血管内超声与血管内OCT图像的融合方法技术

一种血管内超声与血管内OCT图像的融合方法，所述方法包括以下步骤：a.图像检索：对于在血管段上相同位置处采集的IVUS和IV-OCT图像，将一帧IV-OCT图像作为参考图像，从在该点采集的n帧IVUS图像中选取待配准的图像；b.IVUS和IV-OCT图像的配准；c.IVUS和IV-OCT图像的融合。本发明专利技术将同一段血管的IV-OCT与IVUS图像数据融合起来，充分发挥了IVUS成像的强组织穿透力和IV-OCT成像高分辨率的优势，获得了对血管壁以及粥样硬化斑块的更为全面的描述，为冠心病的研究等提供了可靠依据。

【技术实现步骤摘要】
血管内超声与血管内OCT图像的融合方法
本专利技术涉及一种对同一段血管的血管内超声（intravascularultrasound, IVUS)灰阶图像和血管内OCT(intravascularopticalcoherencetomography,IV-OCT) 图像进行自动融合的方法，以全面显示血管腔和血管壁(包括粥样硬化斑块）组织的形态结 构，属于医学成像
。
技术介绍
血管内超声（IVUS)是临床常用的研究血管病变的介入影像手段，它将一个微型高 频超声探头置于心导管顶端，利用心导管将超声探头导入血管腔内进行探测，再经电子成 像系统来显示血管壁的组织结构和几何形态的微细解剖信息。血管内光学相干断层扫描 (IV-OCT)采用低相干的近红外光在血管腔内进行360°扫描，根据从组织反射或散射回来 的不同光学特征进行组织分析成像，获得血管横断面图像，其成像分辨率接近组织学分辨 率，是目前分辨率最高、成像最清晰的血管内成像技术。 IV-OCT与IVUS的成像原理类似，且二者具有优势互补的特点：IVUS由于采用高频 超声探头，因此可获得较好的探测深度，但是空间分辨率较低，对血管微小结构变化提供的 信息有限；IV-OCT的轴向和侧向分辨率都很高，接近组织学分辨率，易识别易损斑块及引 起血栓的小斑块，但由于采用红外光源，导致其组织穿透力较弱，穿透深度仅为1_2_。因 此，如果能够将两种图像融合在一起，就能获得对血管壁以及粥样硬化斑块的更为全面的 描述，为冠心病的研究等提供依据。然而到目前为止，人们还未能找到一种能将两种图像有 效融合的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种血管内超声与血管内OCT图像 的融合方法，以全面显示血管腔和血管壁(包括粥样硬化斑块）组织的形态结构，为冠心病 的研究等提供可靠依据。 本专利技术所述问题是以下述技术方案解决的： 一种血管内超声与血管内OCT图像的融合方法，所述方法包括以下步骤： a.图像检索 对于在血管段上相同位置处采集的IVUS和IV-OCT图像，将一帧IV-OCT图像作为参考 图像，从在该点采集的/7帧IVUS图像中选取待配准的图像，具体步骤如下： ① 采用snake模型分别从参考IV-OCT图像和对应的/7帧IVUS图像中提取出血管腔轮 廓； ② 分别对IVUS和IV-OCT图像中的血管腔轮廓进行傅里叶变换； ③ 分别计算参考IV-OCT图像中血管腔轮廓的傅里叶描述与对应的/7帧IVUS图像中血 管腔轮廓的傅里叶描述之间的欧氏距离，选取欧氏距离最小的一帧IVUS图像作为待配准 的图像； b. IVUS和IV-OCT图像的配准 ① 分别计算IV-OCT和IVUS图像中的血管腔轮廓周长4和Zv，得到尺度参数S=ZtjAv, 然后对IVUS图像中的血管腔轮廓进行S倍放大； ② 分别计算IV-OCT和IVUS图像中管腔轮廓的质心坐标Cr。，_7。）和Crv，得到平 移参数：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血管内超声与血管内OCT图像的融合方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：a.图像检索对于在血管段上相同位置处采集的IVUS和IV‑OCT图像，将一帧IV‑OCT图像作为参考图像，从在该点采集的n帧IVUS图像中选取待配准的图像，具体步骤如下：①采用snake模型分别从参考IV‑OCT图像和对应的n帧IVUS图像中提取出血管腔轮廓；②分别对IVUS和IV‑OCT图像中的血管腔轮廓进行傅里叶变换；③分别计算参考IV‑OCT图像中血管腔轮廓的傅里叶描述与对应的n帧IVUS图像中血管腔轮廓的傅里叶描述之间的欧氏距离，选取欧氏距离最小的一帧IVUS图像作为待配准的图像；b.IVUS和IV‑OCT图像的配准①分别计算IV‑OCT和IVUS图像中的血管腔轮廓周长Lo和Lv ，得到尺度参数S=Lo/Lv，然后对IVUS图像中的血管腔轮廓进行S倍放大；②分别计算IV‑OCT和IVUS图像中管腔轮廓的质心坐标(xo, yo)和(xv, yv)，得到平移参数：；然后将进行S倍放大的IVUS管腔轮廓平移(Tx, Ty)；③将原始IV‑OCT管腔轮廓及放大平移之后的IVUS管腔轮廓分别进行极坐标转换，得到二者的极坐标视图：和，其中是极径，是极角；现场采集的IVUS和IV‑OCT横截面图像按如下方式建立平面直角坐标系：以图像中心OC为坐标原点、水平向右方向为横轴，建立图像平面直角坐标系OCXY；则血管腔轮廓上的一点在平面直角坐标系OCXY中的坐标(x,y)与极坐标(ρ, θ)之间的变换关系为：和；然后计算极坐标视图和之间的旋转角度；④将放大平移后的IVUS管腔轮廓旋转角度，得到最终的配准图像，并将IV‑OCT图像表示为；c.IVUS和IV‑OCT图像的融合①分别对配准的IVUS图像和IV‑OCT图像进行J次二维小波分解：其中，，J=0时是原始图像；H和G分别为高通滤波器和低通滤波器对应的系数矩阵；H'和G'分别为H和G的共轭转置矩阵；Cj和Cj+1分别是第j和j+1层分解图像的低频小波系数；D1j+1、D2j+1和D3j+1分别是第j+1层分解图像的水平、垂直及对角方向的高频小波系数；②对相应像素点的高、低频小波系数采用不同融合规则进行融合；③对融合图像的高频和低频小波系数进行逆小波变换：；其中，即得到IVUS及IV‑OCT的融合图像。...

