一种心脏模型建立、配准及多平面重建的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及一种也脏模型建立、配准及多平面重建 的方法。
【背景技术】
[0002] 也脏在人体胸腔中的位置个体差异性很大，不能使用躯体标准的正交轴平面如 横切面、冠状面和矢状面进行断层成像显示。为了对也脏有一个统一的解剖描述，如参 考文献 1:ManuelD.Cerqueira,NeilJ.Weissman,etal.Standardizedmyocardial segmentationandnomenclaturefortomographicimagingoftheheart[J].Journal ofAmericanHeartAssociation, 2002,105:539-542.中所述，美国也脏协会（American 化artAssociation,AHA)于2002年定义了也脏断层成像视角和方向的标准。短轴、垂直 长轴和水平长轴被用于描述H个也脏视角平面。具体地如图1所示，分别具体定义了在 SPECT、阳T、CT和CMR等断层成像模态中也脏的标准显示方向，并分别对应命名为短轴、垂 直长轴和水平长轴方向。为了使获得的也脏断层图像与上述标准一致，临床应用需要对也 脏断层图像进行多平面自动重建来获得标准也脏显示视图。
[0003] 对也脏进行多平面重建的关键在于确定也脏的方向，即找到也脏长轴和短轴的位 置。现有的也脏多平面重建方法主要可W分为基于人机交互的方法和基于模型拟合的方法 两类。
[0004] 基于人机交互的方法主要通过手工调整图像来确定也脏的长轴和短轴位置或 者也脏的一些关键点的位置，操作过程比较费时，且易受到人的主观因素干扰而造成偏 差，不能满足现代临床应用的需要。上述方法具体地可参考参考文献2;BorrelloJA， ClinthorneNH,et过1.Oblique-过ngletomogr过phy：过reconstructingalgorithmfrom transaxialtomographicdata[JLJ.NucI.Med.，1981,26 :1445-1455.;参考文献 3 : HeZX，MaublantJC，CauvinJC，VeyreA.民eorientationoftheleftventricular longaxisonmyocardialtransaxialtomographybyalinearfittingmethod[J]. J.Nucl.Med.，1991，32 :1794-1800.;参考文献4 :Sheck:har.RandZagrodsky.V.CineMPR: interactivemultiplanarreformattingoffour-dimensionalcardiacdatausing hardware-acceleratedtexturemapping[J].IEEETrans,onInformationTechnology inBiomedicine,2003,7(4) :394-393.。
[0005]进一步地，如参考文献 5 :G.Germano，P.B.Kavana組，etal.Automatic reorientationofthree-dimensional,transaxialmyocardialperfusionSPECT images[J].J.Nucl.Med.，1995,36(6) :1107-1114.中所描述，Germano等人提出了一种自 动确定长轴的方法是将備球模型与数据进行拟合，并使用用于重取向的对称轴。然而这种 備球的数学模型不能反映也脏的非对称性W及个体解剖结构的差异，并且如果存在大量的 摄入缺失，常常不能定位所述长轴。
[0006]如参考文献 6:MullickRakeshMullick，NorbertoF.Ezquerra.Automatic DeterminationofLVOrientationfromSPECTData[J].IEEETrans.OnMedical Imaging，1995，14(l) ;88-99.中所描述，Mullick等人提出了一种复杂的3D网格模型，通过 迭代过程不断地约束所述网格模型改变形状并将所述网格模型拉成输入也脏的形状，并根 据拟合的3D网格模型来估计也脏的方向。该种方法的缺点在于其使用的网格模型复杂度 较高，存在运算量过大的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明解决的问题是提供一种也脏模型建立、配准及多平面重建的方法多平面重 建的方法，用W对也脏断层图像进行多平面自动重建来获得标准也脏显示视图。
[0008] 为了解决上述问题，本发明提供一种也脏模型建立方法，包括：提供也脏断层图 像，获取所述也脏断层图像的点信息，并基于所述点信息建立所述也脏断层图像对应的也 脏模型。
[0009] 可选的，所述也脏图像的点信息包括也脏关键点的点信息，所述关键点分别为：左 也室中也、二尖瓣中也、也尖、右也房中也、右也室中也和H尖瓣中也的之一或组合。
