CN105877767A - 一种冠脉图像造影方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冠脉图像造影方法和装置，所述方法包括：获取病人的冠脉计算机断层摄影血管造影术CTA图像；对得到的冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；获取医生在三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；通过计算确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合；根据最佳造影角度组合对三维冠脉图像进行造影，得到最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的冠脉造影图像进行展示。通过本发明可以提高冠脉造影的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种冠脉图像造影方法和装置。
背景技术
目前，医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得的人体内部组织影像。现有的医学影像主要包括计算机断层摄影血管造影术(Computed TomographicAngiography，CTA)和数字减影血管造影技术(Digital SubtractionAngiography，DSA)等。当医生在给病人的冠状动脉(简称冠脉)病症进行诊断治疗的过程中，会先获取病人的冠脉造影图像，并通过得到的冠脉造影图像来对病人的冠脉病症进行诊断治疗。
现有的冠脉造影图像的造影过程是利用DSA，先将作为造影剂的碘对比剂注入冠脉开口，依靠碘对比剂流经的方向和充盈的冠脉，然后借助X线辅助采集病人的冠脉中被碘对比剂充盈的冠脉的造影图像。
由于病人的心脏冠脉形状不同，且冠脉的走线复杂，在利用默认体位或者医生经验选择的造影体位对病人冠脉进行造影的过程中，仅通过一次造影往往无法充分暴露病人冠脉的病变位置，只能对病人的冠脉进行多次造影后才能明确病人冠脉的病变位置，造成冠脉造影的准确性较差，而且对病人进行多次冠脉造影，会对病人增加过多的射线辐射量和对比剂用量，给病人的身体带来不必要的损害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种冠脉图像造影方法和装置，以提高冠脉造影的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种冠脉图像造影方法，包括：
获取病人的冠脉计算机断层摄影血管造影术CTA图像；
对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
获取医生在所述三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；
通过计算确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度；
根据所述最佳造影主角度和所述最佳造影副角度对所述三维冠脉图像进行造影，得到所述最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的所述冠脉造影图像进行展示。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像，包括：
对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；
将确定出所述冠脉CTA图像中心线的所述三维冠脉图像展示给所述医生。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线，包括：
利用霍夫圆检测算法，从所述冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；
根据确定的所述升主动脉图像的中心，从所述冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；
从提取出的所述冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度，包括：
随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个所述造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；
根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；
确定所述感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值，包括：
根据所述造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对所述三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到所述造影角度组合下所述三维冠脉图像中所述感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
根据公式确定所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在所述感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
根据确定出的所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到所述造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
第二方面，本发明实施例提供了一种冠脉图像造影装置，包括：
图像获取模块，用于获取病人的冠脉计算机断层摄影血管造影术CTA图像；
三维重建模块，用于对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
血管获取模块，用于获取医生在所述三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；
计算模块，用于通过计算确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度；
造影模块，用于根据所述最佳造影主角度和所述最佳造影副角度对所述三维冠脉图像进行造影，得到所述最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的所述冠脉造影图像进行展示。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述三维重建模块，包括：
