法中产生了特别的优点。在此，根据本发明的方法首次提供以下方案：在定位缺血(和其他现象)时为诊断人员提供自动支持，因为没有考虑肠，而是考虑其供应，以发现偏差区域并也在至少一个小肠部段中定位。即使在本说明书的范围中经常将肠、尤其小肠优选为了定位缺血而用作为中空器官的示例，显然也可以考虑在具有类似问题和疑问的其他的中空器官中使用。例如，在此描述的处理方式也可以应用于显示胃和/或食道的计算机断层扫描数据集。关于脊髓也存在这种部段的供应，使得可以使用在此描述的处理方式。与之相应，可能的应用示例还是缺血检测，如其例如在脊柱横截面中出现。

在本发明的一个特别有利的设计方案中可以提出：在借助多能量成像记录计算机断层扫描数据集的情况下，将通过材料分解获得的造影剂数据集用于对血管树分段和/或用于确定灌注信息的至少一部分。多能量成像在现有技术中是已知的并且涉及与不同能谱关联的计算机断层扫描数据的存在。在该上下文中，当记录计算机断层扫描数据集所基于的投影数据时，可以特别有利地使用光子计数的X射线检测器，X射线检测器实现测量各个光子的能量并将能量相应地进行分类，例如在所谓的能量仓中，使得与不同X射线光谱或能量区间关联的部分图像数据集可以包含在计算机断层扫描数据集中。诸如材料分解的技术尤其允许定量地确定与特定材料相关联的图像数据集。相应地，本发明的一个特别有利的实施方式可以提出：确定至少一个造影剂数据集、特别是碘数据集，造影剂数据集仅指出造影剂的份额。这不仅实现血管树的改进的分段和灌注信息的改进的确定，而且一旦血管部段内的造影剂、尤其碘的量为对于血通流的直接量度，就也还实现改进的总体评估。因此，灌注信息可以特别有利地包括来自造影剂数据集的定量的造影剂浓度。

在本发明的一个特别有利的设计方案中，如已经表明的那样可以提出：通过假定树结构的规律性的方式，例如假定分别直至预设的、尤其最高的阶数的分岔的方式，来通过评估树结构确定在血管分段时未检测到的血管部段，其中确定与规律性的偏差，作为指示缺失的血管部段。因此，至少关于血管部段的可观察的阶数方面使用血液供应的识别到的规律性和均匀性，以识别树结构的如下部分，在该部分中缺少用于认定的规律性而应存在的血管部段。通过这种方式，可以特别有利地至少在较低阶数的血管部段中确定开始的缺失部分，因为与较高阶数的各个“取消”的血管部段相比，这些血管部段对患者的健康具有最强的影响。在此，可以再次在算法上使用数据结构的简单性，因为仅需对包含节点和边的树结构检查规律性偏差。其他所确定的偏差、例如三叉等可以作为附加信息与树结构相关联。应当注意，在可相应定义的中空器官部段中可见地至少存在低灌注、特别是缺血，缺失的血管部段的这种确定就可以直接产生血流动力学信息。

具体地，通过评估树结构所确定的缺失的血管部段根据在树结构中的位置被添加到树结构，特别是借助指示没有通流的灌注信息来添加，和/或对于计算机断层扫描数据集中的评估区域执行对所使用的血管分段过程进行重新参数化、尤其改变参数化，以找到所确定的缺失的血管部段。除了借助指示不存在的血通流的灌注信息进行简单添加之外，也可以尝试使用血管部段必须存在位置处的知识，以便开始进一步尝试在计算机断层扫描数据、尤其造影剂数据集中对其进行分段。在成功的情况下，还可以从计算机断层扫描数据中推导出灌注信息。

还需要说明的是：当然在将血管分段结果中还没有包含的血管部段添加至树形结构中时，对由相应的端部边供应的至少一个中空器官部段进行添加的且对应分类的定义。

在本发明的另一特别有利的设计方案中，可以基于端部边的血管部段的从血管分段结果中已知的位置信息，在计算机断层扫描数据集中将器官部分与根据树结构定义的中空器官部段关联。因此，将血管的跟踪用于也具体地在位置方面找出所属的中空器官部分。虽然应当存在这种足够稳健的方法而原则上可以考虑这基于中空器官分段结果执行使得仅选择实际的中空器官计算机断层扫描数据，但也可以考虑不这样使用这种方法。用于中空器官、尤其是小肠的可局部使用的分段方案还包括使用有关可在计算机断层扫描数据集中找到的周围脂肪层的知识，进而可以至少局部实现对中空器官的分段。中空器官的尤其是局部的分段当然也可以使用其他方案和/或还考虑附加信息，例如专门为此目的记录的附加的计算机断层扫描数据或甚至借助计算机断层扫描记录的初步数据集的信息。在一个实施例中，可以使用双对比度方法。

