[发明专利]血管造影中介下先心病术中血管辨识的装置及方法

说明书

一种血管造影中介下先心病术中血管辨识的装置及方法，其装置包括术前的CT图像预处理模块、分割模块、三维重建模块、二维平面化模块；术中的造影成像模块、配准初始化模块、量子更新模块、个体变异模块、变异后处理模块以及图像配准模块、和血管辨识结果展示模块。本发明方法的步骤为：使用分割术前CT图像，对分割完的CT图像进行三维可视化重建，得到分割的术前心脏和血管的二维图像，将分割的术前心脏和血管的二维图像与术中造影像配准，并展示配准后的结果。本发明配准的结果具有较高的精度和丰富的细节信息，可为进行先心病手术中的医生提供患者的血管的准确位置，降低手术的难度。

技术领域

本发明属于医疗技术领域，更进一步涉及医学影像处理与应用技术领域中的一种血管造影中介下的先心病手术中血管辨识的装置及方法。本发明利用血管造影中介下的先心病术中血管辨识的装置中的图像提取模块，对先心病患者的术前CT图像进行分割，然后将分割后得到的心脏及周围血管的三维模型进行平面化处理，得到若干张CT二维图像。再利用本发明的装置术中造影成像模块获取先心病患者的心脏及周围血管的术中造影图像，再利用本发明的装置中的图像配准模块将CT二维图像和术中造影图像进行配准，所获得的配准图像可以为手术中的医生提供血管辨识参考。

背景技术

在先天性心脏病手术中，能为手术中的医生提供血管辨识辅助的有术前CT图像、MR图像等，但是由于患儿个体较小，血管与健康人差异较大，并且开胸之后血肉模糊，医生难以单凭一种图像完成血管辨识。对于在先心病手术中的血管辨识这一问题，并没有相应的专利或文献予以说明。而与之相近的一些配准技术，也存在诸多缺陷，因此并不适用于术中这一场景。

王婕妤等人在其发表的论文“基于改进光流场和尺度不变特征变换的非刚性医学图像配准”(电子与信息学报，vol.35,No.5,May.2013)中提出了一种加入尺度不变特征变换特征的光流场模型的配准方法。该方法首先使用尺度不变特征变换方法对源图像和目标图像进行特征点的提取及匹配，并且使用随机抽样一致方法去除部分误匹配点，接着为特征点赋权值，然后在确定特征点的速度场后建立特征匹配项，极小化得到的能量函数完成图像配准。该方法的不足之处在于，两幅图像的特征点不易找到，更不易准确匹配，且内部纹理细节不明显。

周其慧等人在其发表的论文“基于多分辨率和Powell算法的医学图像配准”(计算机应用研究，vol.30,No.4,Apr.2013)中提出了一种改进的Powell算法与多分辨策略相结合的配准方法。该方法先将待配准的两幅图像进行两层小波分解，得到图像的近似分量，然后配准最低分辨率的近似分量，再以上一层的结果作为粗略位置，进行下一轮循环，直到最底层的源图像，最终得到搜索结果完成图像配准。该方法存在的不足之处是，尽管该算法配准所需的时间相对于基本的Powell算法已有所减少，但仍不够快，而且仍然容易陷入局部最优结果，无法保证配准的精度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种血管造影中介下的先心病手术中血管辨识的装置及方法。

实现本发明目的的思路是，分割出先心病患者术前CT图像中的血管和心脏，并将其进行三维可视化重建，对重建得到的模型进行平面化处理，得到术前二维的心脏和血管图像，在得到术中心脏和血管的造影像后，将两种图像配准，并展示配准的结果。

为实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

本发明的装置包括术前CT图像预处理模块、术前CT图像分割模块、术前CT图像三维重建模块、术前CT图像二维平面化模块、术中造影成像模块、术中配准初始化模块、术中量子更新模块、术中个体变异模块、术中变异后处理模块、图像配准模块、血管辨识结果展示模块。

所述的术前CT图像预处理模块，用于从术前心脏造影CT图像中选择一幅主动脉瓣CT图像作为初始图像；标记初始图像中心脏和血管所在的位置，并将其作为图割方法中无向图的权值；