專利名稱：修正c臂床位移動(dòng)造成雙平面血管三維重建偏差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及診斷醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的X射線血管造影及三維成像術(shù)，特別應(yīng)用于心臟冠狀動(dòng)脈導(dǎo)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(tǒng)(導(dǎo)管機(jī))以固定采集方式獲得的兩幅(雙平面)冠脈圖像重建出血管的三維模型。本發(fā)明結(jié)合雙平面血管三維重建方法，給出一種能修正由于C臂在造影過程中床位的移動(dòng)所造成的重建偏差的方法。
背景技術(shù)：
冠心病嚴(yán)重威脅著人類的健康，隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，冠狀動(dòng)脈介入治療在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。冠狀動(dòng)脈造影術(shù)具有準(zhǔn)確、直觀、微創(chuàng)、無痛苦的特點(diǎn)，它利用穿刺針經(jīng)皮穿刺動(dòng)脈血管(股動(dòng)脈或橈動(dòng)脈)后置入細(xì)小造影導(dǎo)管于心臟冠狀動(dòng)脈開口處，然后注入造影劑使得冠狀動(dòng)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(dòng)脈的解剖畸形及其阻塞性病變的位置、程度與范圍，為下一步治療做準(zhǔn)備。但是冠脈的二維圖像所提供給臨床醫(yī)生的醫(yī)療信息很有限，為了進(jìn)一步對(duì)冠脈疾病進(jìn)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，由于利用冠脈三維模型可對(duì)病變部位進(jìn)行任意角度觀察，這就為臨床醫(yī)生提供了一種更為直觀判斷冠狀動(dòng)脈病變和預(yù)計(jì)在后面介入治療中所用到的支架型號(hào)的手段，可因此有效地指導(dǎo)冠心病的介入治療，具有很高的臨床意義和應(yīng)用價(jià)值。
冠狀動(dòng)脈血管三維重建一直是三維醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中的難點(diǎn)，由于患者心臟跳動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)無時(shí)無刻不在進(jìn)行，使得利用常規(guī)CT或DSA設(shè)備無法獲取既定時(shí)刻冠狀動(dòng)脈的體數(shù)據(jù)，三維重建也就無法進(jìn)行。雙平面冠狀動(dòng)脈血管三維重建法僅僅利用導(dǎo)管機(jī)以固定采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(dòng)脈血管的三維模型，彌補(bǔ)了由于患者心臟跳動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)而致使利用常規(guī)CT或DSA設(shè)備無法進(jìn)行三維重建的缺點(diǎn)，并且該重建方法具有實(shí)施方便、重建快捷準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，它只需要在兩個(gè)不同造影位上采集冠狀動(dòng)脈的兩幅造影圖像，即可重建出冠狀動(dòng)脈的三維模型，簡化了臨床醫(yī)生進(jìn)行冠狀動(dòng)脈造影術(shù)的過程，同時(shí)也減少了患者接收X射線輻射強(qiáng)度和造影劑劑量。
由于臨床醫(yī)生在采集冠脈造影圖像時(shí)為了將感興趣部分血管段移動(dòng)到視野中來，一般會(huì)在造影過程中移動(dòng)C臂床位，這種情況在變換C臂造影角度進(jìn)行重新造影時(shí)經(jīng)常發(fā)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(dòng)，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(dòng)將(123)變換至(122)。這造成的直接后果是利用該圖像進(jìn)行雙平面血管三維重建將得不到正確的結(jié)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(duì)未發(fā)生移動(dòng)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(dāng)中的應(yīng)用。為了克服這一限制，醫(yī)生需要反復(fù)地調(diào)整C臂床位來使感興趣血管段均在兩個(gè)造影圖像中。本發(fā)明所涉及的修正因C臂床位移動(dòng)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(qū)分的特征點(diǎn)位置信息即達(dá)到修正偏差的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種修正因C臂床位移動(dòng)所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法。
