一種cag圖像序列的彈性配準方法
2023-04-25 18:20:11
專利名稱：一種cag圖像序列的彈性配準方法
技術領域：
本發明涉及一種對X射線冠狀動脈造影(coronary angiography, CAG)圖像序列進行彈性配準的方法，屬醫學成像技術領域。
背景技術：
X射線冠狀動脈造影(coronary angiography, CAG)是目前臨床普遍採用的診斷冠心病的介入影像技術。將特製的導管，經皮穿刺從股動脈或上臂的橈動脈逆行插入，送至升主動脈，在X射線透視圖像的指導下，探尋左或右冠狀動脈口插入，然後注入造影劑，使冠狀動脈顯影，利用造影機從不同角度進行電影攝影或快速連續攝片。冠狀動脈附著於心外膜表面上，隨心臟有節律地運動，這種運動是非剛性的，包含平移、旋轉、膨脹/收縮、蛇形體變形等多種運動形式，因而在心動周期的不同時刻血管的形態會發生很大變化，單純依靠一個時刻的二維投影很難得到對冠脈血管形態結構的準確描述。而CAG圖像序列記錄了心動周期中冠狀動脈運動和變形的過程，不僅包含冠脈的形態結構信息，而且包含其運動變形信息。對CAG圖像序列中的各相鄰幀進行配準，找到血管投影點之間的對應關係，對於獲取心動周期中冠狀動脈的運動和變形信息，進而分析心臟的運動情況，以及冠脈血管的
動態三維重建等都具有重要意義。
發明內容
本發明的目的在於提供一種對CAG圖像序列進行彈性配準的方法，從而為分析冠狀動脈及心臟的運動情況以及冠脈血管的動態三維重建奠定基礎。本發明所述問題是以下述技術方案實現的
一種CAG圖像序列的彈性配準方法，所述方法首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，並將其表示成像素點的有序集合；然後通過使預先設定的配準誤差函數最小，找到各血管分支相鄰時刻兩個血管骨架點集合之間的對應關係，具體步驟如下
a.採用自適應灰度閾值法對CAG圖像進行分割遍歷整幅圖像，對每一個像素H確定以其為中心的一個大小為(2^+1) X ( 25·+1)像素的正方形鄰域，以鄰域內的灰度均值和標準偏差之和作為像素(U)的灰度閾值％
S s Π~iΓ權利要求
1.一種CAG圖像序列的彈性配準方法，其特徵是，所述方法首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，並將其表示成像素點的有序集合；然後通過使預先設定的配準誤差函數最小，找到各血管分支相鄰時刻兩個血管骨架點集合之間的對應關係，具體步驟如下 a.採用自適應灰度閾值法對CAG圖像進行分割遍歷整幅圖像，對每一個像素(i,j),確定以其為中心的一個大小為(2S+1) X ( 2S+1)像素的正方形鄰域，以鄰域內的灰度均值和標準偏差之和作為像素(U)的灰度閾值Tu
2.根據權利要求I所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特徵是，採用區域生長法對自適應灰度閾值分割後得到的二值圖像進行處理，完成對血管樹的提取的步驟如下 步驟一、按照從左到右、或者從上到下的順序遍歷整幅二值圖像，找到一個種子點、即灰度值為O的像素,記其坐標為(U)； 步驟二、定義兩個隊列工作隊列仏和區域隊列仏，將仏和仏清空，以種子點(U)為起點，按照如下循環進行 ①把種子點(U)加入仏中，同時加入仏中，當前指針指向^的種子點(U); ②從仏中取出指針所指的點，判斷其WXW鄰域內像素點的灰度值如果鄰域點的灰度值為O，則將該點同時加入到仏和仏中，把該點和種子點的灰度值都置為背景值255 ； ③工作隊列Ggr的指針向後移動一位； ④如果當前指針指向仏末尾，則轉向步驟⑤；否則，重複步驟① ③； ⑤輸出血管區域隊列仏，繼續步驟三； 步驟三、如果仏中點的總數小於預先設定的閾值Tlr,那麼轉向步驟一，找到下一個灰度值為O的點作為種子點，重複步驟二中的① ⑤；否則，轉向步驟四； 步驟四、輸出區域隊列仏。
3.根據權利要求2所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特徵是，採用區域生長法對自適應灰度閾值分割後得到的二值圖像進行處理時，區域隊列仏中點的總數的閾值為二值圖像中灰度值為O的像素總數的60% ;鄰域尺寸/ =7 (像素)。
4.根據權利要求3所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特徵是，曲線一在點《處的曲率採用下式近似計算
5.根據權利要求4所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特徵是，採用自適應灰度閾值法對CAG圖像進行分割時，鄰域尺寸S=IO (像素)。
全文摘要
一種CAG圖像序列的彈性配準方法，它首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，並將其表示成像素點的有序集合；然後通過使預先設定的配準誤差函數最小，找到各血管分支相鄰時刻兩個血管骨架點集合之間的對應關係。本發明利用預先設定的配準誤差函數對X射線冠狀動脈造影圖像序列中的各相鄰幀進行彈性配準，找到血管投影骨架點之間的對應關係，為準確獲取心動周期中冠狀動脈的運動和變形信息，進而分析心臟的運動情況，以及冠脈血管的動態三維重建創造了便利條件。
文檔編號G06T7/00GK102722882SQ20121010649
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者劉冰茹, 劉存, 孫正 申請人:華北電力大學(保定)