三维重建单元，用于对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
图像中心线确定单元，用于从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；
展示单元，用于将确定出所述冠脉CTA图像中心线的所述三维冠脉图像展示给所述医生。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述图像中心线确定单元，包括：
计算子单元，用于利用霍夫圆检测算法，从所述冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；
提取子单元，用于根据确定的所述升主动脉图像的中心，从所述冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；
图像中心线确定子单元，用于从提取出的所述冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述计算模块，包括：
生成单元，用于随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个所述造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；
计算单元，用于根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；
确定单元，用于确定所述感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述计算单元，包括：
模拟造影单元，用于根据所述造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对所述三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到所述造影角度组合下所述三维冠脉图像中所述感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
参考值计算单元，用于根据公式
确定所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在所述感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
冠脉造影图像面积值计算单元，用于根据确定出的所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到所述造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
本发明实施例提供的一种冠脉图像造影方法和装置，通过计算确定医生选择的感兴趣血管段的最佳造影主角度和最佳造影副角度，然后根据确定的最佳造影主角度和最佳造影副角度对病人的冠脉进行造影，得到病人的冠脉造影图像，与现有技术中需对病人的冠脉进行多次造影后才能明确病人冠脉病变位置相比，通过最佳造影角度组合对病人的冠脉只需进行一次造影，就可以确定病人的冠脉的病变位置，提高了冠脉造影的准确性，而且，由于减少了冠脉造影次数，所以减少了病人得到的射线辐射量和对比剂用量，尽可能降低了冠脉造影给病人身体所带来的损害。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例1所提供的一种冠脉图像造影方法的流程图；
图2示出了本发明实施例2所提供的一种冠脉图像造影装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，在对病人的冠脉进行冠冕造影的过程中，由于病人的心脏冠脉形状不同，且冠脉的走线复杂，在利用默认体位或者医生经验选择的造影体位对病人冠脉进行造影的过程中，仅通过一次造影往往无法充分暴露病人冠脉的病变位置，只能对病人的冠脉进行多次造影后才能明确病人冠脉的病变位置，造成冠脉造影的准确性较差，而且对病人进行多次冠脉造影，会对病人增加过多的射线辐射量和对比剂用量，给病人的身体带来不必要的损害。
实施例1
本实施例提供了一种冠脉图像造影方法，本发明实施例的执行主体为包括服务器和CTA机的医学影像系统，其中，在医学影像系统中，服务器与CTA机进行数据交互，医生先通过服务器向CTA机发出指令，得到病人的冠脉CTA图像，然后服务器会对获取的病人的冠脉CTA图像进行处理，确定医生选择的感兴趣血管段的最佳造影主角度和最佳造影副角度，然后根据确定的最佳造影主角度和最佳造影副角度对病人的冠脉进行造影，得到病人的冠脉造影图像。
其中，服务器包括显示设备和鼠标、键盘等输入设备，以和医生进行数据交互；而且，服务器可以使用现有的任何型号的计算终端，这里不再一一赘述。
参见图1，本实施例提出的一种冠脉图像造影方法，包括以下步骤：
步骤100、获取病人的冠脉CTA图像。
在步骤100中，服务器获取病人的冠脉CTA图像包括以下步骤(1)至步骤(3)：
(1)监测医生触发的病人冠脉CTA图像获取指令；
(2)向CTA机发出CTA图像获取指令，以使得CTA机获取病人的冠脉CTA图像；
(3)获取CTA机得到的病人冠脉CTA图像。
步骤102、对得到的冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像。
医生可以通过三维重建图像清楚的看到每条冠脉的走势与状态，从而帮助医生对病人整体的病情有更清楚的了解，医生也能更加清楚的对病变冠脉的狭窄程度与狭窄位置进行判断，从而选择感兴趣血管段。
具体地，步骤102包括以下步骤(1)至步骤(3)：
(1)对得到的冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
(2)从得到的三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；
(3)将确定出冠脉CTA图像中心线的三维冠脉图像展示给医生。
其中，服务器对得到的冠脉CTA图像通过现有的任何三维重建算法，对CT冠脉造影图像进行三维重建，这里不再一一赘述。
上述步骤2具体包括以下步骤(21)至步骤(23)：
(21)利用霍夫圆检测算法，从冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；
(22)根据确定的升主动脉图像的中心，从冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；
(23)从提取出的冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