本發(fā)明所提供的一種修正因C臂床位移動(dòng)所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法，其特點(diǎn)在于，該方法僅是對(duì)二維圖像上感興趣血管段輪廓識(shí)別數(shù)據(jù)的修正，對(duì)于雙平面血管三維重建本身不構(gòu)成影響。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，包括如下步驟雙平面造影圖像關(guān)鍵幀選擇步驟，造影圖像由導(dǎo)管機(jī)采用固定方式采集，在某一個(gè)造影角度位置上連續(xù)采集至少持續(xù)一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間，關(guān)鍵幀選擇在感興趣血管段造影最清晰時(shí)刻；特征點(diǎn)標(biāo)識(shí)步驟，分別在兩幅造影圖像中確定并標(biāo)記圖像細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的位置；計(jì)算偏差步驟，通過兩幅雙平面造影圖像中特征點(diǎn)的位置信息，依據(jù)三維透視投影原理，經(jīng)過幾何投影變換，計(jì)算出該特征點(diǎn)的相對(duì)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(shí)別數(shù)據(jù)中。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，去除了造影過程中C臂床位不能移動(dòng)的限制，簡化了實(shí)施雙平面血管造影的過程，進(jìn)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(diǎn)在于，造影過程中C臂床位移動(dòng)是指兩個(gè)造影圖像中其中一個(gè)造影圖像關(guān)鍵幀造影時(shí)的位置相對(duì)于另一個(gè)造影圖像關(guān)鍵幀造影時(shí)的位置改變。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，造影過程中C臂床位移動(dòng)包括床位在6個(gè)方向上(前、后、左、右及升、降)的位置改變。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，造影圖像關(guān)鍵幀選擇方法還可以結(jié)合心臟周期運(yùn)動(dòng)的相位標(biāo)記曲線(ECG信號(hào)曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時(shí)，還可保證其在兩個(gè)造影圖像中的位置和形態(tài)相互對(duì)應(yīng)。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，當(dāng)在其中一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出特征點(diǎn)的位置后，另一個(gè)造影圖像中將有唯一一條特征點(diǎn)匹配指引線與之對(duì)應(yīng)，該特征點(diǎn)匹配指引線是依據(jù)三維透視投影原理，經(jīng)過幾何投影變換計(jì)算得到。
上述修正偏差的方法，其特點(diǎn)在于，當(dāng)在其中一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出特征點(diǎn)的位置后，在另一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出的同一個(gè)特征點(diǎn)到特征點(diǎn)匹配指引線上任意一點(diǎn)的差值均可作為計(jì)算偏差使用。
本發(fā)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(gè)造影圖像必須在造影過程中C臂床位不能發(fā)生改變的限制，擴(kuò)展了雙平面血管三維重建的應(yīng)用范圍。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(qū)分的特征點(diǎn)的位置信息即達(dá)到修正偏差的目的。
2、使用該方法后由于不需要再反復(fù)地調(diào)整C臂床位來使感興趣血管段均在兩個(gè)造影圖像中，因而簡化了實(shí)施雙平面血管造影的過程，進(jìn)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(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1是根據(jù)本發(fā)明方法的C臂床位移動(dòng)對(duì)雙平面血管三維重建的影響示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)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(gè)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(fā)明的實(shí)施步驟需要在這兩幅造影圖像中交替進(jìn)行。不失一般性，以造影圖像(一)為例進(jìn)行說明第一步，選擇造影關(guān)鍵幀圖像(211)，造影圖像保存了冠狀動(dòng)脈在至少一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的變化情況，關(guān)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(xiàn)象，造影圖像關(guān)鍵幀的選擇還可以結(jié)合心臟周期運(yùn)動(dòng)的相位標(biāo)記曲線(ECG信號(hào)曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時(shí)，還可保證其在兩個(gè)造影圖像中的位置和形態(tài)相互對(duì)應(yīng)。第二步，在關(guān)鍵幀圖像中標(biāo)識(shí)出一個(gè)人眼可區(qū)分的特征點(diǎn)(212)，該特征點(diǎn)必須在造影圖像(二)中也能夠通過人眼區(qū)分出來，否則就要重新選擇圖像中其它的特征點(diǎn)。接下來如果在造影圖像(一)和(二)中均標(biāo)記好了特征點(diǎn)，則進(jìn)入偏差的計(jì)算步驟(213)，系統(tǒng)通過兩幅雙平面造影圖像中特征點(diǎn)的位置信息，依據(jù)三維透視投影原理，經(jīng)過幾何投影變換，計(jì)算出該特征點(diǎn)的相對(duì)位置偏差。否則直接進(jìn)行血管輪廓的識(shí)別(214)，求得血管輪廓數(shù)據(jù)。當(dāng)先前計(jì)算有偏差信息，則下一步進(jìn)行血管輪廓數(shù)據(jù)的偏差修正(215)，否則直接存貯血管輪廓數(shù)據(jù)備用。當(dāng)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(shù)據(jù)，對(duì)C臂床位移動(dòng)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(jìn)行雙平面血管三維重建(236)。
