[发明专利]用于自动4D冠脉建模和运动矢量场估计的方法和设备

权利要求书

1、一种对解剖对象进行计算机辅助建模的方法，包括：

采集所述解剖对象的门控旋转X射线投影；以及

使用前向传播方法从所述门控旋转X射线投影中自动提取三维(3D)脉 管中心线，其中，所述前向传播方法包括自动查找在不同单相前向传播中 的点。

2、如权利要求1所述的方法，其中，响应于查找在所述不同单相前向 传播中的对应点，能够作为所述对应点的函数来生成四维(4D)冠脉运动场。

3、如权利要求1所述的方法，其中，自动提取3D脉管中心线的步骤 包括下列的一项或多项：

(i)对所述门控旋转X射线投影进行预滤波，其中，预滤波包括将所述 门控投影分类到数据集中，其中，所述门控投影数据集包括与来自每个心 脏周期的给定门控点最邻近的投影；

(ii)查找种子点，其中，所述种子点包括在给定子体积中具有最大3D脉 管响应的体素；

(iii)执行前向传播，其中，对所述前向传播执行的迭代数目得自：(a)前 向传播体积的体素分辨率；或者(b)通过分析沿提取的脉管候选三维(3D)响 应的减少；

(iv)对所述提取的脉管候选和对应子脉管执行：(a)查找脉管终点；(b)将 脉管中心线沿着具有最陡梯度的路径回溯到所述种子点；以及(c)剪切和构 建，其中，所述剪切和构建将所述脉管分成不同段，并且进一步确定所提 取的具有匀质3D脉管响应的中心线的部分；

(v)查找根弧，所述根弧对应于冠状动脉树的流入节点；

(vi)将相关脉管段彼此连接，其中，通过选择几何上与给定脉管段的终 点最接近的点来确定对应的后继脉管段；以及

(vii)对脉管段进行加权，其中，对每个脉管段进行的加权根据下列不同 准则中的一个或多个来执行，包括：(a)脉管段的长度；(b)3D脉管响应；以 及(c)所述中心线的形状和位置。

4、如权利要求3所述的方法，其中进一步，所述投影数据集相对于ECG 信号的R峰具有相同的延迟。

5、如权利要求3所述的方法，其中，预滤波还包括使用多尺度脉管滤 波器对所述门控旋转X射线投影进行滤波，所述多尺度脉管滤波器定义为 所有尺度的Hessian矩阵的特征值中的最大值。

6、如权利要求3所述的方法，其中，预滤波还包括用半径为投影数据 集宽度的大约百分之九十八(98％)的圆形掩模对所述投影数据集进行剪切。

7、如权利要求1所述的方法，其中，对所述门控旋转X射线投影进行 的门控是根据同步记录的心电图(ECG)信号来执行的。

8、如权利要求1所述的方法，还包括：

对所述门控旋转X射线投影进行预滤波，其中，将所述投影分类到相 对于ECG信号的R峰具有相同延迟的组中。

9、如权利要求1所述的方法，还包括：

从具有残余呼吸运动的所述门控旋转X射线投影中确定最佳心脏相 位；以及

使用所述前向传播方法从所述门控旋转X射线投影中自动提取三维 (3D)脉管中心线，进一步作为所述最佳心脏相位的函数。

10、如权利要求1所述的方法，还包括：

使用3D脉管概率控制所述前向传播方法的速度。

11、如权利要求10所述的方法，其中，所述3D脉管概率通过将所考 虑的体素向前投影到同一心脏相位的每个脉管滤波的投影中，选择二维(2D) 响应像素值，并将所述2D响应像素值组合成所述3D脉管概率来定义。

12、如权利要求1所述的方法，其中，所述前向传播选择属于冠状动 脉的体素。

13、如权利要求1所述的方法，其中，所述前向传播模型利用一个以 上的单相前向传播以建立组合的多相前向传播。