具体而言，可以根据预设的环境和/或根据相邻血管部段的位置信息所确定的环境和/或根据对中空器官的分段、尤其局部分段来规定器官部分。为了将器官部分与中空器官部段关联，还为了确定(估计)至今为止抽象定义的中空器官部段的具体位置和扩展可以选择不同的途径。例如，可以将对应于端部边的血管部段的特定的预设的环境作为器官部分与相应的中空器官部段关联。在此，通常主要对中空器官限界或最终形成中空器官的组织是最令人感兴趣的，因为如下文将要解释的那样也可以确定灌注信息，使得可以进行例如局部分段或至少排除特定计算机断层扫描数据。将计算机断层扫描数据集中的器官部分分配给根据树结构定义的中空器官部段的另一方案例如可以执行关联，使得在与相应的端部边关联的血管部段之间确定中心并用作限界部或限界部的一部分。

也在计算机断层扫描数据集中尤其借助至少局部分段来附加确定中空器官部分在许多方面是有利的。因此，一方面，可以在基于计算机断层扫描数据集的可视化中包括中空器官。因此，可以在可视化时尤其除了血管部段之外至少部分地突显中空器官和/或器官部分。

然而，可以特别有利地对于与端部边关联的每个中空器官部段，从器官部分的计算机断层扫描数据中同样确定灌注信息，并且将灌注信息结合到树结构中，尤其通过融合或作为附加信息和/或与相应的端部边关联的方式来结合。

在该上下文中，尤其除了或补充于对树结构的分析，还可以通过评估器官部分与中空器官部段的关联结果确定为在血管分段时检测到的血管部段，特别是根据中空器官分段结果的被供应或减少供应的器官部分和/或计算机断层扫描数据集的未关联的或错误关联的区域来确定。如果将特定大小的周围作为器官部分与中空器官部段(进而进行供应的血管部段)相关联，或者为器官部分预设最大尺寸，则位于中空器官部段关联的器官部分也可以保留在计算机断层扫描数据集中。如果所述器官部分大，则可以基于在此存在没有供应或减少供应，例如最高或甚至较低阶数的血管部段不再供应血液，使得它们在计算机断层扫描数据集中不可见，进而不可被分段。当例如出现明显过大器官部分时，如果例如在与端部边关联的血管部段之间中地定义边界，则也可以推断出这种未合理关联的部分。未供应或减小供应的器官部分的这种检测也可以根据距与下一相邻的端部边关联的血管部段的间距来推断，尤其在沿中空器官的走向至少局部对中空器官分段的情况下来推断。显然，可以考虑大量具体的可能性，即根据与中空器官部段进而进行供应的血管部段的关联来识别不存在或明显过低的血液供应。

如已经表明的那样，在器官部分与中空器官部段关联的上下文中还尤其优选的是，对于与端部边关联的每个中空器官部段，从器官部分的计算机断层扫描数据中同样确定灌注信息，并且将所述灌注信息结合到树结构中，尤其通过融合或作为附加信息和/或与相应的端部边关联来结合。即使不再可以识别个别血管部段，而尤其在多能量成像和造影剂量化的范围中完全可行的是：识别血流的组织中的造影剂部分，并且得出相应的结论，即组织如何通过与端部边关联的血管部段来供应。如果例如可以存在定量的造影剂数据集，则可以对与中空器官部段关联的器官部分中的造影剂量进行静态(统计)处理，例如求和、平均等。包括灌注信息的相应至少一个统计推导出的值可以除了灌注信息之外可以与该端部边关联的方式存储，但是或者也融合成共同的灌注信息。然而，显然，在分析时，也考虑涉及中空器官部段的所述灌注信息以确定血流动力学信息。在该上下文中，对中空器官进行至少局部分段是非常有用的，以便可以仅查看其血通流的组织。

