[发明专利]一种心脏多平面的重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学图像重构方法，尤其涉及一种心脏多平面的重构方法。

背景技术

心脏在胸腔中的位置个体差异性很大，不能使用躯体标准的正交轴平面如横轴位、冠状位和矢状位进行断层成像显示。为了对心脏有一个统一的解剖描述，美国心脏协会（AHA）在2002年对心脏的断层解剖成像和命名方式进行了统一。为了使获得的心脏断层图像与美国心脏协会推荐的标准更加接近，临床需要对医学图像（包括磁共振、CT、超声等模态数据）进行心脏多平面重新成形的矫正工作。

现有的心脏多平面重构方法主要分为人机交互的方法和模型匹配的方法。人机交互的方法是指人们手工确定传统心脏视图的长轴和短轴位。参见文献1：李坤成，心血管磁共振成像诊断学，北京人民卫生出版社，1992；文献2：杨正汉、冯逢、王霄英，磁共振成像技术指南：检查规范、临床策略及新技术应用，人民军医出版社出版；文献3：Sheckhar.R and Zagrodsky.V.Cine MPR:interactive multiplanar reformatting of four-dimensional cardiac data using hardware-accelerated texture mapping.IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine.Volume7Issue4,Page 384-393,December 2003；以及文献4：Manning.W.J,Pennell.D.J.Cardiovascular Magnetic Resonance.NewYork:Chruchill Livingstone,2001。根据不同的心脏成像平面定位的定义，这些方法通常需要手工调整图像来主观的确定心脏试图的长轴和短轴位或是其中的一些关键位置。

模型配准的方法则是将一个标准的心脏模型配准到输入图像中。通过搜索模型姿态的参数空间（通常包括旋转、平移、尺度），计算出匹配分值最高的参数集。然后将标准心脏模型中对应的长轴和短轴位的位置按照这些参数映射到输入图像中，以得到输入图像中的长轴和短轴位。

由上可见，现有的心脏多平面重构方法中大多需要配准心脏模型网格或是进行人机交互，往往存在运算量过大的问题，或者需要复杂的手工操作，不能满足商用系统的要求。因此，有必要按照临床医学对心脏CT或MRI的图像视角的要求改进传统心脏多平面重构方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种心脏多平面的重构方法，能够不需要配准心脏模型网格或是进行人机交互即可实现心脏多平面的自动重构，并且大大减少计算量和重构时间。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种心脏多平面的重构方法，包括如下步骤：a)输入心脏三维图像，并根据所述心脏的第一批位置检测器初步定位所述心脏所在的区域；b)根据所述心脏所在的区域和所述心脏的第二批位置检测器，检测确定心脏长轴方向的第一组关键特征点,并根据所述第一组关键特征点获取传统心脏视角的长轴；c)根据所述心脏所在的区域和所述心脏的第三批位置检测器，检测确定心脏第一短轴方向的第二组关键特征点,并根据所述第二组关键特征点获取传统心脏视角的第一短轴；d)根据所述长轴方向和第一短轴方向，通过正交化方法得到第二短轴的方向；e)将所述步骤a)中心脏三维图像转化为基于传统心脏视角的长轴、短轴的图像。

上述的心脏多平面的重构方法，其中，所述第一批位置检测器的位置包括所述心脏的中心和底部、所述心脏在矢状轴和冠状轴方向上的边界点。

上述的心脏多平面的重构方法，其中，所述第一批位置检测器、第二批位置检测器和第三批位置检测器通过Adaboost树训练得到。

上述的心脏多平面的重构方法，其中，所述第一批位置检测器、第二批位置检测器和第三批位置检测器为基于哈尔特征、灰度特征或梯度特征的特征位置检测器。

上述的心脏多平面的重构方法，其中，所述哈尔特征的响应公式为：

Response＝∑W_iH_i；

其中，H_i＝I(x+w,y+l,z+h)-I(x,y,z)-I(x,y+l,z+h)-I(x+w,y,z+h)-I(x+w,y+l,z)+I(x,y,z+h)+I(x,y+l,z)+I(x+w,y,z)；