[發明專利]一種基于多視角X光片的心血管三維重建方法

有效

• 申請號: 201310632617.0
• 申請日: 2013-12-01
• 公開（公告）號: CN103679801B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 趙沁平;劉星龍;李帥;侯飛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T5/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,孟卜娟

1.一種基于多視角X光片的心血管三維重建方法，其特征在于包括以下四個步驟：

步驟（1）、圖像增強：針對X光成像片對比度低，動態范圍窄，成像模糊，成像層級少的缺點，采用基于Retinex理論的圖像增強方法，并對處理后的圖像引入gain/offset方法進行修正，使圖像能夠在人眼可見的范圍內顯示；

步驟（2）、圖像中血管結構的提?。焊鶕襟E（1）中增強后的圖像，選取不同大小的海森矩陣對圖像做卷積，并利用當前像素點的特征值計算其特殊的圖像過濾器成為一個血管結構的可能性，最終根據該可能性構成一張代表血管結構的二值圖；

步驟（3）、血管中心線提?。焊鶕襟E（2）中計算得到的血管，采用基于局部特征的方法，將血管外層結構層層剝離，最終只留下內部代表血管結構的單像素中心線；

步驟（4）、血管的三維重建：使用步驟（3）得到的血管中心線，結合三視角的中心線特征，根據X光的成像原理，將X光發生器和成像板之間的空間劃分為均勻的多個體素，并根據每個體素在光片上的位置設定每個體素的值，最終根據最優化理論，在考慮連續性的情況下求得所有體素的最優值。

2.根據權利要求1所述的基于多視角X光片的心血管三維重建方法，其特征在于：步驟1使用基于視網膜理論的方法，增強圖像，然后使用gain/offset方法對增強后的值進行計算，使其處于預定的范圍內。

3.根據權利要求2所述的基于多視角X光片的心血管三維重建方法，其特征在于：血管結構的提取根據增強后的圖像，使用海森矩陣對圖像卷積，并使用計算出來每點的特征值和特征向量對該點進行估計；通過設定一定的閾值，過濾掉可能性較低的點，剩下的即是血管點。

4.根據權利要求3所述的基于多視角X光片的心血管三維重建方法，其特征在于：血管中心線提取，依據Fast?marching算法，將血管點分類為Frozen點和鄰居點，通過計算鄰居點和Frozen點之間的距離將Frozen點中離候選點最近的加入鄰居點集，直到所有Frozen點都被處理完畢，鄰居點即是所計算的中心線的點。

5.根據權利要求4所述的基于多視角X光片的心血管三維重建方法，其特征在于：三維重建對每個空間采樣點根據其投射到成像面的多少和投射結果的好壞賦予一個能量值，并通過最優化的方法求得所有點在空間能量的最優值，即是三維血管結構。