本发明的一个特别有利的设计方案提出：在确定树结构和/或分析灌注信息时，从树结构中移除检测到的侧枝和/或交织部，并且以其联接点作为树结构的附加信息存储，其中在确定血流动力学信息和/或在可视化时考虑附加信息。特别地，在血管系统中可以出现侧枝，侧枝可以说是相同或不同阶数的两个血管部段之间的交叉连接，并且可以经由相应的算法或逻辑已经在血管分段结果中检测到。然而，如下文将更详细解释的那样，在分析灌注信息时，仍然可以注意到或可能确认侧支化。换言之，可以相互检查在血管分段结果和分析中检测到的侧支和/或交织部的合理性。一旦这种附加血管引起与期望的树结构的偏差(具有不形成圆或离开所观察的感兴趣的区域的可能性的明确的路径)，则其就可以从所述树结构中取出并作为附加信息存储。例如，如果从血管分段结果中已经已知侧枝的存在并且存在关于树结构的相应的附加信息，则通过所述附加信息例如可以解释血流增加，血流增加在灌注信息的分析时发现。特别地，因此还可以考虑：例如如果从输入血管部段流出的血液比通过输出血管部段流出的血液更多，则侧支和/或交织部的存在也可以从分支处的血流的“消失”或“增加”来推断。例如，也在可视化范围中，血管树中的侧枝也可以被特别地突显或指出。

如已经提到的那样，在有利的实施例中，计算机断层扫描数据集可以包括三维计算机断层扫描图像的时间序列，时间序列可以指示例如造影剂聚集、存在的造影剂(填充阶段)和/或造影剂流出。特别地，可以借助当今的计算机断层扫描装置极其快速地记录投影图像集，从所述投影图像集可以进行重建，使得存在多个计算机断层扫描图像，所述计算机断层扫描图像指示关于造影剂的填充阶段。在该上下文中会有利的是：确定时间平均的灌注信息。优选地，附加地或替代地确定包括至少一个时间走向曲线的灌注信息。然后可以得到的这种造影剂曲线在现有技术中原则上已经已知并且可以已经包含关于血流是否正常的或可能被干扰的信息。例如，关于受干扰的通流，造影剂曲线可以在宽度和长度上拉伸。然后可以在分析期间相应地考虑这一点。

尽管在本发明的简单的实施例中可以足够作为支持识别例如受缺血影响的中空器官部段的血流动力学信息标记根据灌注信息具有过低通流的血管部段和/关联的中空器官部段，而本发明还允许进行显著更精确的评估。

在本发明的一个特别优选的实施方式中，为了分析至少一个阶数、特别是至少一个最高阶数的灌注信息，可以确定关于该阶数的所有血管部段的第一灌注信息走向，并且进行分析，尤其以统计方式进行分析，以确定血流动力学信息。这是分析仪阶数的所有边的示例。原则上，在一阶数的所有血管部段之上存在至少基本相同或类似的血流特性，这应该反映在与该阶数的边关联的通流信息中。必要时，已经也可以存在信息，这可在相应的阶数的血管部段中预期到，使得也可以发生与外部值进行比较。具体地，例如可以在灌注信息与第一灌注信息走向的多个灌注信息或与血管部段中的预设的、阶数特定的比较值的偏差满足相关标准的情况下，在向上偏差的情况下确定高灌注，并且在向下偏差的情况下确定低灌注。如果例如除了一个阶数之外在一个阶数的所有血管部段中灌注信息的指示血流的值都处于特定区间内，然而对于一血管部段处于所述区间外，则可以基于高灌注(如果位于其上方)或低灌注(如果位于其下方)，其中当然这也可以适用于一阶数的多个血管部段。换言之，灌注信息的“横向梯度”因此可以出现在树结构中，灌注信息可以指示偏离的血流特性。

在该上下文中还特别有利的是，尤其除了第一灌注信息走向之外，对于树结构的根至端部边的路径的至少一部分，确定在路径的所有血管部段之上的第二灌注信息走向并且进行分析、尤其在梯度方面进行分析，以确定血流动力学信息。因此，特别地，可以对于以下每个端部边确定朝所述路径的第二灌注信息走向，其中对于所述端部边在树结构中根据结构(在侧枝化的上面描述的异常处理中)存在刚好一个路径。因此，确定第二灌注信息走向，换言之在血流方向上或相反所述血流方向确定，这意味着，顺行和逆行处理方式都是可形的。特别地，可行且有利的是分析沿所述第二流动信息走向的梯度，因为所述梯度最终描述了血流特性。因此，在一个具体的设计方案中，可以沿着通过树结构描述的血管树确定例如信号强度值的梯度，或者在多能量成像的情况下优选地确定造影剂浓度，以便从中直接确定灌注特性以及流量/流量储备特性。有用的血流动力学信息也可以直接通过比较不同端部边的不同的第二灌注信息走向来确定。