權(quán)利要求
1.一種修正因C臂床位移動(dòng)所造成的雙平面血管三維重建偏差的方法，其特征在于，包括如下步驟雙平面造影圖像關(guān)鍵幀選擇步驟，造影圖像由導(dǎo)管機(jī)采用固定方式采集，在某一個(gè)造影角度位置上連續(xù)采集至少持續(xù)一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間；特征點(diǎn)標(biāo)識(shí)步驟，分別在兩幅雙平面造影圖像中確定并標(biāo)記特征點(diǎn)；計(jì)算偏差步驟，通過兩幅雙平面造影圖像中特征點(diǎn)的位置信息，依據(jù)三維透視投影原理，經(jīng)過幾何投影變換，計(jì)算出該特征點(diǎn)的相對(duì)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(shí)別數(shù)據(jù)中。
2.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，該方法僅是對(duì)二維圖像上感興趣血管段輪廓識(shí)別數(shù)據(jù)的修正，對(duì)于雙平面血管三維重建本身不構(gòu)成影響。
3.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，造影過程中C臂床位移動(dòng)是指兩個(gè)造影圖像中其中一個(gè)造影圖像關(guān)鍵幀造影時(shí)的位置相對(duì)于另一個(gè)造影圖像關(guān)鍵幀造影時(shí)的位置改變。
4.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，造影過程中C臂床位移動(dòng)包括床位在6個(gè)方向上(前、后、左、右及升、降)的位置改變。
5.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，造影圖像關(guān)鍵幀選擇方法還可以結(jié)合心臟周期運(yùn)動(dòng)的相位標(biāo)記曲線(ECG信號(hào)曲線)來確定，這樣在保證感興趣血管段造影最清晰的同時(shí)，還可保證其在兩個(gè)造影圖像中的位置和形態(tài)相互對(duì)應(yīng)。
6.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，所標(biāo)識(shí)的特征點(diǎn)必須在兩幅造影圖像中都?jí)蛲ㄟ^人眼區(qū)分出來，否則就要重新選擇其它的特征點(diǎn)。
7.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，當(dāng)在其中一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出特征點(diǎn)的位置后，另一個(gè)造影圖像中將有唯一一條特征點(diǎn)匹配指引線與之對(duì)應(yīng)。
8.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，特征點(diǎn)匹配指引線依據(jù)三維透視投影原理，經(jīng)過幾何投影變換計(jì)算得到。
9.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，當(dāng)在其中一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出特征點(diǎn)的位置后，在另一個(gè)造影圖像中標(biāo)記出的同一個(gè)特征點(diǎn)到特征點(diǎn)匹配指引線上任意一點(diǎn)的差值均可作為計(jì)算偏差使用。
10.權(quán)利1要求的偏差修正方法，其特征在于，二維圖像上感興趣血管段輪廓識(shí)別采用區(qū)域增長法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種修正因C臂床位移動(dòng)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(guān)鍵幀選擇步驟，造影圖像由導(dǎo)管機(jī)采用固定方式采集，在某一個(gè)造影面上連續(xù)采集時(shí)間至少持續(xù)一個(gè)心動(dòng)周期；特征點(diǎn)標(biāo)識(shí)步驟，分別在兩幅造影圖像中確定并標(biāo)記圖像細(xì)節(jié)特征點(diǎn)的位置；計(jì)算偏差步驟，利用兩幅造影圖像中的特征點(diǎn)位置信息，計(jì)算出相對(duì)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(shí)別數(shù)據(jù)中。本發(fā)明方法可以去除雙平面血管三維重建中所利用的兩個(gè)造影圖像必須在造影過程中C臂床位不能發(fā)生改變的限制，同時(shí)簡化了實(shí)施雙平面血管造影的過程，進(jìn)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(hào)A61B6/00GK1846615SQ200610011768
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者付玉錦, 王民漢, 周宇 申請(qǐng)人:北京思創(chuàng)貫宇科技開發(fā)有限公司