一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈣化斑塊去除方法，尤其涉及一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與本發(fā)明最接近的技術(shù)是基于醫(yī)學(xué)影像的血管圖像分割技術(shù)，其原理是使用生長(zhǎng)算法，按像素的灰度范圍進(jìn)行血管分割，從而獲得三維圖像模型。為了更好地進(jìn)行圖像分害J，這類(lèi)算法主要基于增強(qiáng)的CT (掃描前患者靜脈注射使得血液在X光下亮度增高的造影劑)，按照增強(qiáng)亮度的血液灰度值范圍從周?chē)M織中，利用區(qū)域生長(zhǎng)算法，進(jìn)行冠脈分割和三維圖像重建。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)不能很好的處理鈣化斑塊。按美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)，根據(jù)CT值(組織對(duì)于X光的吸收率，CT值的單位是Hu)對(duì)斑塊進(jìn)行分型，將斑塊分為:軟斑塊(CT值< 50HU);纖維斑塊(CT值50HU-130HU);鈣化斑塊(CT值> 130HU)，其中軟斑塊和纖維斑塊統(tǒng)稱(chēng)為非鈣化斑塊。而在增強(qiáng)的CT圖像中，血液的CT值范圍在150?500HU，與鈣化斑塊的灰度范圍重疊。這樣，依靠灰度(與CT是線(xiàn)性正向關(guān)系，可以相互換算)范圍是不可能把鈣化斑塊精確的分離出來(lái)。
[0004]另外，按醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，鈣化斑塊按灰度的體積分布是:大于400HU的占比只有10%，小于200HU的占比大約50%。也是說(shuō)，按灰度閾值，對(duì)于一個(gè)I丐化斑塊，大約一半以上的體積是不能從血液中分割出來(lái)。這將造成冠脈三維重建的不準(zhǔn)確性。特別是鈣化斑塊通常造成狹窄，沒(méi)有完整去除鈣化斑塊的血管降造成血管狹窄程度測(cè)量的誤差。對(duì)臨床而言，錯(cuò)誤的狹窄程度估計(jì)可能造成誤診。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法。
[0006]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法，本發(fā)明的具體步驟為:
[0007]在步驟SI中，開(kāi)始，進(jìn)入步驟S2 ；
[0008]在步驟S2中，讀取患者平掃CT和增強(qiáng)CT影像數(shù)據(jù)；在具體CT掃描時(shí)同時(shí)完成兩種掃描或者分時(shí)段進(jìn)行；分時(shí)段，要求兩種掃描的體位和掃描角度是一致的；然后分別在影像數(shù)據(jù)上選擇A、B、C三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)；校準(zhǔn)點(diǎn)用來(lái)校準(zhǔn)兩個(gè)不同的影像數(shù)據(jù)到同一坐標(biāo)空間中；校準(zhǔn)點(diǎn)選擇左冠入口、右冠入口和左冠第一個(gè)分叉點(diǎn)或其他分叉點(diǎn)；
[0009]所述校準(zhǔn)點(diǎn)也可以選擇其他點(diǎn)，能夠形成三角形，獨(dú)立標(biāo)志一個(gè)三維坐標(biāo)系即可；
[0010]記錄下校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)平掃CT和增強(qiáng)CT的三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別計(jì)為Al、B1、Cl和A2、B2、C2 ;用于步驟S5中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；[0011 ] 然后進(jìn)入步驟S3和S4 ；
[0012]在步驟S3中，針對(duì)平掃影像數(shù)據(jù)進(jìn)行鈣化斑塊識(shí)別；在平掃下，鈣化斑塊的灰度值大于130HU，與骨骼灰度值一樣，而周?chē)慕M織的灰度值都小于130HU，灰度值與高亮度鈣化斑塊有明顯區(qū)別，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)和識(shí)別鈣化斑塊，生成鈣化斑塊的空間像素點(diǎn)集合；然后進(jìn)入步驟S5 ；
[0013]鈣化斑塊識(shí)別出來(lái)的要點(diǎn)為:
[0014](I)、坐標(biāo)系中限定心臟區(qū)間，排除骨骼的干擾；
[0015](2)、尋找區(qū)間內(nèi)所有CT值，按灰度值轉(zhuǎn)換，大于130HU的像素點(diǎn)；
[0016](3)、按是否相鄰對(duì)這些像素點(diǎn)進(jìn)行分塊；
[0017](4)、分塊面積大于3個(gè)像素點(diǎn)的斑塊標(biāo)志為一個(gè)鈣化斑塊。
[0018]在三維坐標(biāo)系中，四個(gè)像素點(diǎn)的鈣化斑塊分別標(biāo)注為Al、A2、A3、A4 ;