因此，具体地，可以分析通过与不同路径关联的第二灌注信息走向的比较、特别是统计比较和/或通过与至少一个梯度的至少一个基准值比较来进行，以确定高灌注和/或低灌注。也对于第二灌注信息走向适用的是：第二灌注信息走向在阶数之上至少基本上应是类似或相同地伸展，其中偏差可以指示低灌注或高灌注。在此，例如可以针对所有第二灌注信息走向至少在较高阶数的梯度方面进行统计分析。替代地或附加地，也可以考虑与外部基准值比较。此外，关于第二灌注信息走向，也可以在梯度在外围方向上为正的情况下推断出侧支和/或交织部。因为，通常血量相对于较低阶数的对较高阶数的血管部段进行馈送的血管不应增加。因此，不寻常的第二灌注信息走向例如可以在从中央到外围的方向上首先具有上升，即具有正梯度，在那里侧枝汇合并且输送进一步的血液和/或在另一节点处可以具有显著过强的下降，因此具有高的负梯度，在那里例如对较高阶数的血管部段减小供应，其中所述不寻常的第二灌注信息走向例如可以涉及造影剂浓度还有从计算机断层扫描数据推导出的值。因此，通过例如随机分析，可以确定侧支的影响，例如关于高灌注方面，还有确定存在低灌注。

一般而言，在分析的范围中，可以尤其从第二灌注信息走向中确定至少一个血流动力学参数作为血流动力学信息。具体地，例如可以特别在考虑能够从血管分段结果中推导出的血管直径和/或侧枝和/或交织部的影响的情况下，确定灌注和/或血流和/或血流储备、特别是FFR(冠脉血流储备分数，Fractional Flow Reserve)的代理参数作为血流动力学参数。例如，在考虑血管横截面变化(由于部分体积的校正)的情况下，灌注和/或血通流和/或血通流储备的代理参数可以基于相应的第二灌注信息走向的梯度，基于形态学信息或造影剂浓度计算。

在灌注信息分析的范围中，还会尤其有利的是：对于从树结构的根至端部边的至少一对路径，确定描述共同的血液供应的关联值，特别在考虑侧枝和交织部的情况下确定描述共同的血液供应的关联值，其中至少一个关联值用于将类似的血流动力学行为与共同的行为范围关联。换言之，例如可以描述路径之间的关联作为可表达概率值的关联值，这一方面可以涉及空间接近度，空间接近度可以经由路径的共同部分之上(直至哪个阶数)来定义，得出，其中当然也由于存在侧枝和/或交织部而形成或减小关联。例如，高灌注的共同原因也可基于空间上显得更远的路径，汇合到其他路径中的侧枝源自所述路径，所述侧枝因此于是也可以基于该路径中的由于引出血液的侧枝而出现的低灌注。因此，这种关联值会有助于区分：哪些血流动力学特性会属于哪个局部现象，并且哪些血流动力学特性必要时甚至可与系统性现象关联。

关于可视化，如已经表明的那样，可以考虑各种有利的设计方案，其中可以考虑基于计算机断层扫描数据集的可视化以及基于中间结果的可视化，即例如具有关联的中空器官部段的树结构或基于从计算机断层扫描数据集推导出的显示选项。具体地，例如可以提出：为了可视化，进行实影血管显示和/或血流动力学信息的叠加显示、尤其计算机断层扫描数据叠加和/或中空器官部段和/或血管部段的根据血流动力学信息进行的突显。在一个示例中，可以确定沿着从血管分段结果中确定的血管中心线的弯曲的MPR(多层面重建)作为显示数据集。仅涉及中空器官的一部分和/或血管树的一部分的渲染显示也可以根据分段和分析结果来实现和考虑，其中于是同样可以将其他的信息、例如血流动力学信息集成到这种显示数据集中。

在该上下文中，也还尤其有利的是：在计算机断层扫描数据集中检测到至少一个解剖标志并且同样可视化和/或与至少一个血管部段和/或中空器官部段置于空间关联。在此，解剖标志显然也可以是血管的分支，所述分支在血管树分段和血管追踪的范围内总归可以被发现。然而，也可以检测其他良好可见的标志，所述标志在现实中也可以特别有利地例如在医疗干预中识别。标志不仅可用于定向，例如在可视化时定向，而且还可以在医疗干预中，无论是外科手术还是微创方面使用，因为所述标志允许定向。例如，如果通过在此描述的计算机断层扫描数据集评估来检测和定位缺血区域，则中空器官的运动，特别是在肠的情况下，直至医疗干预都仍然可以造成变化，但是所述变化也会设计标志，所述标志然后允许在医疗干预期间刚好的发现。

