專利名稱：一種cag圖像序列的彈性配準方法
技術領域：
本發(fā)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(yī)學成像技術領域。
背景技術：
X射線冠狀動脈造影(coronary angiography, CAG)是目前臨床普遍采用的診斷冠心病的介入影像技術。將特制的導管，經(jīng)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，然后注入造影劑，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(xù)攝片。冠狀動脈附著于心外膜表面上，隨心臟有節(jié)律地運動，這種運動是非剛性的，包含平移、旋轉(zhuǎn)、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(tài)會發(fā)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(tài)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(tài)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系，對于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(tài)三維重建等都具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對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(tài)三維重建奠定基礎。本發(fā)明所述問題是以下述技術方案實現(xiàn)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，并將其表示成像素點的有序集合；然后通過使預先設定的配準誤差函數(shù)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系，具體步驟如下
a.采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(nèi)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，其特征是，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，并將其表示成像素點的有序集合；然后通過使預先設定的配準誤差函數(shù)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系，具體步驟如下 a.采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(nèi)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(jù)權利要求I所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特征是，采用區(qū)域生長法對自適應灰度閾值分割后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(qū)域隊列仏，將仏和仏清空，以種子點(U)為起點，按照如下循環(huán)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(nèi)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的指針向后移動一位； ④如果當前指針指向仏末尾，則轉(zhuǎn)向步驟⑤；否則，重復步驟① ③； ⑤輸出血管區(qū)域隊列仏，繼續(xù)步驟三； 步驟三、如果仏中點的總數(shù)小于預先設定的閾值Tlr,那么轉(zhuǎn)向步驟一，找到下一個灰度值為O的點作為種子點，重復步驟二中的① ⑤；否則，轉(zhuǎn)向步驟四； 步驟四、輸出區(qū)域隊列仏。
3.根據(jù)權利要求2所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特征是，采用區(qū)域生長法對自適應灰度閾值分割后得到的二值圖像進行處理時，區(qū)域隊列仏中點的總數(shù)的閾值為二值圖像中灰度值為O的像素總數(shù)的60% ;鄰域尺寸/ =7 (像素)。
4.根據(jù)權利要求3所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特征是，曲線一在點《處的曲率采用下式近似計算
5.根據(jù)權利要求4所述CAG圖像序列的彈性配準方法，其特征是，采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，并將其表示成像素點的有序集合；然后通過使預先設定的配準誤差函數(shù)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系。本發(fā)明利用預先設定的配準誤差函數(shù)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系，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(tài)三維重建創(chuàng)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(yōu)先權日2012年4月12日
發(fā)明者劉冰茹, 劉存, 孫正 申請人:華北電力大學(保定)