一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鈣化斑塊去除方法，尤其涉及一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法。
【背景技術】
[0002]與本發(fā)明最接近的技術是基于醫(yī)學影像的血管圖像分割技術，其原理是使用生長算法，按像素的灰度范圍進行血管分割，從而獲得三維圖像模型。為了更好地進行圖像分害J，這類算法主要基于增強的CT (掃描前患者靜脈注射使得血液在X光下亮度增高的造影劑)，按照增強亮度的血液灰度值范圍從周圍組織中，利用區(qū)域生長算法，進行冠脈分割和三維圖像重建。
[0003]現(xiàn)有技術不能很好的處理鈣化斑塊。按美國心臟病協(xié)會，根據CT值(組織對于X光的吸收率，CT值的單位是Hu)對斑塊進行分型，將斑塊分為:軟斑塊(CT值< 50HU);纖維斑塊(CT值50HU-130HU);鈣化斑塊(CT值> 130HU)，其中軟斑塊和纖維斑塊統(tǒng)稱為非鈣化斑塊。而在增強的CT圖像中，血液的CT值范圍在150?500HU，與鈣化斑塊的灰度范圍重疊。這樣，依靠灰度(與CT是線性正向關系，可以相互換算)范圍是不可能把鈣化斑塊精確的分離出來。
[0004]另外，按醫(yī)學統(tǒng)計，鈣化斑塊按灰度的體積分布是:大于400HU的占比只有10%，小于200HU的占比大約50%。也是說，按灰度閾值，對于一個I丐化斑塊，大約一半以上的體積是不能從血液中分割出來。這將造成冠脈三維重建的不準確性。特別是鈣化斑塊通常造成狹窄，沒有完整去除鈣化斑塊的血管降造成血管狹窄程度測量的誤差。對臨床而言，錯誤的狹窄程度估計可能造成誤診。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述技術所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法。
[0006]為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種冠脈三維重建中的鈣化斑塊去除方法，本發(fā)明的具體步驟為:
[0007]在步驟SI中，開始，進入步驟S2 ；
[0008]在步驟S2中，讀取患者平掃CT和增強CT影像數(shù)據；在具體CT掃描時同時完成兩種掃描或者分時段進行；分時段，要求兩種掃描的體位和掃描角度是一致的；然后分別在影像數(shù)據上選擇A、B、C三個校準點；校準點用來校準兩個不同的影像數(shù)據到同一坐標空間中；校準點選擇左冠入口、右冠入口和左冠第一個分叉點或其他分叉點；
[0009]所述校準點也可以選擇其他點，能夠形成三角形，獨立標志一個三維坐標系即可；
[0010]記錄下校準點的坐標，對平掃CT和增強CT的三個校準點分別計為Al、B1、Cl和A2、B2、C2 ;用于步驟S5中坐標轉換；[0011 ] 然后進入步驟S3和S4 ；
[0012]在步驟S3中，針對平掃影像數(shù)據進行鈣化斑塊識別；在平掃下，鈣化斑塊的灰度值大于130HU，與骨骼灰度值一樣，而周圍的組織的灰度值都小于130HU，灰度值與高亮度鈣化斑塊有明顯區(qū)別，進而發(fā)現(xiàn)和識別鈣化斑塊，生成鈣化斑塊的空間像素點集合；然后進入步驟S5 ；
[0013]鈣化斑塊識別出來的要點為:
[0014](I)、坐標系中限定心臟區(qū)間，排除骨骼的干擾；
[0015](2)、尋找區(qū)間內所有CT值，按灰度值轉換，大于130HU的像素點；
[0016](3)、按是否相鄰對這些像素點進行分塊；
[0017](4)、分塊面積大于3個像素點的斑塊標志為一個鈣化斑塊。
[0018]在三維坐標系中，四個像素點的鈣化斑塊分別標注為Al、A2、A3、A4 ;
[0019]針對個體差異，鈣化斑塊的CT閾值需要在80-140HU之間進行一些調整，未成年人的閾值低一些；冠心病患者，年齡50歲以上的，130HU是合理的閾值；
[0020]完成所有鈣化斑塊識別后進入步驟S5 ;
[0021]在步驟S4中，在增強CT影像上進行冠脈分割和重建三維冠脈模型；
[0022]然后對生長完成的圖像進行網格化處理；
[0023]然后進入步驟S5 ；
[0024]在步驟S5中，對鈣化斑塊和冠脈網格的兩個三維空間進行校準，放在同一個坐標系中；把鈣化斑塊放到冠脈網格坐標系中的方法如下:
[0025](I)、按步驟S2，鈣化斑塊的校準點Al、B1、Cl ;冠脈網格的校準點A2、B2、C2 ；
[0026](2)、鈣化斑塊坐標系平移，使得Al的坐標轉化成A2即Al = A2 ;
[0027](3)、鈣化斑塊坐標系旋轉，使得向量AlBl與A2B2重合；
[0028](4)、鈣化斑塊坐標系旋轉，圍繞A2B2，使得向量AlCl與A2C2重合；
[0029]至此，把鈣化斑塊中像素的坐標都轉化到了冠脈網格的坐標系中；然后遍歷鈣化斑塊中的像素，如果該像素在冠脈的某網格中，去除該網格；最后得到的網格即為去除鈣化斑塊的冠脈血流三維圖像模型；
[0030]進入步驟S6，結束。
[0031]本發(fā)明通過對比平掃CT和增強CT，從而在增強CT的冠脈三維模型中去除平掃識別的鈣化斑塊，獲得精確的冠脈三維血液形態(tài)模型；為臨床的狹窄評估和流體力學的血液動力分析提供支持。
【附圖說明】
[0032]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0033]圖1為本發(fā)明流程圖。
[0034]圖2為在影像數(shù)據上選擇A、B、C三個校準點的示意圖。
[0035]圖3為血管中高亮度鈣化斑塊的示意圖。
[0036]圖4為在三維坐標系中，四個像素點的鈣化斑塊(Al，A2，A3，A4)的示意圖。
[0037]圖5為生長完成的圖像網格化示意圖。
[0038]圖6為鈣化斑塊的校準點Al、B1、Cl ;冠脈網格的校準點A2、B2、C2的示意圖。
[0039]圖7為鈣化斑塊坐標系平移，使得Al的坐標轉化成A2(即Al = A2)的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的具體步驟為:
[0041 ] 在步驟SI中，開始，進入步驟S2 ；
[0042]在步驟S2中，讀取患者平掃CT和增強CT影像數(shù)據；在具體CT掃描時，可以同時完成兩種掃描，或者分時段進行。如果分時段，要求兩種掃描的體位和掃描角度是一致的。然后分別在影像數(shù)據上選擇A、B、C三個校準點。校準點用來校準兩個不同的影像數(shù)據到同一坐標空間中。校準點可以選擇左冠入口、右冠入口和左冠第一個分叉點(左前降支和左回旋支的分叉點)或其他分叉點，見圖2箭頭標注的A、B和C點。當然，校準點也可以選擇其他點，只要能夠形成三角形，獨立標志一個三維坐標系即可。記錄下校準點的坐標，對平掃CT和增強CT的三個校準點分別計為Al、B1、Cl和A2、B2、C2。以便用于步驟S5中坐標轉換。
[0043]然后進入步驟S3和S4 ；
[004