通常，或者至少对于在此描述的方法的部分步骤，当然也可以限制于尤其通过用户定义的感兴趣区域(ROI-region of interest)。例如，这可以当已经大致知道要检测的特征应处于哪个区域中会是有利的。然后，通过可视化——还有通常在根据本发明的方法中——可以识别到血流动力学并为用户显示，使得所述用户可以得出结论，例如关于病理等，和/或可以执行治疗计划。换言之，这还意味着：在此描述的方法旨在提供关于血流动力学的信息，特别是关于血流的信息，这些信息在要执行的诊断和/或治疗计划中是有用的并且起辅助作用，但不是由人类操作者、特别是医生做出的诊断和/或治疗计划是或可以替代。

基于血流动力学信息当然也可以特别有利地在记录区域中的实情、物理变量、现象和效果方面进行进一步的自动评估。因此例如可以在血管和/或中空器官方面通过血流动力学信息来提供多参数图，例如灌注、血通流和血通流储备的代理参数，代理参数可以被输送给进一步数据分离，例如关于FFR进行分析。换言之，可以基于血流动力学信息进行进一步评估和重建。

除了该方法，本发明还涉及一种评估装置，特别是在计算机断层扫描装置中或作为计算机断层扫描装置的评估装置，其具有被设计用于执行根据本发明的方法的控制装置。根据本发明的方法的所有实施方案类似地适用于根据本发明的评估装置，使得也可以借助所述评估装置获得已经提到的优点。特别地，计算机断层扫描装置也可以考虑作为评估装置，其中计算机断层扫描装置的控制装置于是也可以构成用于控制计算机断层扫描装置的其余运行，因此尤其也可以包括用于记录计算机断层扫描数据集的记录单元，所述记录单元可以至少部分地对应于用于提供计算机断层扫描数据集的提供单元。

控制装置可以包括至少一个处理器和至少一个存储媒介并且具有由硬件和/或软件形成的功能单元，该功能单元用于执行根据本发明的方法的步骤。

特别地，控制装置可以包括：

-提供单元，用于提供计算机断层扫描数据集，

-分段单元，用于在计算机断层扫描数据集中至少将供应中空器官的至少一部分的血管树分段，分段单元如所描述的那样附加地也可以被设计用于至少局部地对中空器官分段，

-确定单元，用于从血管分段结果中确定能二维显示的树结构直至基于血管分段结果而可行的阶数，其中分支形成节点并且一个阶数的血管部段形成边，

-关联单元，用于为树结构中的每个边关联一个灌注信息，作为与血管部段关联的计算机断层扫描数据和/或至少一个从计算机断层扫描数据中导出的值，

-定义单元，用于基于通过在树结构中相邻的血管的供应来定义中空器官的相邻的中空器官部段，

-分析单元，用于针对从树结构的根至端部边的路径和/或针对一个阶数的所有边分析树结构和灌注信息，以确定与中空器官部段关联的血流动力学信息，和

-可视化单元，用于将计算机断层扫描数据集和/或从计算机断层扫描数据集中导出的显示数据集中的血流动力学信息的至少一部分可视化。

当然，控制装置也可以具有其他功能单元，用于执行根据本发明的方法的优选的其他的可选步骤。

根据本发明的计算机程序可以直接加载到评估装置的控制装置的存储媒介中，并且具有存储没记，以便当在控制装置上执行计算机程序时，执行根据本发明的方法的步骤。计算机程序可以存储在根据本发明的电子可读的数据载体上，数据载体因此包括控制信息，控制信息包括根据本发明的至少一个计算机程序并且设计为，使得在评估装置的控制装置中使用数据载体时所述控制装置执行根据本发明的方法的步骤。数据载体尤其可以是非瞬态数据载体，例如CD-ROM。

附图说明

本发明的其他优点和细节从以下描述的实施例以及根据附图得出。在此示出：

图1示出根据本发明的方法的一个实施例的流程图，

图2示出具有中空器官的记录区域和供应其的血管树的示意图，

图3示出树结构，

图4示出树结构中的路径和与中空器官部段的关联，

图5示出第一灌注信息走向，

图6示意性地示出作为时间走向曲线存在的灌注信息，

图7示出第二灌注信息走向的第一示例，

图8示出第二灌注信息走向的第二示例，

图9示出具有血流动力学信息的树结构的可能的可视化，

图10示出具有血流动力学信息的计算机断层扫描数据集的可视化，

图11示出计算机断层扫描装置，和

图12示出计算机断层扫描装置的控制装置的功能结构。

具体实施方式

图1示出根据本发明的方法的一个实施例的流程图。在此，在步骤S1中，首先提供患者的血管造影的、三维计算机断层扫描数据集。计算机断层扫描数据集指出患者的记录区域，记录区域包括中空器官，在该实施例中为肠。计算机断层扫描数据集例如可以通过在计算机断层扫描装置处记录直接提供，但也可以从存储介质、例如PACS中调用。