[0019]針對(duì)個(gè)體差異，鈣化斑塊的CT閾值需要在80-140HU之間進(jìn)行一些調(diào)整，未成年人的閾值低一些；冠心病患者，年齡50歲以上的，130HU是合理的閾值；
[0020]完成所有鈣化斑塊識(shí)別后進(jìn)入步驟S5 ;
[0021]在步驟S4中，在增強(qiáng)CT影像上進(jìn)行冠脈分割和重建三維冠脈模型；
[0022]然后對(duì)生長(zhǎng)完成的圖像進(jìn)行網(wǎng)格化處理；
[0023]然后進(jìn)入步驟S5 ；
[0024]在步驟S5中，對(duì)鈣化斑塊和冠脈網(wǎng)格的兩個(gè)三維空間進(jìn)行校準(zhǔn)，放在同一個(gè)坐標(biāo)系中；把鈣化斑塊放到冠脈網(wǎng)格坐標(biāo)系中的方法如下:
[0025](I)、按步驟S2，鈣化斑塊的校準(zhǔn)點(diǎn)Al、B1、Cl ;冠脈網(wǎng)格的校準(zhǔn)點(diǎn)A2、B2、C2 ；
[0026](2)、鈣化斑塊坐標(biāo)系平移，使得Al的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成A2即Al = A2 ;
[0027](3)、鈣化斑塊坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，使得向量AlBl與A2B2重合；
[0028](4)、鈣化斑塊坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，圍繞A2B2，使得向量AlCl與A2C2重合；
[0029]至此，把鈣化斑塊中像素的坐標(biāo)都轉(zhuǎn)化到了冠脈網(wǎng)格的坐標(biāo)系中；然后遍歷鈣化斑塊中的像素，如果該像素在冠脈的某網(wǎng)格中，去除該網(wǎng)格；最后得到的網(wǎng)格即為去除鈣化斑塊的冠脈血流三維圖像模型；
[0030]進(jìn)入步驟S6，結(jié)束。
[0031]本發(fā)明通過(guò)對(duì)比平掃CT和增強(qiáng)CT，從而在增強(qiáng)CT的冠脈三維模型中去除平掃識(shí)別的鈣化斑塊，獲得精確的冠脈三維血液形態(tài)模型；為臨床的狹窄評(píng)估和流體力學(xué)的血液動(dòng)力分析提供支持。
【附圖說(shuō)明】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]圖1為本發(fā)明流程圖。
[0034]圖2為在影像數(shù)據(jù)上選擇A、B、C三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)的示意圖。
[0035]圖3為血管中高亮度鈣化斑塊的示意圖。
[0036]圖4為在三維坐標(biāo)系中，四個(gè)像素點(diǎn)的鈣化斑塊(Al，A2，A3，A4)的示意圖。
[0037]圖5為生長(zhǎng)完成的圖像網(wǎng)格化示意圖。
[0038]圖6為鈣化斑塊的校準(zhǔn)點(diǎn)Al、B1、Cl ;冠脈網(wǎng)格的校準(zhǔn)點(diǎn)A2、B2、C2的示意圖。
[0039]圖7為鈣化斑塊坐標(biāo)系平移，使得Al的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成A2(即Al = A2)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的具體步驟為:
[0041 ] 在步驟SI中，開(kāi)始，進(jìn)入步驟S2 ；
[0042]在步驟S2中，讀取患者平掃CT和增強(qiáng)CT影像數(shù)據(jù)；在具體CT掃描時(shí)，可以同時(shí)完成兩種掃描，或者分時(shí)段進(jìn)行。如果分時(shí)段，要求兩種掃描的體位和掃描角度是一致的。然后分別在影像數(shù)據(jù)上選擇A、B、C三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。校準(zhǔn)點(diǎn)用來(lái)校準(zhǔn)兩個(gè)不同的影像數(shù)據(jù)到同一坐標(biāo)空間中。校準(zhǔn)點(diǎn)可以選擇左冠入口、右冠入口和左冠第一個(gè)分叉點(diǎn)(左前降支和左回旋支的分叉點(diǎn))或其他分叉點(diǎn)，見(jiàn)圖2箭頭標(biāo)注的A、B和C點(diǎn)。當(dāng)然，校準(zhǔn)點(diǎn)也可以選擇其他點(diǎn)，只要能夠形成三角形，獨(dú)立標(biāo)志一個(gè)三維坐標(biāo)系即可。記錄下校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)平掃CT和增強(qiáng)CT的三個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別計(jì)為Al、B1、Cl和A2、B2、C2。以便用于步驟S5中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
[0043]然后進(jìn)入步驟S3和S4 ；
[004