[发明专利]基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法

权利要求书

1.一种基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取心脏CTA数据和CVH数据集；

S2，针对获得的心脏CTA图像，获得CT值的灰度直方图，针对该直方图设定一个阈值，利用阈值法获取整个心脏血液分布的分割数据，实现心脏血液分布的最大连通；

S3，截断主动脉根部与左心室的连通关系，实现冠状动脉的分割；

S4，利用CVH数据集获得的心脏纤维骨架三维模型实现对心脏各个腔室的空间进行划分；

S5，将心脏纤维骨架与心脏CTA数据的主动脉根部之间进行位置、大小、角度等的变换，实现两个图像的配准，获得CVH空间到心脏CTA图像的几何变换矩阵；

S6，在CVH数据集上定义好四个瓣环的空间坐标，然后将上述步骤S5获得的几何变换矩阵应用到CTA数据集上，获得定义好的各个腔室的空间坐标，并通过三维数据集上的重采样重建出具有解剖细节的CTA数据集的四个瓣环平面图像，实现心脏各个腔室的体数据分割；

S7，对心脏CTA数据至少两个时相断层影像的每个时相重复步骤S1到步骤S6，实现动态心脏的影像分割。

2.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法，其特征在于：所述步骤S3具体为，截断主动脉根部和左心室的连接部分，对主动脉根部使用连通域的方法，分割出主动脉根部图像，获得冠状动脉的分割图像。

3.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法，其特征在于：所述步骤S4具体为，针对CVH数据集，人工进行心脏纤维骨架解剖结构的分割，获得心脏纤维骨架的三维模型，实现对心脏各个腔室空间的划分。

4.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法，其特征在于：所述步骤S5具体包括以下步骤，

S51,由于心脏CTA成像的结果与心脏纤维骨架数据重建模型呈三维的镜像关系，所以针对心脏CTA数据，首先需要通过镜像变换调整主动脉根部图像的空间位置，使之与心脏纤维骨架的位置相对应；

S52,以主动脉瓣环三皇冠三个顶点为准拟合得到的圆环(环1)与心脏纤维骨架环主动脉瓣环三皇冠三个底点拟合圆环(环2)之间的半径比作为图像尺度变换的参数；

S53,以环1所在平面与环2所在平面之间的夹角作为旋转变换的参数，以此来消除由于个体差异和心脏运动状态的不同导致的角度变化；

S54,通过平移变换实现对整个冠状动脉和纤维骨架空间位置的对应，完成图像的配准。配准后，通过以下公式获得主动脉根部到四个瓣环平面的几何变换矩阵G，

f′(x′,y′,z′)＝f(x,y,z)*G

其中，f(x,y,z)和f(x′,y′,z′)分别是CVH和CTA主动脉瓣中点集所组成的向量，x,y,z和x′,y′,z′分别代表变换前和变换后的X，Y，Z轴的坐标，

G为几何变换矩阵，G(S,T,R)，其中S为尺度变换矩阵，T是平移变换矩阵，R为旋转矩阵，

S=Sx0000Sy0000Sz00001,T=100dx010dy001dz0001,R=(Rx(θ),Ry(θ),Rz(θ))]]> 1

其中，d_x,d_y,d_z为心脏纤维骨架分别在X，Y，Z轴的变化量，R_x(θ),R_y(θ),R_z(θ)分别代表在X，Y，Z轴上旋转的角度，

由以下公式得到几何变换之后的坐标：

F′(x′,y′,z′)＝F(x,y,z)*G，f(x,y,z)∈F(x,y,z)

其中，F(x,y,z)是由CVH模型的三维坐标和四个瓣环平面组成，F′(x′,y′,z′)是将CVH定义的坐标关系F(x,y,z)转换到CTA图像空间坐标的集合。