在步骤21中，利用升主动脉圆柱状特性，利用霍夫圆检测算法从病人序列图像初始层逐层对整个图像进行圆形检测，当其中某一个圆心在连续几层上位置变化范围很小的时候，服务器可以确定该圆心即为升主动脉的中心。
步骤22具体包括以下步骤(221)至步骤(223)：
(221)根据升主动脉图像的中心，利用区域增长算法提取升主动脉图像；
(222)利用膨胀腐蚀算法对三维冠脉图像中的冠脉图像进行增强；
(223)利用升主动脉图像，对增强后的冠脉图像进行区域增长，提取出冠脉图像。
在步骤(223)中，在增强后的图像中利用已经提取出的升主动脉最外表面上的所有点作为种子点，在增强图像中做区域增长，其中增长长度最长且不同的两条血管即为冠脉左右两只。升主动脉最外表面的提取方法为，利用形态学算法对升主动脉进行腐蚀操作，然后利用原升主动脉图像减去腐蚀后的升主动脉图像即可得出。
针对血管闭塞严重的血管，因为闭塞部分血管显影不明显，可能无法自动提取出，这里需要医生针对闭塞严重血管进行手动提取。手动提取过程可以利用血管CT值局部相似性，以多个种子点在小范围内对血管进行提取从而保证血管的连续性。
步骤23具体包括以下步骤(231)至步骤(234)：
(231)对冠脉图像进行二值化操作，得到冠脉的二值图像；
(232)对冠脉的二值图像进行三维细化操作，提取血管的粗略中心线；
(233)对冠脉的粗略中心线进行连通域检测，确定出冠脉的端点；
(234)计算升主动脉图像的中心到冠脉的端点的最短路径，以得到的最短路径作为冠脉CTA图像中心线。
在步骤233中，连通域检测结果表示每一点在1个像素的三维邻域内相邻点的个数。当结果为1时，该像素点即为冠脉的端点。统计连通域检测所有结果为1且属于冠脉上的点即为每条冠脉分支的端点。
在步骤234中，根据欧式距离变换对提取出的冠脉的二值图像进行距离变换，在距离场中分别计算升主动脉几何中点到冠脉末梢点的最短路径。每个末梢点与升主动脉的几何中心所构成的最短路径记为该条血管所对应的中心线。
在步骤3中，服务器通过预先安装的显示设备向医生展示确定出冠脉CTA图像中心线的三维冠脉图像。
步骤104、获取医生在三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段。
在步骤104中，医生会通过服务器的输入设备在服务器的显示设备上显示的三维冠脉图像中，在确定出的血管中心线上设置感兴趣血管段的起始点和终止点，来选择三维冠脉图像中的感兴趣血管段。
步骤106、通过计算确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合，最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度。
其中，投影主角度是投影光源在冠脉CTA图像中心线方向上旋转的角度，投影副角度是投影光源在垂直于冠脉CTA图像中心线方向上旋转的角度。
投影光源就是设置在CTA机上，用于对冠脉进行造影得到冠脉造影图像的射线源。
上述感兴趣血管段的最佳造影角度组合应符合以下条件：
(1)最佳造影角度组合应最大可能地使CTA机在对冠脉造影时垂直于感兴趣血管段，即应满足最小投影距离；
(2)在最佳造影角度组合下，上述感兴趣血管段应尽可能没有被其他血管遮盖，即满足感兴趣血管段投影面积的最小遮盖。
步骤108、根据最佳造影主角度和最佳造影副角度对三维冠脉图像进行造影，得到最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的冠脉造影图像进行展示。
具体地，步骤108包括以下步骤(1)至步骤(3)：
(1)根据得到的最佳造影主角度和最佳造影副角度，调整CTA机的射线源的造影角度，使得CTA机在最佳造影角度组合下对病人的冠脉进行造影，得到最佳造影角度组合下的冠脉造影图像；
(2)获取CTA机在最佳造影角度组合下投影所得到的冠脉造影图像；
(3)将得到的冠脉造影图像进行展示。
综上所述，本实施例提供的一种冠脉图像造影方法，通过计算确定医生选择的感兴趣血管段的最佳造影主角度和最佳造影副角度，然后根据确定的最佳造影主角度和最佳造影副角度对病人的冠脉进行造影，得到病人的冠脉造影图像，与现有技术中需对病人的冠脉进行多次造影后才能明确病人冠脉病变位置相比，通过最佳造影角度组合对病人的冠脉只需进行一次造影，就可以确定病人的冠脉的病变位置，提高了冠脉造影的准确性，而且，由于减少了冠脉造影次数，所以减少了病人得到的射线辐射量和对比剂用量，尽可能降低了冠脉造影给病人身体所带来的损害。
为了得到感兴趣血管段的最佳造影角度组合，确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合，包括以下步骤(1)至步骤(3)：
(1)随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；
(2)根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；
(3)确定感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
在上述步骤1中，在造影主角度和造影副角度的预设角度范围内，随机生成预设数量的造影角度组合。
在上述步骤2中，计算任一造影角度组合下冠脉造影图像面积值的过程包括如下步骤(21)至步骤(23)：
(21)根据造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到造影角度组合下三维冠脉图像中感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
(22)根据公式确定感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
(23)根据确定出的感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到造影角度组合下感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
在步骤21中，对感兴趣血管段中的模拟造影图像区域中的像素点设置预定的感兴趣血管段标识，对其他血管段的模拟造影图像区域中的像素点设置预定的其他血管段标识。如果感兴趣血管段中的模拟造影图像区域中的某一像素点被其他血管段的模拟造影图像区域覆盖时，那么该像素点的就即拥有感兴趣血管段标识，又拥有其他血管段标识。
在步骤22中，根据感兴趣血管段中的模拟造影图像区域中各像素点中所具有的标识，确定感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)。
如果感兴趣血管段中的模拟造影图像区域中的某一像素点即拥有感兴趣血管段标识，又拥有其他血管段标识，那么该像素点的f(i,j)＝0；若只拥有感兴趣血管段标识，那么该像素点的f(i,j)＝1；若只拥有其他血管段标识，那么该像素点的f(i,j)＝0。
