[發明專利]圖像處理方法、圖像處理裝置和非暫時性計算機可讀介質

在審

• 申請號: 202010434156.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111476791A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 李育威;智英軒;劉樹寶;尹游兵;曹坤琳;宋麒
• 申請（專利權）人: 北京昆侖醫云科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 夏東棟

本公開涉及一種圖像處理方法、圖像處理裝置和非暫時性計算機可讀介質。其中方法包括：獲取血管樹的3D中心線；獲取所述血管樹的2D中心線和2D血管幾何信息；將所述血管樹的3D中心線配準到所述血管樹的2D中心線；基于配準結果，將所述血管樹的2D中心線上各個位置的2D血管幾何信息轉移到所述血管樹的3D中心線上的相應位置，以構建所述血管樹的3D模型。該方法在計算血流儲備分數(FFR)時，結合血管樹3D圖像的整體空間信息和2D圖像的血管幾何信息，如此能夠獲得更加準確的血管樹3D模型。

相關申請的交叉引用

本申請要求2019年5月21日提交的美國臨時申請第62/851,067號的優先權，其全部內容通過引用結合在此。

技術領域

本公開涉及一種圖像處理方法、圖像處理裝置和非暫時性計算機可讀介質。

背景技術

當由于冠狀動脈病變而使心臟供血不足時，可能會發生心肌缺血。病變信息可通過計算機斷層掃描血管造影(CTA)或冠狀X線血管造影(CAG)等放射學技術進行評估。在這些技術中，通常在捕獲圖像的同時將造影劑注入血流。造影劑突出顯示冠狀血管的管腔結構，然后可以進行醫學圖像分析以量化血管的幾何形狀。盡管這些技術提供了可視化血管幾何形狀的方法，但它們無法提供功能性血液供應和冠狀動脈病變的血流動力學意義的評估。例如，來自血管幾何形狀的嚴重狹窄可能不會明顯導致該血管向心肌塊的血液供應不足。僅基于這種視覺解釋的病變診斷可能會導致不必要的經皮冠狀動脈介入治療(PCI)。

血流分數儲備(FFR)是基于壓力的指數，也是目前評估冠狀動脈病變在提供血液中的功能重要性的金標準。通過操縱壓力線來測量冠狀動脈近端和目標病變遠端的壓力值。兩個壓力值之間的比率提供了一種精確的方法來量化特定病變的功能重要性。有創FFR測量尚未在臨床上得到廣泛應用，部分是由于其成本高，以及并非所有患者都適合該手術中使用的藥理學。為了克服這些限制，引入了虛擬FFR技術，即基于CTA或CAG的FFR仿真，無需進行有創壓力測量。這些技術采用血管幾何建模和血液動力學控制方程來求解血液動力學參數，包括計算FFR所需的壓力值。

當前，可以從獨立的CTA或CAG成像技術獲得虛擬FFR評估，然而這兩者都有其優勢和局限性。

在CTA衍生的虛擬FFR中，從CTA體積數據中分割出與血管腔相對應的區域，并將其重建為3D冠狀動脈樹。在CTA中，每個體素都有固定的已知空間尺寸。因此，CTA保留了出色的空間完整性，從CTA重建的3D模型包含準確的位置信息。但是，由于分辨率的限制，CTA分割可能不足以進行精確的血管管腔尺寸(即假設血管呈管狀結構的半徑)的估算。另外，一些與CTA相關的成像問題(例如與嚴重鈣化有關的運動偽影和泛光偽影)可能會嚴重妨礙鄰近區域血管的精確分割，尤其是對于病變狹窄的準確重塑。最后，CTA成像不提供患者特定的血流信息，這對于FFR計算很重要。

在CAG衍生的虛擬FFR中，通常使用來自不同角度和預定義角度的兩個或多個2D血管造影術序列來重建血管的3D模型。CAG圖像是當前狹窄量化的黃金標準。由于X射線圖像的分辨率更高，因此與CTA衍生的對應物相比，可以更準確地描繪血管邊界，同時還能夠提取患者特定的冠狀動脈血流信息，例如，可以使用基于TIMI(心肌梗塞中的血栓溶解)幀計數方法的方法?；贑AG成像的虛擬FFR的主要局限性是從2D圖像的多個視圖進行3D重建時遇到的困難。首先，從數量有限的視圖中重建3D模型時會存在固有的模糊性，尤其是在血管輪廓重疊的區域。其次，圖像序列之間的視角必須大于特定的閾值(例如25度)，以允許在兩個視圖之間進行準確的重建，理想地，視角應垂直于感興趣的血管，以便完全捕獲其包括病變的真實幾何形狀。然而，在臨床常規過程中，確保介入醫師的這種精確操作是不切實際的。實際上，視角偏離直角的距離越多，發生的透視就越多，從而導致重建模型中血管的長度和半徑的準確性越差。在血管重建過程中，至少需要兩個視角來進行血管重建，這會給介入醫師帶來額外的干擾，這不可避免地增加了臨床工作量和負擔。

發明內容