[发明专利]多分支感兴趣血管段的最佳视角优化方法

说明书

技术领域

本发明是一种针对多分支感兴趣血管段的最佳视角优化方法，适用于血管疾病的临床诊断和治疗计划等重要决断过程中，属于冠脉树造影技术领域。

背景技术

冠脉（X-Ray Angiography，XRA）图像能够清晰地显示出冠脉的解剖学结构，血管的狭窄部位和狭窄程度，以及侧支循环与左心室的功能情况等。

冠状动脉造影术（Coronary Angiography Artery,CAA）是指经皮穿刺动脉后选择性的向左和向右冠脉开口插入导管并注射造影剂，从而显示冠脉解剖结构和病变的一种心血管成像方法。冠状动脉造影通常简称为冠脉造影，其具体操作方法是：从病人大腿根部的股动脉或上臂的肘动脉传入一根心导管，在X射线造影图像的指导下将导管的尖端一直送到主动脉根部置于冠脉入口，然后注入一定剂量高密度的造影剂，连续快速摄影，得到冠脉造影图像。

通过冠脉XRA检查，可以有效地对患者冠心病的严重程度进行评价。根据检查结果制定最佳的治疗方案，指导冠心病的介入性治疗。

在冠脉XRA过程中，某段血管可能与图像平面垂直，也可能与图像平面成一角度，这就造成一定程度的失真。该现象使其与实际的血管尺寸和形态不一致，容易造成误诊或漏诊。在临床诊断中，医生关心的通常不是血管的整体信息，而是具有狭窄病变情况的局部血管段信息。为了诊断感兴趣血管段病变的严重程度，医生通常选择多个角度进行X射线投影，从中选择最合适观察病变的投影图像进行分析。这就无形中增加了医生的工作量，此方法一方面对医生的经验要求很高，诊断结果有受主观性的影响较大；另外，多角度投影使得患者所需投影剂量增多，不利于患者健康。

由于X射线透视投影引起的血管投影缩短和血管遮盖，严重影响血管临床医学参数定量分析和诊断，近年来，感兴趣血管段最佳视角的研究成为热点。但是目前的最佳视角优化方法存在以下方面的局限性：

1.通常选择整支血管为感兴趣血管段，当遇到分叉点处的血管病变问题时，不能准确提取病变血管段。在计算血管最佳视角的过程中，会增加不必要的计算量。同时，由于多余血管段的选取，使得血管最小投影缩短角度的计算复杂化且产生较大的误差；

2.在利用B样条曲线所拟合的感兴趣血管段三维骨架曲线上均匀采样数据点。但由于血管段的中心线是带有不同曲率和挠率的空间曲线，曲线上的均匀采样有可能出现方向向量不准确的情况；

3.在选择具有最小投影缩短角度范围时，阈值的选择直接影响后续最小血管遮盖投影角度的优化。而通常在阈值选择中，没有考虑到有可能出现具有最小投影缩短但不满足最大狭窄率的角度范围；

4.考虑感兴趣血管段为多分支血管段时，忽略了感兴趣血管内部多支血管段距离太近且投影狭窄率太小而影响观测角度的问题。

当前最佳视角的研究存在以上主要缺陷，不能较好实现多分支感兴趣血管段的最佳视角优化。多分支感兴趣血管段的最佳视角研究能够直接将最利于观测血管狭窄病变角度的图像呈现给医生，辅助医生精确的病情诊断和治疗。因此多支感兴趣血管段的最佳视角研究具有很好的临床意义和应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种多分支血管段的最佳视角优化方法，本方法能够准确提取病变血管段，最佳观测视角，有利于直接观测血管狭窄病变。

为达到上述目的，本方法包括如下步骤：

第一步，在冠脉树中，选取感兴趣血管段，得到多分支的感兴趣血管段，并计算感兴趣血管段的狭窄率，即为真实狭窄率；

其中选取感兴趣血管段时采用流向跟踪的方法，该方法具体如下：

步骤101、获取冠脉树的血管中心线骨架图像，在骨架图像上任意设置一个种子点，在血管中心线上找到与此种子点距离最近的像素点，并将其设为第一像素点；

步骤102、在骨架图像上任意设置第二个种子点，并在血管中心线上找到与第二个种子点距离最近的像素点，将其设为第二像素点；

步骤103、利用血管趋势流的方向性自动跟踪出第一像素点和第二像素点之间的血管段，并将其定义为感兴趣血管段的第一分支血管段；

步骤104、在骨架图像上任意设置第三个种子点，并在血管中心线上找到与第三个种子点距离最近的像素点，将其设为第三像素点；

步骤105、利用血管趋势流的方向性自动跟踪出第二像素点和第三像素点之间的血管段，并将其定义为感兴趣血管段的第二分支血管段；

步骤106、以此类推，得到多个分支血管段组成感兴趣血管段；

第二步，获取感兴趣血管段投影缩短率小于设定阈值的投影角度范围A；