[發(fā)明專利]一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011480218.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN112652052B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹艷坤;張鵬飛;劉治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T7/33;G06T7/11;G06T7/66;G06T5/50;G06K9/62;G06V10/764
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明屬于三維建模領(lǐng)域，提供了一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法及系統(tǒng)。其中，基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法包括將血管內(nèi)超聲圖像中的分叉血管和正常血管分類并分別進(jìn)行內(nèi)外膜分割；提取冠狀動(dòng)脈造影圖像中的三維中心線；定位血管分支并自動(dòng)匹配冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)；根據(jù)所述冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)將分割后的血管內(nèi)超聲內(nèi)外膜圖像配準(zhǔn)到冠狀動(dòng)脈造影的三維中心線上，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈的三維重建。其利用血管分支自動(dòng)匹配的方法對(duì)冠狀動(dòng)脈造影圖像與血管內(nèi)超聲圖像進(jìn)行融合并三維重建，在提高速度和精準(zhǔn)度的前提下，更有助于醫(yī)生的直觀判斷，對(duì)于疾病的輔助診斷有著重大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于三維建模領(lǐng)域，尤其涉及一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

冠心病(CHD)是嚴(yán)重危害世界及國人健康的重大疾病。目前患者如果被診斷為CHD，冠狀動(dòng)脈造影(CAG)和血管內(nèi)超聲(IVUS)是最常用于診斷和治療CHD的方式。其中，CAG作為目前冠心病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，可以明確冠狀動(dòng)脈有無狹窄、狹窄的部位及程度等，IVUS是利用心導(dǎo)管將超聲探頭導(dǎo)入血管腔內(nèi)進(jìn)行探測，可以得到血管的腔面積、壁厚和血管的斑塊等微細(xì)解剖信息。但是CAG無法提供血管壁的結(jié)構(gòu)信息和病變程度。由于目前導(dǎo)管技術(shù)的限制，IVUS超聲導(dǎo)管還不能順利通過嚴(yán)重病變的部位，通過IVUS也無法獲得病變所在冠狀動(dòng)脈的空間位置。融合CAG與IVUS的信息，將兩種成像方式的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來將大大提高冠心病的診斷和治療的效率。基于CAG與IVUS的三維血管重建可以對(duì)各種心血管疾病的組織表征進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估和診斷，從而獲得最佳的治療選擇。這種三維重建的方式可以監(jiān)測和研究動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的動(dòng)態(tài)發(fā)展和進(jìn)展，從而最小化或省略血管造影在臨床治療期間用于臨床中導(dǎo)航和手術(shù)，減少手術(shù)時(shí)間和造影劑的使用。

目前的血管內(nèi)超聲圖像三維重建方法只依賴于IVUS信息，并未融合CAG信息，無法獲得病變所在冠狀動(dòng)脈的空間位置；而且有的冠狀動(dòng)脈三維重建方法雖然將CAG與IVUS融合進(jìn)行三維重建，但是融合時(shí)并未參考血管分支信息，需要人工手動(dòng)的去確定起始點(diǎn)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在臨床中，很多病人都是先做的IVUS后來又做的CAG，或者先做的CAG又做的動(dòng)脈造影，無法確定IVUS的基準(zhǔn)點(diǎn)與CAG的是否一致，對(duì)兩者之間的配準(zhǔn)造成很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法及系統(tǒng)，其利用血管分支自動(dòng)匹配的方法對(duì)CAG與IVUS圖像進(jìn)行融合并三維重建，在提高速度和精準(zhǔn)度的前提下，更有助于醫(yī)生的直觀判斷，對(duì)于疾病的輔助診斷有著重大意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建方法，其包括：

將血管內(nèi)超聲圖像中的分叉血管和正常血管分類并分別進(jìn)行內(nèi)外膜分割；提取冠狀動(dòng)脈造影圖像中的三維中心線；

定位血管分支并自動(dòng)匹配冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)；

根據(jù)所述冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)將分割后的血管內(nèi)超聲內(nèi)外膜圖像配準(zhǔn)到冠狀動(dòng)脈造影的三維中心線上，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈的三維重建。

本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種基于血管分支配準(zhǔn)的冠狀動(dòng)脈三維重建系統(tǒng)，其包括：

圖像處理模塊，其用于將血管內(nèi)超聲圖像中的分叉血管和正常血管分類并分別進(jìn)行內(nèi)外膜分割；提取冠狀動(dòng)脈造影圖像中的三維中心線；

關(guān)鍵點(diǎn)自動(dòng)配準(zhǔn)模塊，其用于定位血管分支并自動(dòng)匹配冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)；

三維重建模塊，其用于根據(jù)所述冠狀動(dòng)脈造影圖像的關(guān)鍵點(diǎn)將分割后的血管內(nèi)超聲內(nèi)外膜圖像配準(zhǔn)到冠狀動(dòng)脈造影的三維中心線上，進(jìn)行冠狀動(dòng)脈的三維重建。