在步骤23中，任一影角度组合下感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值F＝∑f(i,j)，如果F值越大，说明该F值所对应的造影角度组合就越符合上述感兴趣血管段的最佳造影角度组合所满足的条件。
在一个具体的实施方式中，在上述步骤2中，遗传算法的基本运算过程包括如下步骤(a)至步骤(f)：
(a)初始化：设置进化代数计数器t＝0，设置最大进化代数T，随机生成M个体作为初始群体P(0)；
(b)个体评价：计算群体P(t)中各个个体的适应度。
(c)选择运算：将选择算子作用于群体。选择的目的是把优化的个体直接遗传到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代。选择操作是建立在群体中个体的适应度评估基础上的。
(d)交叉运算：将交叉算子作用于群体。遗传算法中起核心作用的就是交叉算子。
(e)变异运算：将变异算子作用于群体。即是对群体中的个体串的某些基因座上的基因值作变动。
群体P(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体P(t+1)。
(f)终止条件判断:若t＝T,则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为最优解输出，终止计算。
优选地，在上述步骤中，遗传算法使用的具体参数如下：
设置每个投影的主角度与副角度的组合为一个个体，并在血管机机械约束范围内随机设置30组不同的个体；个体的适应度为视角的代价函数优化迭代次数设置为200；交叉概率设置为0.7；变异概率是0.05。
综上所述，通过迭代算法，结合血管间遮盖的影响及造影系统机构的实际限制，确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合，从而在根据最佳造影角度组合对感兴趣血管段进行造影时，提高了后续冠脉介入诊疗的便利性；且采用该最佳投射角度进行冠脉造影时，使得造射角度选择的时间也相应缩短，节省了成本，提高了效率。
实施例2
参见图2，本实施例提供一种冠脉图像造影装置，用于执行上述的冠脉图像造影方法，包括：
图像获取模块200，用于获取病人的冠脉CTA图像；三维重建模块202，用于对得到的冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；血管获取模块204，用于获取医生在三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；计算模块206，用于通过计算确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合，最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度；造影模块208，用于根据最佳造影主角度和最佳造影副角度对三维冠脉图像进行造影，得到最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的冠脉造影图像进行展示。
具体地，三维重建模块202，包括：三维重建单元，用于对得到的冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；图像中心线确定单元，用于从得到的三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；展示单元，用于将确定出冠脉CTA图像中心线的三维冠脉图像展示给医生。
进一步地，图像中心线确定单元，包括：计算子单元，用于利用霍夫圆检测算法，从冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；提取子单元，用于根据确定的升主动脉图像的中心，从冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；图像中心线确定子单元，用于从提取出的冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
为了得到感兴趣血管段的最佳造影角度组合，计算模块206，包括：生成单元，用于随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；计算单元，用于根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；确定单元，用于确定感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
其中，计算单元，包括：
模拟造影单元，用于根据造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到造影角度组合下三维冠脉图像中感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
参考值计算单元，用于根据公式
确定感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
冠脉造影图像面积值计算单元，用于根据确定出的感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
综上所述，通过迭代算法，结合血管间遮盖的影响及造影系统机构的实际限制，确定感兴趣血管段的最佳造影角度组合，从而在根据最佳造影角度组合对感兴趣血管段进行造影时，提高了后续冠脉介入诊疗的便利性；且采用该最佳投射角度进行冠脉造影时，使得造射角度选择的时间也相应缩短，节省了成本，提高了效率。
综上所述，本实施例提供的一种冠脉图像造影装置，通过计算确定医生选择的感兴趣血管段的最佳造影主角度和最佳造影副角度，然后根据确定的最佳造影主角度和最佳造影副角度对病人的冠脉进行造影，得到病人的冠脉造影图像，与现有技术中需对病人的冠脉进行多次造影后才能明确病人冠脉病变位置相比，通过最佳造影角度组合对病人的冠脉只需进行一次造影，就可以确定病人的冠脉的病变位置，提高了冠脉造影的准确性，而且，由于减少了冠脉造影次数，所以减少了病人得到的射线辐射量和对比剂用量，尽可能降低了冠脉造影给病人身体所带来的损害。
本发明实施例所提供的进行冠脉图像造影方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种冠脉图像造影方法，其特征在于，包括：
获取病人的冠脉计算机断层摄影血管造影术CTA图像；
对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