【技术特征摘要】
1. 一种血管内超声与血管内OCT图像的融合方法，其特征是，所述方法包括以下步骤： a. 图像检索 对于在血管段上相同位置处采集的IVUS和IV-OCT图像，将一帧IV-OCT图像作为参考 图像，从在该点采集的/7帧IVUS图像中选取待配准的图像，具体步骤如下： ① 采用snake模型分别从参考IV-OCT图像和对应的/7帧IVUS图像中提取出血管腔轮 廓； ② 分别对IVUS和IV-OCT图像中的血管腔轮廓进行傅里叶变换； ③ 分别计算参考IV-OCT图像中血管腔轮廓的傅里叶描述与对应的/7帧IVUS图像中血 管腔轮廓的傅里叶描述之间的欧氏距离，选取欧氏距离最小的一帧IVUS图像作为待配准 的图像； b. IVUS和IV-OCT图像的配准 ① 分别计算IV-OCT和IVUS图像中的血管腔轮廓周长4和Zv，得到尺度参数S=ZtjA v, 然后对IVUS图像中的血管腔轮廓进行S倍放大； ② 分别计算IV-OCT和IVUS图像中管腔轮廓的质心坐标Cr。，_7。）和Crv，得到平 移参数：然后将进行S倍放大的IVUS管腔轮廓平移（7；，7；); ③ 将原始IV-OCT管腔轮廓及放大平移之后的IVUS管腔轮廓分别进 行极坐标转换，得到二者的极坐标视图：其中#是极径，#是极角； 现场采集的IVUS和IV-OCT横截面图像按如下方式建立平面直角坐标系：以图像中心 4为坐标原点、水平向右方向为横轴，建立图像平面直角坐标系;则血管腔轮廓上的一 点在平面直角坐标系中的坐标Cr, _7)与极坐标（^，〃）之间的变换关系为：然后计算极坐标视图句和/T(A巧之间的旋转角度fP; ④ 将放大平移后的IVUS管腔轮廓X(U)旋转角度f?，得到最终的配准图像无 ，并将IV-OCT图像表示为尤(X3Jf); c. IVUS和IV-OCT图像的融合 ① 分别对配准的IVUS图像尤和IV-OCT图像进行/次二维小波分解：其中，_/ = ￡U…，/_，/=〇时是原始图像;//和G分别为高通滤波器和低通滤波器对应的 系数矩阵;V和f分别为//和G的共轭转置矩阵；?.和?.+1分别是第J'和，1层分解图像 的低频小波系数和/^.+i分别是第J+1层分解图像的水平、垂直及对角...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正，胡宏伟，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13