[发明专利]冠脉血管的三维重建方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种冠脉血管的三维重建方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

对输入的冠状动脉造影图像进行预处理，在所述预处理后的冠状动脉造影图像中，提取血管边缘轮廓和二维导引丝，并对输入的关联血管内超声图像进行内外膜分割；

将分别位于预设第一造影平面、第二造影平面的所述冠状动脉造影图像中的所述二维导引丝平移至同一起点，根据平移后的所述二维导引丝，构建互相垂直相交的曲面，将所述互相垂直相交的曲面的交线设置为三维导引丝；

将每帧血管内超声图像沿着所述三维导引丝进行等间隔排列，根据所述三维导引丝上所述血管内超声图像所在位置处的切矢量，将所述血管内超声图像旋转至与所述切矢量垂直的位置；

在所述切矢量的垂直平面上，将所述切矢量对应位置处的所述血管内超声图像进行不同角度的旋转，并将旋转后的所述血管内超声图像反投影在所述冠状动脉造影图像上，根据所述血管内超声图像的反投影和所述血管边缘轮廓分别到所述三维导引丝的距离，确定所述每帧血管内超声图像的最佳定向角度；

将所述每帧血管内超声图像旋转至对应的所述最佳定向角度，根据所述三维导引丝上所述每帧血管内超声图像中内膜间的跨距差、外膜间的跨距差，对所述冠状动脉造影图像和血管内超声图像的血管进行表面重建。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对输入的冠状动脉造影图像进行预处理，在所述预处理后的冠状动脉造影图像中，提取血管边缘轮廓和二维导引丝的步骤，包括：

对所述冠状动脉造影图像进行对比度增强，并对所述冠状动脉造影图像上的噪声进行平滑处理；

提取所述冠状动脉造影图像上的血管边缘轮廓，并根据预设的Hessian矩阵提取方式，提取所述冠状动脉造影图像中的二维导引丝。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据平移后的所述二维导引丝，构建互相垂直相交的曲面，将所述互相垂直相交的曲面的交线设置为三维导引丝的步骤，包括：

根据所述平移后的二维导引丝，分别构建与所述第一造影平面垂直相交的第一曲面、与所述第二造影平面垂直相交的第二曲面；

将所述第一曲面和所述第二曲面进行垂直相交，生成所述交线，将所述交线设置为所述三维导引丝。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述每帧血管内超声图像沿着所述三维导引丝进行等间隔排列，根据所述三维导引丝在所述血管内超声图像所在位置处的切矢量，将所述血管内超声图像旋转至与所述切矢量垂直的位置的步骤，包括：

计算所述每帧血管内超声图像在所述三维导引丝上对应的位置，根据所述对应的位置将所述每帧血管内超声图像沿着所述三维导引丝进行等间距排列；

将所述每帧血管内超声图像平移至预设的世界坐标系中，根据所述血管内超声图像对应的所述切矢量在所述世界坐标系的方向，对所述每帧血管内超声图像进行旋转，以使所述每帧血管内超声图像所在平面与对应的所述切矢量垂直，并将所述每帧血管内超声图像平移至所述三维导引丝所在坐标系。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述血管内超声图像的反投影和所述血管边缘轮廓分别到所述三维导引丝的距离，确定所述每帧血管内超声图像的最佳定向角度的步骤，包括：

根据所述血管内超声图像的反投影和所述血管边缘轮廓分别到所述三维导引丝的距离，并根据预设的误差累积公式，计算所述每帧血管内超声图像在所述垂直平面上旋转不同角度对应的重建误差，所述误差累积公式为：

其中，θ为所述血管内超声图像在所述垂直平面上旋转的角度，e_θ为所述血管内超声图像旋转θ对应的重建误差，P_1θ和P_2θ为所述血管内超声图像的反投影与所述三维导引丝的距离，V_1θ和V_2θ为所述血管边缘轮廓与所述三维导引丝的距离；

获取所述每帧血管内超声图像对应的最小重建误差，将每个最小重建误差对应的旋转角度相应地设置为所述每帧血管内超声图像的最佳定向角度。