获取医生在所述三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；
通过计算确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度；
根据所述最佳造影主角度和所述最佳造影副角度对所述三维冠脉图像进行造影，得到所述最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的所述冠脉造影图像进行展示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像，包括：
对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；
将确定出所述冠脉CTA图像中心线的所述三维冠脉图像展示给所述医生。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线，包括：
利用霍夫圆检测算法，从所述冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；
根据确定的所述升主动脉图像的中心，从所述冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；
从提取出的所述冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度，包括：
随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个所述造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；
根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；
确定所述感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值，包括：
根据所述造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对所述三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到所述造影角度组合下所述三维冠脉图像中所述感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
根据公式确定所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在所述感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
根据确定出的所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到所述造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
6.一种冠脉图像造影装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取病人的冠脉计算机断层摄影血管造影术CTA图像；
三维重建模块，用于对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
血管获取模块，用于获取医生在所述三维冠脉图像中选择的感兴趣血管段；
计算模块，用于通过计算确定所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合，所述最佳造影角度组合包括最佳造影主角度和最佳造影副角度；
造影模块，用于根据所述最佳造影主角度和所述最佳造影副角度对所述三维冠脉图像进行造影，得到所述最佳造影角度组合下的冠脉造影图像，并将得到的所述冠脉造影图像进行展示。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述三维重建模块，包括：
三维重建单元，用于对得到的所述冠脉CTA图像进行三维重建，得到三维冠脉图像；
图像中心线确定单元，用于从得到的所述三维冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线；
展示单元，用于将确定出所述冠脉CTA图像中心线的所述三维冠脉图像展示给所述医生。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述图像中心线确定单元，包括：
计算子单元，用于利用霍夫圆检测算法，从所述冠脉CTA图像中确定出升主动脉图像的中心；
提取子单元，用于根据确定的所述升主动脉图像的中心，从所述冠脉CTA图像中提取出冠脉图像；
图像中心线确定子单元，用于从提取出的所述冠脉图像中，确定出冠脉CTA图像中心线。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块，包括：
生成单元，用于随机生成预设数量的造影角度组合，其中，每个所述造影角度组合均包括一造影主角度和一造影副角度；
计算单元，用于根据预设的迭代次数，通过遗传算法对随机生成的所述造影角度组合进行迭代计算，得到多种造影角度组合下所述感兴趣血管段的模拟冠脉造影图像面积值；
确定单元，用于确定所述感兴趣血管段的最大模拟冠脉造影图像面积值对应的造影角度组合作为所述感兴趣血管段的最佳造影角度组合。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：
模拟造影单元，用于根据所述造影角度组合中记录的造影主角度和造影副角度，对所述三维冠脉图像进行模拟造影，分别得到所述造影角度组合下所述三维冠脉图像中所述感兴趣血管段和其他血管段的模拟造影图像区域；
参考值计算单元，用于根据公式
确定所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值f(i,j)，其中，select(i,j)＝1表示像素点在所述感兴趣血管段上，unselect(i,j)＝1表示像素点在其他血管段上，i表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的横坐标，j表示所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的纵坐标；
冠脉造影图像面积值计算单元，用于根据确定出的所述感兴趣血管段的模拟造影图像区域中各像素点的参考值，得到所述造影角度组合下所述感兴趣血管段的冠脉造影图像面积值。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160824 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |