一种冠脉三维重建中的钙化斑块去除方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钙化斑块去除方法，尤其涉及一种冠脉三维重建中的钙化斑块去除方法。
【背景技术】
[0002]与本发明最接近的技术是基于医学影像的血管图像分割技术，其原理是使用生长算法，按像素的灰度范围进行血管分割，从而获得三维图像模型。为了更好地进行图像分害J，这类算法主要基于增强的CT (扫描前患者静脉注射使得血液在X光下亮度增高的造影剂)，按照增强亮度的血液灰度值范围从周围组织中，利用区域生长算法，进行冠脉分割和三维图像重建。
[0003]现有技术不能很好的处理钙化斑块。按美国心脏病协会，根据CT值(组织对于X光的吸收率，CT值的单位是Hu)对斑块进行分型，将斑块分为:软斑块(CT值< 50HU);纤维斑块(CT值50HU-130HU);钙化斑块(CT值> 130HU)，其中软斑块和纤维斑块统称为非钙化斑块。而在增强的CT图像中，血液的CT值范围在150?500HU，与钙化斑块的灰度范围重叠。这样，依靠灰度(与CT是线性正向关系，可以相互换算)范围是不可能把钙化斑块精确的分离出来。
[0004]另外，按医学统计，钙化斑块按灰度的体积分布是:大于400HU的占比只有10%，小于200HU的占比大约50%。也是说，按灰度阈值，对于一个I丐化斑块，大约一半以上的体积是不能从血液中分割出来。这将造成冠脉三维重建的不准确性。特别是钙化斑块通常造成狭窄，没有完整去除钙化斑块的血管降造成血管狭窄程度测量的误差。对临床而言，错误的狭窄程度估计可能造成误诊。
【发明内容】
[0005]为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种冠脉三维重建中的钙化斑块去除方法。
[0006]为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是:一种冠脉三维重建中的钙化斑块去除方法，本发明的具体步骤为:
[0007]在步骤SI中，开始，进入步骤S2 ；
[0008]在步骤S2中，读取患者平扫CT和增强CT影像数据；在具体CT扫描时同时完成两种扫描或者分时段进行；分时段，要求两种扫描的体位和扫描角度是一致的；然后分别在影像数据上选择A、B、C三个校准点；校准点用来校准两个不同的影像数据到同一坐标空间中；校准点选择左冠入口、右冠入口和左冠第一个分叉点或其他分叉点；
[0009]所述校准点也可以选择其他点，能够形成三角形，独立标志一个三维坐标系即可；
[0010]记录下校准点的坐标，对平扫CT和增强CT的三个校准点分别计为Al、B1、Cl和A2、B2、C2 ;用于步骤S5中坐标转换；[0011 ] 然后进入步骤S3和S4 ；
[0012]在步骤S3中，针对平扫影像数据进行钙化斑块识别；在平扫下，钙化斑块的灰度值大于130HU，与骨骼灰度值一样，而周围的组织的灰度值都小于130HU，灰度值与高亮度钙化斑块有明显区别，进而发现和识别钙化斑块，生成钙化斑块的空间像素点集合；然后进入步骤S5 ；
[0013]钙化斑块识别出来的要点为:
[0014](I)、坐标系中限定心脏区间，排除骨骼的干扰；
[0015](2)、寻找区间内所有CT值，按灰度值转换，大于130HU的像素点；
[0016](3)、按是否相邻对这些像素点进行分块；
[0017](4)、分块面积大于3个像素点的斑块标志为一个钙化斑块。
[0018]在三维坐标系中，四个像素点的钙化斑块分别标注为Al、A2、A3、A4 ;
[0019]针对个体差异，钙化斑块的CT阈值需要在80-140HU之间进行一些调整，未成年人的阈值低一些；冠心病患者，年龄50岁以上的，130HU是合理的阈值；
[0020]完成所有钙化斑块识别后进入步骤S5 ;
[0021]在步骤S4中，在增强CT影像上进行冠脉分割和重建三维冠脉模型；
[0022]然后对生长完成的图像进行网格化处理；
[0023]然后进入步骤S5 ；
[0024]在步骤S5中，对钙化斑块和冠脉网格的两个三维空间进行校准，放在同一个坐标系中；把钙化斑块放到冠脉网格坐标系中的方法如下:
[0025](I)、按步骤S2，钙化斑块的校准点Al、B1、Cl ;冠脉网格的校准点A2、B2、C2 ；
[0026](2)、钙化斑块坐标系平移，使得Al的坐标转化成A2即Al = A2 ;
[0027](3)、钙化斑块坐标系旋转，使得向量AlBl与A2B2重合；
[0028](4)、钙化斑块坐标系旋转，围绕A2B2，使得向量AlCl与A2C2重合；
[0029]至此，把钙化斑块中像素的坐标都转化到了冠脉网格的坐标系中；然后遍历钙化斑块中的像素，如果该像素在冠脉的某网格中，去除该网格；最后得到的网格即为去除钙化斑块的冠脉血流三维图像模型；
[0030]进入步骤S6，结束。
[0031]本发明通过对比平扫CT和增强CT，从而在增强CT的冠脉三维模型中去除平扫识别的钙化斑块，获得精确的冠脉三维血液形态模型；为临床的狭窄评估和流体力学的血液动力分析提供支持。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0033]图1为本发明流程图。
[0034]图2为在影像数据上选择A、B、C三个校准点的示意图。
[0035]图3为血管中高亮度钙化斑块的示意图。
[0036]图4为在三维坐标系中，四个像素点的钙化斑块(Al，A2，A3，A4)的示意图。
[0037]图5为生长完成的图像网格化示意图。
[0038]图6为钙化斑块的校准点Al、B1、Cl ;冠脉网格的校准点A2、B2、C2的示意图。
[0039]图7为钙化斑块坐标系平移，使得Al的坐标转化成A2(即Al = A2)的示意图。
【具体实施方式】
[0040]如图1所示，本发明的具体步骤为:
[0041 ] 在步骤SI中，开始，进入步骤S2 ；
[0042]在步骤S2中，读取患者平扫CT和增强CT影像数据；在具体CT扫描时，可以同时完成两种扫描，或者分时段进行。如果分时段，要求两种扫描的体位和扫描角度是一致的。然后分别在影像数据上选择A、B、C三个校准点。校准点用来校准两个不同的影像数据到同一坐标空间中。校准点可以选择左冠入口、右冠入口和左冠第一个分叉点(左前降支和左回旋支的分叉点)或其他分叉点，见图2箭头标注的A、B和C点。当然，校准点也可以选择其他点，只要能够形成三角形，独立标志一个三维坐标系即可。记录下校准点的坐标，对平扫CT和增强CT的三个校准点分别计为Al、B1、Cl和A2、B2、C2。以便用于步骤S5中坐标转换。
[0043]然后进入步骤S3和S4 ；
[004