修正c臂床位移動造成雙平面血管三維重建偏差的方法
2023-05-07 08:38:41 1
專利名稱:修正c臂床位移動造成雙平面血管三維重建偏差的方法
技術領域：
本發明涉及診斷醫學成像領域的X射線血管造影及三維成像術，特別應用於心臟冠狀動脈導管疾病診斷中的雙平面血管三維重建，具體指利用C臂X射線造影系統(導管機)以固定採集方式獲得的兩幅(雙平面)冠脈圖像重建出血管的三維模型。本發明結合雙平面血管三維重建方法，給出一種能修正由於C臂在造影過程中床位的移動所造成的重建偏差的方法。
背景技術：
冠心病嚴重威脅著人類的健康，隨著醫學的不斷發展，冠狀動脈介入治療在臨床上得到了廣泛的應用。冠狀動脈造影術具有準確、直觀、微創、無痛苦的特點，它利用穿刺針經皮穿刺動脈血管(股動脈或橈動脈)後置入細小造影導管於心臟冠狀動脈開口處，然後注入造影劑使得冠狀動脈在X射線下顯影成二維圖像，這樣便能較為明確地揭示冠狀動脈的解剖畸形及其阻塞性病變的位置、程度與範圍，為下一步治療做準備。但是冠脈的二維圖像所提供給臨床醫生的醫療信息很有限，為了進一步對冠脈疾病進行定量描述和診斷，冠脈血管的三維重建成為臨床新的需求，由於利用冠脈三維模型可對病變部位進行任意角度觀察，這就為臨床醫生提供了一種更為直觀判斷冠狀動脈病變和預計在後面介入治療中所用到的支架型號的手段，可因此有效地指導冠心病的介入治療，具有很高的臨床意義和應用價值。
冠狀動脈血管三維重建一直是三維醫學成像領域中的難點，由於患者心臟跳動和呼吸運動無時無刻不在進行，使得利用常規CT或DSA設備無法獲取既定時刻冠狀動脈的體數據，三維重建也就無法進行。雙平面冠狀動脈血管三維重建法僅僅利用導管機以固定採集方式獲得的滿足特定要求的兩幅冠脈圖像，便能重建出冠狀動脈血管的三維模型，彌補了由於患者心臟跳動和呼吸運動而致使利用常規CT或DSA設備無法進行三維重建的缺點，並且該重建方法具有實施方便、重建快捷準確的優點，它只需要在兩個不同造影位上採集冠狀動脈的兩幅造影圖像，即可重建出冠狀動脈的三維模型，簡化了臨床醫生進行冠狀動脈造影術的過程，同時也減少了患者接收X射線輻射強度和造影劑劑量。
由於臨床醫生在採集冠脈造影圖像時為了將感興趣部分血管段移動到視野中來，一般會在造影過程中移動C臂床位，這種情況在變換C臂造影角度進行重新造影時經常發生，如圖1所示，(112)為造影平面(一)(111)中感興趣血管段的造影圖像，如果C臂床位不移動，該感興趣血管段在造影平面(二)(121)中的造影圖像是(123)，為了得到最佳的觀察視野，可通過床位移動將(123)變換至(122)。這造成的直接後果是利用該圖像進行雙平面血管三維重建將得不到正確的結果。因此雙平面血管三維重建中所使用到的兩幅造影圖像必須是床位相對未發生移動的兩幅造影圖像，這樣就限制了雙平面血管三維重建在臨床當中的應用。為了克服這一限制，醫生需要反覆地調整C臂床位來使感興趣血管段均在兩個造影圖像中。本發明所涉及的修正因C臂床位移動所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法解決了這一約束，它在原有圖像不做任何修改的前提下，簡單地利用在不同圖像中人眼可區分的特徵點位置信息即達到修正偏差的目的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種修正因C臂床位移動所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法。
本發明所提供的一種修正因C臂床位移動所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法，其特點在於，該方法僅是對二維圖像上感興趣血管段輪廓識別數據的修正，對於雙平面血管三維重建本身不構成影響。
上述修正偏差的方法，其特點在於，包括如下步驟雙平面造影圖像關鍵幀選擇步驟，造影圖像由導管機採用固定方式採集，在某一個造影角度位置上連續採集至少持續一個心動周期的時間，關鍵幀選擇在感興趣血管段造影最清晰時刻；特徵點標識步驟，分別在兩幅造影圖像中確定並標記圖像細節特徵點的位置；計算偏差步驟，通過兩幅雙平面造影圖像中特徵點的位置信息，依據三維透視投影原理，經過幾何投影變換，計算出該特徵點的相對位置偏差；修正偏差步驟，將該偏差累加到感興趣血管輪廓識別數據中。
上述修正偏差的方法，其特點在於，去除了造影過程中C臂床位不能移動的限制，簡化了實施雙平面血管造影的過程，進而減少了患者注入造影劑和接受X射線輻射的劑量。
上述修正偏差的方法，其特點在於，造影過程中C臂床位移動是指兩個造影圖像中其中一個造影圖像關鍵幀造影時的位置相對於另一個造影圖像關鍵幀造影時的位置改變。
上述修正偏差的方法，其特點在於，造影過程中C臂床位移動包括床位在6個方向上(前、後、左、右及升、降)的位置改變。
上述修正偏差的方法，其特點在於，造影圖像關鍵幀選擇方法還可以結合心臟周期運動的相位標記曲線(ECG信號曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時，還可保證其在兩個造影圖像中的位置和形態相互對應。
上述修正偏差的方法，其特點在於，當在其中一個造影圖像中標記出特徵點的位置後，另一個造影圖像中將有唯一一條特徵點匹配指引線與之對應，該特徵點匹配指引線是依據三維透視投影原理，經過幾何投影變換計算得到。
上述修正偏差的方法，其特點在於，當在其中一個造影圖像中標記出特徵點的位置後，在另一個造影圖像中標記出的同一個特徵點到特徵點匹配指引線上任意一點的差值均可作為計算偏差使用。
本發明的功效如下1、該方法去除了雙平面血管三維重建中所利用的兩個造影圖像必須在造影過程中C臂床位不能發生改變的限制，擴展了雙平面血管三維重建的應用範圍。它在原有圖像不做任何修改的前提下，簡單地利用在不同圖像中人眼可區分的特徵點的位置信息即達到修正偏差的目的。
