[發明專利]血管造影中介下先心病術中血管辨識的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610846082.0
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106327479B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 黃力宇;王芮東;陳煜;黃美萍;李軍;莊建
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;廣東省心血管病研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T15/08;G06N3/12
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

一種血管造影中介下先心病術中血管辨識的裝置及方法，其裝置包括術前的CT圖像預處理模塊、分割模塊、三維重建模塊、二維平面化模塊；術中的造影成像模塊、配準初始化模塊、量子更新模塊、個體變異模塊、變異后處理模塊以及圖像配準模塊、和血管辨識結果展示模塊。本發明方法的步驟為：使用分割術前CT圖像，對分割完的CT圖像進行三維可視化重建，得到分割的術前心臟和血管的二維圖像，將分割的術前心臟和血管的二維圖像與術中造影像配準，并展示配準后的結果。本發明配準的結果具有較高的精度和豐富的細節信息，可為進行先心病手術中的醫生提供患者的血管的準確位置，降低手術的難度。

技術領域

本發明屬于醫療技術領域，更進一步涉及醫學影像處理與應用技術領域中的一種血管造影中介下的先心病手術中血管辨識的裝置及方法。本發明利用血管造影中介下的先心病術中血管辨識的裝置中的圖像提取模塊，對先心病患者的術前CT圖像進行分割，然后將分割后得到的心臟及周圍血管的三維模型進行平面化處理，得到若干張CT二維圖像。再利用本發明的裝置術中造影成像模塊獲取先心病患者的心臟及周圍血管的術中造影圖像，再利用本發明的裝置中的圖像配準模塊將CT二維圖像和術中造影圖像進行配準，所獲得的配準圖像可以為手術中的醫生提供血管辨識參考。

背景技術

在先天性心臟病手術中，能為手術中的醫生提供血管辨識輔助的有術前CT圖像、MR圖像等，但是由于患兒個體較小，血管與健康人差異較大，并且開胸之后血肉模糊，醫生難以單憑一種圖像完成血管辨識。對于在先心病手術中的血管辨識這一問題，并沒有相應的專利或文獻予以說明。而與之相近的一些配準技術，也存在諸多缺陷，因此并不適用于術中這一場景。

王婕妤等人在其發表的論文“基于改進光流場和尺度不變特征變換的非剛性醫學圖像配準”(電子與信息學報，vol.35,No.5,May.2013)中提出了一種加入尺度不變特征變換特征的光流場模型的配準方法。該方法首先使用尺度不變特征變換方法對源圖像和目標圖像進行特征點的提取及匹配，并且使用隨機抽樣一致方法去除部分誤匹配點，接著為特征點賦權值，然后在確定特征點的速度場后建立特征匹配項，極小化得到的能量函數完成圖像配準。該方法的不足之處在于，兩幅圖像的特征點不易找到，更不易準確匹配，且內部紋理細節不明顯。

周其慧等人在其發表的論文“基于多分辨率和Powell算法的醫學圖像配準”(計算機應用研究，vol.30,No.4,Apr.2013)中提出了一種改進的Powell算法與多分辨策略相結合的配準方法。該方法先將待配準的兩幅圖像進行兩層小波分解，得到圖像的近似分量，然后配準最低分辨率的近似分量，再以上一層的結果作為粗略位置，進行下一輪循環，直到最底層的源圖像，最終得到搜索結果完成圖像配準。該方法存在的不足之處是，盡管該算法配準所需的時間相對于基本的Powell算法已有所減少，但仍不夠快，而且仍然容易陷入局部最優結果，無法保證配準的精度。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提出了一種血管造影中介下的先心病手術中血管辨識的裝置及方法。

實現本發明目的的思路是，分割出先心病患者術前CT圖像中的血管和心臟，并將其進行三維可視化重建，對重建得到的模型進行平面化處理，得到術前二維的心臟和血管圖像，在得到術中心臟和血管的造影像后，將兩種圖像配準，并展示配準的結果。

為實現上述目的，本發明的具體步驟如下：

本發明的裝置包括術前CT圖像預處理模塊、術前CT圖像分割模塊、術前CT圖像三維重建模塊、術前CT圖像二維平面化模塊、術中造影成像模塊、術中配準初始化模塊、術中量子更新模塊、術中個體變異模塊、術中變異后處理模塊、圖像配準模塊、血管辨識結果展示模塊。

所述的術前CT圖像預處理模塊，用于從術前心臟造影CT圖像中選擇一幅主動脈瓣CT圖像作為初始圖像；標記初始圖像中心臟和血管所在的位置，并將其作為圖割方法中無向圖的權值；