專利名稱：一種cag圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)X射線冠狀動(dòng)脈造影(coronary angiography, CAG)圖像序列進(jìn)行彈性配準(zhǔn)的方法，屬醫(yī)學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
X射線冠狀動(dòng)脈造影(coronary angiography, CAG)是目前臨床普遍采用的診斷冠心病的介入影像技術(shù)。將特制的導(dǎo)管，經(jīng)皮穿刺從股動(dòng)脈或上臂的橈動(dòng)脈逆行插入，送至升主動(dòng)脈，在X射線透視圖像的指導(dǎo)下，探尋左或右冠狀動(dòng)脈口插入，然后注入造影劑，使冠狀動(dòng)脈顯影，利用造影機(jī)從不同角度進(jìn)行電影攝影或快速連續(xù)攝片。冠狀動(dòng)脈附著于心外膜表面上，隨心臟有節(jié)律地運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)是非剛性的，包含平移、旋轉(zhuǎn)、膨脹/收縮、蛇形體變形等多種運(yùn)動(dòng)形式，因而在心動(dòng)周期的不同時(shí)刻血管的形態(tài)會(huì)發(fā)生很大變化，單純依靠一個(gè)時(shí)刻的二維投影很難得到對(duì)冠脈血管形態(tài)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確描述。而CAG圖像序列記錄了心動(dòng)周期中冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)和變形的過(guò)程，不僅包含冠脈的形態(tài)結(jié)構(gòu)信息，而且包含其運(yùn)動(dòng)變形信息。對(duì)CAG圖像序列中的各相鄰幀進(jìn)行配準(zhǔn)，找到血管投影點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于獲取心動(dòng)周期中冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)和變形信息，進(jìn)而分析心臟的運(yùn)動(dòng)情況，以及冠脈血管的
動(dòng)態(tài)三維重建等都具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)CAG圖像序列進(jìn)行彈性配準(zhǔn)的方法，從而為分析冠狀動(dòng)脈及心臟的運(yùn)動(dòng)情況以及冠脈血管的動(dòng)態(tài)三維重建奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，所述方法首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，并將其表示成像素點(diǎn)的有序集合；然后通過(guò)使預(yù)先設(shè)定的配準(zhǔn)誤差函數(shù)最小，找到各血管分支相鄰時(shí)刻兩個(gè)血管骨架點(diǎn)集合之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體步驟如下
a.采用自適應(yīng)灰度閾值法對(duì)CAG圖像進(jìn)行分割遍歷整幅圖像，對(duì)每一個(gè)像素H確定以其為中心的一個(gè)大小為(2^+1) X ( 25·+1)像素的正方形鄰域，以鄰域內(nèi)的灰度均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差之和作為像素(U)的灰度閾值％
S s Π~iΓ權(quán)利要求
1.一種CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，其特征是，所述方法首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，并將其表示成像素點(diǎn)的有序集合；然后通過(guò)使預(yù)先設(shè)定的配準(zhǔn)誤差函數(shù)最小，找到各血管分支相鄰時(shí)刻兩個(gè)血管骨架點(diǎn)集合之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體步驟如下 a.采用自適應(yīng)灰度閾值法對(duì)CAG圖像進(jìn)行分割遍歷整幅圖像，對(duì)每一個(gè)像素(i,j),確定以其為中心的一個(gè)大小為(2S+1) X ( 2S+1)像素的正方形鄰域，以鄰域內(nèi)的灰度均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差之和作為像素(U)的灰度閾值Tu
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，其特征是，采用區(qū)域生長(zhǎng)法對(duì)自適應(yīng)灰度閾值分割后得到的二值圖像進(jìn)行處理，完成對(duì)血管樹(shù)的提取的步驟如下 步驟一、按照從左到右、或者從上到下的順序遍歷整幅二值圖像，找到一個(gè)種子點(diǎn)、即灰度值為O的像素,記其坐標(biāo)為(U)； 步驟二、定義兩個(gè)隊(duì)列工作隊(duì)列仏和區(qū)域隊(duì)列仏，將仏和仏清空，以種子點(diǎn)(U)為起點(diǎn)，按照如下循環(huán)進(jìn)行 ①把種子點(diǎn)(U)加入仏中，同時(shí)加入仏中，當(dāng)前指針指向^的種子點(diǎn)(U); ②從仏中取出指針?biāo)傅狞c(diǎn)，判斷其WXW鄰域內(nèi)像素點(diǎn)的灰度值如果鄰域點(diǎn)的灰度值為O，則將該點(diǎn)同時(shí)加入到仏和仏中，把該點(diǎn)和種子點(diǎn)的灰度值都置為背景值255 ； ③工作隊(duì)列Ggr的指針向后移動(dòng)一位； ④如果當(dāng)前指針指向仏末尾，則轉(zhuǎn)向步驟⑤；否則，重復(fù)步驟① ③； ⑤輸出血管區(qū)域隊(duì)列仏，繼續(xù)步驟三； 步驟三、如果仏中點(diǎn)的總數(shù)小于預(yù)先設(shè)定的閾值Tlr,那么轉(zhuǎn)向步驟一，找到下一個(gè)灰度值為O的點(diǎn)作為種子點(diǎn)，重復(fù)步驟二中的① ⑤；否則，轉(zhuǎn)向步驟四； 步驟四、輸出區(qū)域隊(duì)列仏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，其特征是，采用區(qū)域生長(zhǎng)法對(duì)自適應(yīng)灰度閾值分割后得到的二值圖像進(jìn)行處理時(shí)，區(qū)域隊(duì)列仏中點(diǎn)的總數(shù)的閾值為二值圖像中灰度值為O的像素總數(shù)的60% ;鄰域尺寸/ =7 (像素)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，其特征是，曲線一在點(diǎn)《處的曲率采用下式近似計(jì)算
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，其特征是，采用自適應(yīng)灰度閾值法對(duì)CAG圖像進(jìn)行分割時(shí)，鄰域尺寸S=IO (像素)。
全文摘要
一種CAG圖像序列的彈性配準(zhǔn)方法，它首先從各幀CAG圖像中提取出主要血管分支的單像素、8-連通的骨架，并將其表示成像素點(diǎn)的有序集合；然后通過(guò)使預(yù)先設(shè)定的配準(zhǔn)誤差函數(shù)最小，找到各血管分支相鄰時(shí)刻兩個(gè)血管骨架點(diǎn)集合之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明利用預(yù)先設(shè)定的配準(zhǔn)誤差函數(shù)對(duì)X射線冠狀動(dòng)脈造影圖像序列中的各相鄰幀進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，找到血管投影骨架點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為準(zhǔn)確獲取心動(dòng)周期中冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)和變形信息，進(jìn)而分析心臟的運(yùn)動(dòng)情況，以及冠脈血管的動(dòng)態(tài)三維重建創(chuàng)造了便利條件。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102722882SQ20121010649
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者劉冰茹, 劉存, 孫正 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定)