图2示出这种记录区域1的示例，记录区域当前作为中空器官2包括患者的肠3、特别是小肠，其中对肠3的未示出的部段供应的血管树4始于例如肠系膜动脉5明确可见，因为为患者施用了造影剂，在此为碘造影剂。可见，血管或血管部段的走向刚好如肠3的走向那样非常混乱。如果如现有技术中经常执行的那样根据贯穿截面6的截面图像对计算机断层扫描数据集进行视觉手动鉴定，则几乎不可关联的是实际存在哪些走向。这使对这种计算机断层扫描数据集的手动解释和评估变难，尤其当应尽可能精确地定位病理时如此。

根据本发明的全自动支持的方法在此创建补救措施。为此，在步骤S2中，首先在第一分段过程中对血管树4分段。如果计算机断层扫描数据集在当前的示例中是多能量成像的结果，即对于不同的能谱存在计算机断层扫描数据，则这已经可以在分段的范围中通过如下方式使用，即发生材料分解，计算出也定量地说明造影剂浓度的造影剂数据集，并用作血管树4分段的基础。如果存在用于对中空器官2分段的足够稳健的方法，则所述中空器官也可以在步骤S2中已经被分段。中空器官2、在此为肠3例如可以根据包围其的脂肪组织层来分段，然而其中在此也可以使用多能量成像的优点。其他的信息也可以用于中空器官2的分段，例如在与计算机断层扫描数据集配准的初步数据集中的分段等。计算机断层扫描数据集本身也可以被记录，使得中空器官2的分段被简化，例如使用多对比方法简化。特别是在血管树4方面可以使用在现有技术中原理已知的分段算法。

在步骤S3中，血管分段结果用于确定在可以在一个显示层面中二维显示的树结构7，参见图3。在树形结构7中，肠系膜动脉5形成根8，并且每个分支形成节点9。位于分支之间的或与其连接的血管部段形成边10。只要分辨率允许，树结构就在不同的阶数11、12、13、14之上延续，因此可以区分各个血管部段。因此在最高阶数14中存在对应于血管部段的端部边10a，由所述血管部段基于所述血管部段对中空器官2的特定中空器官部段供应。

确定树形结构可以理解为一种血管展开并投影到显示层面上。

然后在步骤S3中，还使用中空器官的血液供应的规则结构，以便确定迄今为止尚未检测到的血管部段。为此，假设树结构7的规律性，其中与规律性的偏差被指示性地确定为确实的血管部段。例如，如果在一个阶数11、12、13、14中缺失在其他阶数中存在的分支，则可以基于存在不被供应的血管部段。然后将该血管部段借助指示没有通流的灌注信息添加给树结构7，其中还可以考虑局部地尝试重新分段，以便找到该所确定的血管部段，例如使用比在步骤S2中使用的参数化更低的阈值。于是，必要时也开业从计算机断层扫描数据中确定灌注信息。

在此，在根据图1在步骤S3中也已经检测到侧枝，侧枝连接此处描述的阶数之外的血管部段，并且不考虑用于树结构7，而是将其作为附加信息15与其树结构7的联接点关联。

然后，在步骤S4中，将灌注信息与树结构7中的每个边10、10a关联。灌注信息可以通过与相应的血管部段关联的所有计算机断层扫描数据形成，但优选地通过从其导出的至少一个值形成。一旦当前应在血通流或通常血流动力学方面进行评估，当前就使用已经提到的造影剂数据集，以便能够将代表性的造影剂浓度作为灌注信息与每个边10、10a关联。例如，可以使用代表性平均值或其他统计值，例如总和、中位数等；也可以使用多个这样的值，其尤其包括方差等。也可以考虑血管部段的、例如横截面的可从血管分段结果中导出的特性。如果计算机断层扫描数据集包括在不同的、特别是连续的时间点记录的计算机断层扫描图像作为时间序列，则当前为灌注信息的每个值确定时间走向曲线并与相应的边10、10a关联。还可以观察随时间平均值或将时间走向曲线的特性作为值记录到灌注信息中。上面已经解释确定为缺失的血管部段。

