[发明专利]基于图像配准的心脏冠脉CTA模型建立方法

说明书

本发明提出了基于图像配准的心脏冠脉CTA模型建立方法。其步骤包括：对心脏CTA实验数据进行预处理，随后，利用图像的配准算法，将实验数据映射到同一坐标空间下；然后，利用形状平均方法对8个映射到同一坐标空间下的分割标记图求平均，多次迭代配准，建立具有一定泛化能力的心脏冠脉CTA模型。利用建立的CTA模型和配准算法，对未知待检测心脏CTA数据进行分割；本发明主要提出了一种基于图像配准的心脏冠脉CTA模型的建立方法，通过对已有实验数据进行配准，建立一个具有一定泛化能力的CTA模型，利用该模型，对未知的心脏CTA数据，可以进行自主分割以及中心线的提取，为临床医学工作者提供辅助诊断。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域。提出了一种基于图像配准的心脏冠脉CTA模型建立方法。主要用于自动分割心脏的四个腔体，帮助自动定位冠脉的初始位置，为临床工作者研究冠脉位置的提取与分割准备等方面。

背景技术

CTA(Computed Tomography Angiography)是CT血管造影，是通过外周静脉内注射对比剂扫描后，采用三维成像诊断血管性疾病的方法；与常规X线血管造影相比，CTA的诊断准确率较高；属于无创或微创检查；三维重组显示立体结构清楚，在一定范围内可替代常规血管造影。

当前，心血管疾病已成为人类生命健康的重大威胁之一，发病率和死亡率都居于各类疾病之首，而我国正是世界上心血管疾病发病率和死亡率最高的国家之一；据卫生部的公布的统计资料显示：我国心血管病人已经超过了1.5亿人口，其中每年死于相关疾病的人口更是达到了400万以上，这占了各类疾病导致的死亡人数的50％，约占世界心血管疾病死亡率的24％，并且呈现明显的上升趋势；心脏冠脉CTA模型有利于临床医学工作者对患者心脏的整体情况进行初步分析，为下一步心血管疾病的筛查和诊断做好准备，因此心脏冠脉CTA模型就变得极为重要。

随着科学技术的不断发展，医学图像的采集获得了迅猛发展，计算机技术的加入，使得医学图像的计算机处理获得了更广泛的研究和关注；影像诊断虽然较传统方式更为直观和方便，但也受到许多原因和条件的限制，在更多的情况下，医生仍然是依据现代影像提供的形态信息做出判断；由于病人的个体差异以及医生对影像信息把握的局限性，使得医生工作强度大，容易出现判断失误；因此，怎么对采集到的实验数据进行自动分割代替临床工作者的手动分割，怎么自动定位冠脉的初始位置越来越成为了研究的热点。

在计算机辅助诊断系统中，图像配准是其中的一个重要组成部分；在做医学图像分析时，经常要将同一患者几幅图像放在一起分析，从而得到该患者的多方面的综合信息，提高医学诊断和治疗的水平；对几幅不同的图像作定量分析，首先要解决这几幅图像的严格对齐问题,这就是我们所说的图像的配准；常见的配准算法包括刚体变换、仿射变换、B样条可变形变换等等；本发明所提供的方法主要研究仿射变化和B样条可变形变换，仿射变换是图像配准算法中最常见的算法；仿射变换将直线映射为直线，并保持平行性。具体表现可以是各个方向尺度变换系数一致的均匀尺度变换或变换系数不一致的非均匀尺度变换及剪切变换等；B样条可变形变换在研究腹部、胸部脏器的图像配准时，不自主的生理运动或患者移动等使其内部的器官和组织的位置、尺寸和形状发生改变，或者由于手术干涉产生的组织或器官的变形等方面有更好的效果，本发明基于上述方法，建立了一个具有一定泛化能力的心脏冠脉CTA模型。

发明内容

针对上述问题，本发明主要用于解决心脏医学影像无法进行自动分割，冠脉的初始位置无法自动定位，需要临床医学工作者进行手动分割，从而资源的浪费以及失误率较高的问题。

本发明的技术方案是：基于图像配准的心脏冠脉CTA模型建立方法，所述的心脏冠脉CTA模型建立方法包括：对心脏CTA实验数据进行预处理、图像配准、利用形状平均方法进行图像融合、图像迭代及建立模型；

其具体操作步骤如下：

1.1、对心脏冠脉CTA数据进行预处理，去除心脏冠脉CTA中的原始数据中的噪声：利用软件对原始实验数据进行处理，去除影响后续配准工作中的噪声，以提高配准精度；