[發明專利]使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法及裝置

有效

• 申請號: 201811353590.0
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109448072B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 馬斌;劉樹寶;劉瀟瀟;宋麒
• 申請（專利權）人: 科亞醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T17/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;夏東棟

本發明提供了使用血管造影圖像進行三維血管重建的方法及裝置。該方法包括：獲取步驟：獲取血管的在第一投射方向上的第一二維圖像以及相應的重建的血管三維模型；模擬光程長度確定步驟：由處理器，基于所述血管三維模型確定其中血管至少一處在所述第一投射方向上的血管內的模擬光程長度；以及三維重建調整步驟：由所述處理器，基于所述血管的至少一處在所述第一投射方向上的所述模擬光程長度、所述第一二維圖像上對應的血管至少一處的強度值、以及二維圖像上血管各處的強度值與對應位置處的光程長度之間的關系，對所述血管三維模型的重建參數進行調整。該方法考慮了二維圖像的強度值，能夠對血管三維模型進行校準以提高血管三維模型的準確度。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月30日提交的美國臨時申請第62/592,595號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及圖像處理和分析。更具體地，本公開涉及用于使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法及裝置。

背景技術

旋轉二維X射線血管造影圖像提供了血管結構的有價值的幾何信息，用于診斷各種血管疾病，例如冠心病和腦疾病。在造影劑(通常是不透X線的材料，例如碘)注入血管后，血管區域的強度對比度通常會增強。往往需要使用二維投影圖像進行三維血管樹重建，以揭示各種血管關注段的真實三維測量結果，包括直徑、曲率和長度，以便進一步對目標血管區域進行功能上的評估。

現有的三維重建方法通常依賴于從來自不同成像投影角度(例如主角度和次角度)的多個X射線圖像分割的二維血管結構。通常，首先從二元分割的血管區域中提取二維血管中心線，然后通過建立適當的投影成像系統幾何結構來計算三維中心線。現有方法存在的一個技術挑戰是短縮(foreshortening)問題。由于投影成像的特性，從不同角度觀察時，血管長度略有不同，導致了短縮。通常，通過避免使用包含明顯的短縮血管段(用較暗強度表示)的圖像進行三維重建，可以減少短縮。然而，由于血管的彎曲的幾何特性以及由于患者在成像過程期間的生理運動(例如，由于呼吸運動和心臟運動)，某種程度的短縮會頻繁發生。

發明內容

因此，本公開的實施例包括用于使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法和裝置，其可以獨立使用或與傳統的三維重建方法(例如，基于極線幾何的方法)結合使用。本文中所謂的“用于使用造影圖像進行三維血管重建的方法(裝置)”，意味著可以與使用造影圖像的三維血管重建方法(裝置)一起使用或可以在其中整合該方法(裝置)。

在一個方案中，本公開涉及一種使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法。該方法包括獲取步驟：獲取血管在第一投射方向上的第一二維圖像以及相應的重建的血管三維模型。該方法進一步包括模擬光程長度確定步驟：由處理器，基于所述血管三維模型確定其中血管至少一處在所述第一投射方向上的模擬光程長度。該方法進一步包括三維重建調整步驟：由所述處理器，基于所述血管至少一處在所述第一投射方向上的所述模擬光程長度、所述第一二維圖像上對應的血管至少一處的強度值、以及二維圖像上血管各處的強度值與對應位置處的光程長度之間的關系，對所述血管三維模型的重建參數進行調整以使用造影圖像進行三維血管重建。

另一方案中，本公開還涉及使用造影圖像進行三維血管重建的裝置。該裝置包括處理器、存儲器及其上存儲的計算機可執行指令，所述處理器執行所述計算機可執行指令時，實現上述的任何一種用于使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法。

又一方案中，本公開還涉及一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機可執行指令，所述計算機可執行指令在由處理器執行時實現上述的任何一種用于使用造影圖像進行三維血管重建的計算機實現方法。