也关于中空器官2通过如下方式执行想象的展开(Unfolding)：即所述中空器官是一袭地视作为沿着中空器官轴线16彼此相随的中空器官部段17。在此，当前，也根据与所确定的缺失的血管部段添加的端部边10a将中空器官部段17u每个端部边10a关联。一旦从血管分段结果中已知与端部边10a关联的血管部段的位置，则在步骤S5中，除了定义中空器官部段17外，还可以将计算机断层扫描数据集中的器官部分与中空器官部段17关联。在此可以考虑也估计其他未检测到的血管部段，并且最终可以检查计算机断层扫描数据集中的可认定为属于中空器官2的区域是否可以认作为从血管分段结构中未被供应和/或是否没有与器官部分关联或是否对于中空器官部段17必须与大的器官部分关联，则将所述其他未检测到的血管部段添加给树结构7。在此，端部边10a的血管部段之间的间距，特别是沿着至少局部分段的中空器官2的间距也可以被分析。中空器官部分如果存在可以根据步骤S2的中空器官分段结果来确定。在任何情况下，可以考虑至少局部分段。器官部分可以根据血管分段结果通过围绕与端部边10a关联的血管部段的位置的预设的或可确定的周围来选择，尤其以根据尤其局部分段而限制于中空器官2的方式来选择。

然后，在步骤S6中进行分析以确定血流动力学信息。为此，以准备的方式可以首先确定：如图4所示，对每个端部边(用于不考虑侧枝/交叉连接)构成从根8起的唯一的清晰限定的路径。通过树结构7的所述路径中的三个18a、18b和18c被示例性地示出。路径中的每个都终止于中空器官部段17处。在此，如通过连续点所表明的那样，考虑所有可能的路径18。以为分析做准备的方式，现在可以将成对的路径18与关联值关联，其通过框19表明，关联值最终可以描述血液路线的关联，并且可以随后有助于将信息与共同的现象关联，区分现象和/或区分局部效应的系统效应。当前，仅在端部边10a方面区分的路径18a和18b具有比例如路径18a和18c显着更高的相关性。在这样确定关联值时，一旦经由更紧密的关联可以进行重建，就还考虑了关于侧枝的附加信息15。

以对实际分析的进一步准备的方式，利用将器官部分在计算机断层扫描数据集中与中空器官部段17关联，因此也可以对于所述器官部分进而对于中空器官部段17确定灌注信息，在此又利用造影剂数据集来确定。因此，器官部分的组织中的各个血管和血管部段无法区分，指出其中存在的造影剂完全指示血流更强。当前，相应的灌注信息最终被简单地“附加”到树结构7中的端部边10a。

需要注意，对于端部边10a的例如根据与树结构的规律性偏差所确定的血管部段，在计算机断层扫描数据集中当然不存在精确的空间关联(如果再分段不成功)，但是根据关于描述最邻近的、检测到的血管部段的边10、10a的位置信息可以估计所述空间关联。然而，尤其在中空器官2的当前的、至少局部分段的情况下，关联中空器官部分并切出灌注信息是非常良好可行的。

现在，实际分析一方面沿着路径18的中心外围方向进行，另一方面如下面应解释的那样，也在不同阶数11、12、13、14的层面上交叉进行。在此，切出在各种阶数11、12、13、14中的以及针对中空器官部段17的第一灌注信息走向，即沿着假想的中空器官轴线16的第一灌注信息走向。示例性的第一灌注信息走向20a-20f在图5中针对小肠缺血的情况在区域21中示出，其中在此将造影剂浓度的代表性的值、例如平均值作为灌注信息。可见地，血液通过肠系膜动脉5输送，其对应于根8。然后，走向20随着每阶数11、12、13、14的血管部段数量的增加而显着变宽。从阶数13开始，参见第一灌注信息走向20f，存在陷落，该陷落在第一灌注信息走向20e和20f中延续。换言之，在那里，造影剂浓度对于特定边10、10a或中空器官部段17显著向下与其其余的边10、10a或中空器官部段17偏离，这可以推导出低灌注，即当前缺血。向上偏差可以推断出高灌注。

图6纯示意性地示出：如已经解释的那样，代替灌注信息中的各个值，在计算机断层扫描图像的时间序列中也可以存在时间走向曲线22。于是，例如可以考虑使用填充阶段的平均值等。

第二灌注信息走向沿着从中心到外围(即根8到端部边10a)的路径18确定，其中示例性的第二灌注信息走向23a、23b在图7和图8中示出。第二灌注信息走向23a是正常走向。可识别出，根据血管部段尺寸减小运输的血液越来越少，其中对于空器官部段17也给出一定值24。

