[发明专利]一种基于CTA动态影像的主动脉瓣半自动分割方法

说明书

本发明公开了一种基于CTA动态影像的主动脉瓣半自动分割方法，包括获取心电门控下的CT血管造影影像数据，进行20个时相的划分，对每个时相点的影像进行以下步骤：步骤A，根据主动脉根部的上下界分割Valsalva窦；步骤B，从Valsalva窦中分割主动脉瓣。本发明扩大了CTA影像中的特征提取范围，以呈现出更完整的解剖细节，进而提高了手术时的工作效率及其安全性。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种基于CTA动态影像的主动脉瓣半自动分割方法。

背景技术

主动脉瓣位于主动脉根部，构成了主动脉与左心室之间的物理边界，处于心脏的形态学中心，同时也是血流动力学中心，其在主动脉和左心室之间起阀门作用，在心脏舒张期防治主动脉血流回流到左心室，在收缩期允许血流从左心室流出到主动脉中，对维持心脏的正常供血起着重要的作用。

心脏是人体心血管系统的关键器官，内部组织结构较复杂，心脏处于不断的舒缩中，而目前心脏的影像资料多为正交的二维平面影像，每个平面都是在某个时刻的心脏运动过程中的某个采样，临床医师较难通过二维图像去想象病变部位的三维形态和空间毗邻关系，导致了心脏疾病在影像学上定位和定性诊断较困难。中国可视化人(CVH)项目于2002年10月由第三军医大学发起，该项目是从尸体获得包含丰富解剖学信息的高分辨率、连续断层切片图像的数据集(以下简称CVH数据集)。CVH数据集不仅可以清楚地观察到的心脏纤维骨架(该数据集中连续断层图像中各个组织呈自然的纹理颜色，容易区分不同组织的边界)，而且保持了解剖结构的原始空间关系。CVH数据集层间距小于临床连续断层影像，其中，其水平分辨率越大，层间距越小，能够呈现的解剖细节就越丰富，特别是二尖瓣、三尖瓣等结构需要在心脏轴面来观察的结构。虽然通过数字化人体数据集建立高精度的心脏可视化解剖模型可以反应心脏毗邻解剖结构原位的空间关系，但是如何将这些信息用于活体的断层解剖图像，以指导临床的诊断和资料仍是心脏可视化面临的一个挑战。

临床上随着经导管主动脉瓣置换术(Transcatheter Aortic valveReplacement，TAVR)等微创介入手术技术的兴起给外科手术禁忌者带来了福音，但是该技术需要在非直视的状态下进行介入操作，对主动脉的解剖结构的评估提出了更高的要求。对主动脉根部的生理功能的测量极其困难，Lansac等人^[1]在绵羊的主动脉根部植入十五个超声检测晶体来检测主动脉根部及瓣叶的动态变化情况，Berdajs^[2]等通过将六个超声检测晶体植入猪的主动脉来测量主动脉根部的生理状况下的几何形变参数。但是，四足动物与人体的解剖形态参数会有差异，而且在急性开胸状态下获得的测量数据和正常生理状态下获得的几何形态可能会有差异。因此，在活体内进行主动脉瓣及瓣环的分割和测量非常困难。