2、使用該方法後由於不需要再反覆地調整C臂床位來使感興趣血管段均在兩個造影圖像中，因而簡化了實施雙平面血管造影的過程，進而減少了患者注入造影劑和接受X射線輻射的劑量。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1是根據本發明方法的C臂床位移動對雙平面血管三維重建的影響示意圖。
圖2是根據本發明方法的實施步驟流程圖。
具體實施方式
本發明的實施方式可圍繞圖2所示的流程圖來展開說明。雙平面血管三維重建方法需要兩個不同造影角度的造影圖像來完成，為敘述方便定義成為造影圖像(一)和造影圖像(二)，本發明的實施步驟需要在這兩幅造影圖像中交替進行。不失一般性，以造影圖像(一)為例進行說明第一步，選擇造影關鍵幀圖像(211)，造影圖像保存了冠狀動脈在至少一個心動周期內的變化情況，關鍵幀圖像選擇的目的是保證感興趣血管段在圖像中清晰無重影現象，造影圖像關鍵幀的選擇還可以結合心臟周期運動的相位標記曲線(ECG信號曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時，還可保證其在兩個造影圖像中的位置和形態相互對應。第二步，在關鍵幀圖像中標識出一個人眼可區分的特徵點(212)，該特徵點必須在造影圖像(二)中也能夠通過人眼區分出來，否則就要重新選擇圖像中其它的特徵點。接下來如果在造影圖像(一)和(二)中均標記好了特徵點，則進入偏差的計算步驟(213)，系統通過兩幅雙平面造影圖像中特徵點的位置信息，依據三維透視投影原理，經過幾何投影變換，計算出該特徵點的相對位置偏差。否則直接進行血管輪廓的識別(214)，求得血管輪廓數據。當先前計算有偏差信息，則下一步進行血管輪廓數據的偏差修正(215)，否則直接存貯血管輪廓數據備用。當按照上述流程在造影圖像(一)和(二)中均得到了感興趣血管輪廓數據，對C臂床位移動造成雙平面血管三維重建偏差的修正隨即完成，接下來便可進行雙平面血管三維重建(236)。
權利要求
1.一種修正因C臂床位移動所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法，其特徵在於，包括如下步驟雙平面造影圖像關鍵幀選擇步驟，造影圖像由導管機採用固定方式採集，在某一個造影角度位置上連續採集至少持續一個心動周期的時間；特徵點標識步驟，分別在兩幅雙平面造影圖像中確定並標記特徵點；計算偏差步驟，通過兩幅雙平面造影圖像中特徵點的位置信息，依據三維透視投影原理，經過幾何投影變換，計算出該特徵點的相對位置偏差；修正偏差步驟，將該偏差累加到感興趣血管輪廓識別數據中。
2.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，該方法僅是對二維圖像上感興趣血管段輪廓識別數據的修正，對於雙平面血管三維重建本身不構成影響。
3.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，造影過程中C臂床位移動是指兩個造影圖像中其中一個造影圖像關鍵幀造影時的位置相對於另一個造影圖像關鍵幀造影時的位置改變。
4.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，造影過程中C臂床位移動包括床位在6個方向上(前、後、左、右及升、降)的位置改變。
5.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，造影圖像關鍵幀選擇方法還可以結合心臟周期運動的相位標記曲線(ECG信號曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時，還可保證其在兩個造影圖像中的位置和形態相互對應。
6.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，所標識的特徵點必須在兩幅造影圖像中都夠通過人眼區分出來，否則就要重新選擇其它的特徵點。
7.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，當在其中一個造影圖像中標記出特徵點的位置後，另一個造影圖像中將有唯一一條特徵點匹配指引線與之對應。
8.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，特徵點匹配指引線依據三維透視投影原理，經過幾何投影變換計算得到。
9.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，當在其中一個造影圖像中標記出特徵點的位置後，在另一個造影圖像中標記出的同一個特徵點到特徵點匹配指引線上任意一點的差值均可作為計算偏差使用。
10.權利1要求的偏差修正方法，其特徵在於，二維圖像上感興趣血管段輪廓識別採用區域增長法。
專利摘要
本發明涉及一種修正因C臂床位移動所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法。包括如下步驟雙平面造影圖像關鍵幀選擇步驟，造影圖像由導管機採用固定方式採集，在某一個造影面上連續採集時間至少持續一個心動周期；特徵點標識步驟，分別在兩幅造影圖像中確定並標記圖像細節特徵點的位置；計算偏差步驟，利用兩幅造影圖像中的特徵點位置信息，計算出相對位置偏差；修正偏差步驟，將該偏差累加到感興趣血管輪廓識別數據中。本發明方法可以去除雙平面血管三維重建中所利用的兩個造影圖像必須在造影過程中C臂床位不能發生改變的限制，同時簡化了實施雙平面血管造影的過程，進而減少了患者注入造影劑和接受X射線輻射的劑量。
文檔編號A61B6/00GKCN1846615SQ200610011768
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月21日
發明者付玉錦, 王民漢, 周宇 申請人:北京思創貫宇科技開發有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan