[发明专利]一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法及系统

说明书

本发明属于三维建模领域，提供了一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法及系统。其中，基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法包括将血管内超声图像中的分叉血管和正常血管分类并分别进行内外膜分割；提取冠状动脉造影图像中的三维中心线；定位血管分支并自动匹配冠状动脉造影图像的关键点；根据所述冠状动脉造影图像的关键点将分割后的血管内超声内外膜图像配准到冠状动脉造影的三维中心线上，进行冠状动脉的三维重建。其利用血管分支自动匹配的方法对冠状动脉造影图像与血管内超声图像进行融合并三维重建，在提高速度和精准度的前提下，更有助于医生的直观判断，对于疾病的辅助诊断有着重大意义。

技术领域

本发明属于三维建模领域，尤其涉及一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

冠心病(CHD)是严重危害世界及国人健康的重大疾病。目前患者如果被诊断为CHD，冠状动脉造影(CAG)和血管内超声(IVUS)是最常用于诊断和治疗CHD的方式。其中，CAG作为目前冠心病诊断的“金标准”，可以明确冠状动脉有无狭窄、狭窄的部位及程度等，IVUS是利用心导管将超声探头导入血管腔内进行探测，可以得到血管的腔面积、壁厚和血管的斑块等微细解剖信息。但是CAG无法提供血管壁的结构信息和病变程度。由于目前导管技术的限制，IVUS超声导管还不能顺利通过严重病变的部位，通过IVUS也无法获得病变所在冠状动脉的空间位置。融合CAG与IVUS的信息，将两种成像方式的优点结合起来将大大提高冠心病的诊断和治疗的效率。基于CAG与IVUS的三维血管重建可以对各种心血管疾病的组织表征进行准确的评估和诊断，从而获得最佳的治疗选择。这种三维重建的方式可以监测和研究动脉粥样硬化斑块的动态发展和进展，从而最小化或省略血管造影在临床治疗期间用于临床中导航和手术，减少手术时间和造影剂的使用。

目前的血管内超声图像三维重建方法只依赖于IVUS信息，并未融合CAG信息，无法获得病变所在冠状动脉的空间位置；而且有的冠状动脉三维重建方法虽然将CAG与IVUS融合进行三维重建，但是融合时并未参考血管分支信息，需要人工手动的去确定起始点。发明人发现，在临床中，很多病人都是先做的IVUS后来又做的CAG，或者先做的CAG又做的动脉造影，无法确定IVUS的基准点与CAG的是否一致，对两者之间的配准造成很大的困难。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明提供一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法及系统，其利用血管分支自动匹配的方法对CAG与IVUS图像进行融合并三维重建，在提高速度和精准度的前提下，更有助于医生的直观判断，对于疾病的辅助诊断有着重大意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建方法，其包括：

将血管内超声图像中的分叉血管和正常血管分类并分别进行内外膜分割；提取冠状动脉造影图像中的三维中心线；

定位血管分支并自动匹配冠状动脉造影图像的关键点；

根据所述冠状动脉造影图像的关键点将分割后的血管内超声内外膜图像配准到冠状动脉造影的三维中心线上，进行冠状动脉的三维重建。

本发明的第二个方面提供一种基于血管分支配准的冠状动脉三维重建系统，其包括：

图像处理模块，其用于将血管内超声图像中的分叉血管和正常血管分类并分别进行内外膜分割；提取冠状动脉造影图像中的三维中心线；

关键点自动配准模块，其用于定位血管分支并自动匹配冠状动脉造影图像的关键点；

三维重建模块，其用于根据所述冠状动脉造影图像的关键点将分割后的血管内超声内外膜图像配准到冠状动脉造影的三维中心线上，进行冠状动脉的三维重建。