[0010] 可选的，所述也脏图像的点信息包括用于配准的稀疏的左也室轮廓点信息。
[0011] 可选的，获取所述也脏断层图像的点信息前包括：对所述也脏断层图像进行也脏 分区的标定，并根据所述标定的分区掩模计算所述点信息。
[0012] 本发明还提供一种也脏模型配准方法，包括：提供也脏断层图像，获取所述也脏断 层图像的点信息，并基于所述点信息建立所述也脏断层图像对应的也脏模型；输入待配准 的也脏断层图像，将所述也脏模型与所述待配准的也脏断层图像进行配准，W获取与所述 待配准的也脏断层模型图像对应配准成功的也脏模型。
[0013] 可选的，所述配准为迭代最近点配准。
[0014] 可选的，所述配准前还包括在所述待配准的也脏断层图像中提取左也室壁区域。
[0015] 可选的，所述提取左也室壁区域包括；提取输入图像中灰度值极大值点，并W所述 灰度值极大值点为种子点，通过区域增长的方法生成左也室壁目标点集。
[0016] 可选的，将所述左也室壁目标点集与所述也脏模型库中的也脏模型逐一进行配 准，直至配准成功。
[0017] 可选的，还包括获取所述配准对应的变换矩阵，基于所述变换矩阵及也脏模型中 的点信息，获取所述待配准也脏断层图像对应的也脏的点信息及方向特征信息。
[0018] 可选的，所述获取所述待配准也脏断层图像对应的也脏的点信息及方向特征信息 包括；基于所述变换矩阵及也脏模型中的点信息，获取所述待配准也脏断层图像中对应的 点信息，并W此确定所述待配准也脏断层图像的也脏长轴方向和第一短轴方向；再根据所 述长轴方向和第一短轴方向，通过施密特正交方法求得对应的第二短轴方向。
[0019] 本发明还提供一种也脏的多平面重建的方法，提供也脏断层图像，并基于其的点 信息建立对应的也脏模型；输入待配准也脏断层图像，将所述也脏模型与所述待配准的也 脏断层图像进行配准，获取与所述输入的也脏断层模型图像对应配准的也脏模型；基于配 准后的也脏模型，对待配准的也脏断层图像进行多平面图像的重建，获取对应的也脏标准 视角图像。
[0020] 可选的，所述多平面图像的重建包括；W所述配准后的也脏模型的左也室中也为 中也，所述也脏模型的长轴，第一短轴和第二短轴分别对应为H维坐标轴，进行所述多平面 重建。
[0021] 本发明提出了一种新的框架和方法，能够快速有效地实现断层也脏图像的多平面 自动重建。与现有技术相比，本发明具有W下优点：
[0022] 通过建立也脏模型库，将其中一个也脏模型与输入也脏图像计算得到的点集进行 配准，然后根据配准得到的变换关系由所述也脏模型的关键点位置映射求得输入图像中也 脏对应的关键点位置，然后根据求得的关键点位置计算出长轴和短轴方向。
[0023] 进一步地，所述也脏模型库包含多个模型，可W保证在配准时找到与输入也脏图 像匹配精度较高的模型，提升了本方法的鲁棒性。
[0024] 通过使用快速分割的方法提取左也室壁建立目标点集，并基于迭代最近点算法 (IterativeClosest化int，ICP)实现了目标点集和模型的快速配准，使本方法有处理速 度上的明显优势。
【附图说明】
[0025]图1所示为现有技术的断层成像模态中也脏的标准显示方向示意图；
[0026] 图2所示为本发明一个实施例的多平面重建方法示意图；
[0027]图3所示为根据上述的也脏模型建立方法建立的也脏模型；
[0028] 图4所示为本发明一个实施例的多平面重建方法的结果对比示意图。
【具体实施方式】
[0029] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明。但是本发明能够W 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0030] 其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所 述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0031] 本发明提供一种也脏模型建立方法，包括：提供也脏断层图像，获取所述也脏断层 图像的点信息，并基于所述点信息建立所述也脏断层图像对应的也脏模型。其中，所述也脏 断层图像为CT也脏断层图像或者MR也脏断层图像。所述点信息包括也脏关键点的点信息， 分别为：左也室中也、二尖瓣中也、也尖、右也房中也、右也室中也和H尖瓣中也的之一或组 厶 口 〇
[0032] 进一步地，所述也脏图像点信息包括用于配准的稀疏的左也室轮廓点信息。所述 左也室轮廓点数目范围为50~200。较佳地，所述左也室轮廓点数目为57。
[0033] 进一步所述获取所述也脏断层图像的点信息包括：在获取所述对所述也脏断层图 像进行也脏分区的标定，并根据所述标定的分区掩模计算所述点信息，所述点信息包括关 键点信息和左也室轮廓点信息。
[0034] 本发明提供一种也脏模型配准方法，包括：提供也脏断层图像，获取所述也脏断层 图像的点信息，并基于所述点信息建立所述也脏断层图像对应的也脏模型；输入待配准的 也脏断层图像，将所述也脏模型与