然而，图8中所示的第二灌注信息走向23b在两个方面是显著的。一方面，在区域25中再次出现增加，这可以推断出侧支汇合。如果所述汇合不是总归已经在步骤S3中被鉴别并且表述为附加信息15，则现在可以添加相应的附加信息15；如果总归已经填入侧枝，则可以检查其合理性。

然而，另一方面，第二灌注信息走向23b也在区域26中朝端部边10a急剧下降，使得在那里几乎没有或没有血流，这也由关联的中空器官部段17的低值指出。可见，存在低灌注，尤其是缺血。

第二灌注信息倾斜23b的偏差可以通过将第二灌注信息走向23相互比较，并且特别是通过统计考虑来确定；然而也可以考虑：如此外也在第一灌注信息曲线20中那样，与基准或比较走向或值进行比较。

在所述实施例中，在步骤S6中，第二灌注信息走向23也用于将血流动力学参数确定为血流动力学信息的一部分，特别是通过考虑梯度和/或在考虑血管部段的可从血管分段结果中推导出的相应的血管横截面或血管直径的情况下来确定。特别优选地，以该方式可以确定灌注、血通流以及血通流储备的代理参数，特别还有FFR的代理参数。特别地，因此形成多参数图，所述多参数图也可以用作进一步评估的基础。此外，可以确定各个血管部段、即最终边10、10a的血流动力学参数，所述血流动力学参数涉及基准，例如在根8或肠系膜动脉5中的基准。

这种进一步的评估例如可以附加地在步骤7中执行，参见图1，所述步骤至少用于血流动力学信息的可视化。

图9示出第一可视化选项，其呈示意地在显示层面中再现树结构7并且补充了血流动力学信息28的显示数据集的形式。可见，与其他示意性示出的血管部段30相比，突显地示出示意表明的、血流差的血管部段29。也示意性地示出展开(“unfolded”)的中空器官2，其具有相应地标记的中空器官部段17。同样可以表明侧枝31。

图10示出血流动力学信息28在示意性表明的计算机断层扫描数据集上的叠加显示，计算机断层扫描数据集在此同样示出相应地以不同方式标记的中空器官2以及血管部段29、30。这也适用于中空器官部段17或在此适用于对应的器官部分。例如，可以使用颜色可强调或不同地显示。

除了在此表明的显示选项之外，当然也可以选择其他显示选项，例如路径18的实影穿越显示或沿其可从血管分段结果中推导出的中心线的弯曲MPR显示。

与之相关，还需要注意，在步骤S2中，也可以定位解剖标志并且可以在可视化中突显，其中解剖标志也可以是分支。

图11示出也构成为根据本发明的评估装置的计算机断层扫描装置32，计算机断层扫描装置如原理已知的那样具有带有患者开口34的机架33，可以借助于在此未示出的患者床将患者的记录区域移入到所述患者开口中。在机架33中，可旋转地支承件具有X射线源35和X射线检测器36、在此为用于多能量成像的光子计数的检测器的记录装置。计算机断层扫描装置32的运行通过控制装置37控制，将显示装置38、例如可在其上进行可视化的监视器以及输入装置39、例如用于选择感兴趣区域的输入装置与所述控制装置关联。

图12更详细地示出控制装置37的功能结构。控制装置首先具有存储介质40，用于临时或长期存储计算机断层扫描数据集、血流动力学信息以及方法的中间结果。记录单元41控制计算机断层扫描装置32的记录运行和重建运行，因此当前起提供单元42的作用，提供单元根据步骤S1提供计算机断层扫描数据集。在评估设备不构成为计算机断层扫描装置或没有集成到其中的情况下，提供单元42也可以是访问存储介质、尤其是图像归档系统(PACS)的接口。

在分段单元43中，根据图1中的步骤S2进行分段。在确定单元44中根据步骤S3确定树结构7，在关联单元45中将灌注信息与边10、10a关联(参见步骤S4)。控制装置37还包括定义单元46，定义单元不仅定义中空器官部段17，而且如步骤S5描述的那样，还关联计算机断层扫描数据集中的所述的器官部分。

如对步骤S6所描述的那样，在分析单元47中确定血流动力学信息，之后可以使用可视化单元48，以根据步骤S7来可视化血流动力学信息，例如使用显示装置38来可视化。

尽管详细地通过优选的实施例详细地阐述和描述本发明，然而本发明不受所公开的示例限制，并且可以由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有偏离本发明的保护范围。