【技术实现步骤摘要】
基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法
本专利技术涉及医学图像处理
,具体涉及一种基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法。
技术介绍
心脏是人体心血管系统的关键器官,内部组织结构较复杂,活体处于不断的舒缩中,而目前心脏的影像资料多为正交的二维平面影像像,每个平面都是在某个时刻的心脏运动过程中的某个采样,临床医师较难通过二维图像去想象病变部位的三维形态和空间毗邻关系,这就决定了心脏疾病在影像学上定位和定性诊断较困难。中国可视化人(CVH)项目,于2002年10月,由第三军医大学发起,该项目是从尸体获得包含丰富解剖学信息的高分辨率、连续断层切片图像的数据集。此数据集的优点是,它不仅可以清楚地观察到的心脏纤维骨架(该数据集中连续断层图像中各个组织呈自然的纹理颜色,容易区分不同组织的边界),而且保持了解剖结构的原始空间关系。CVH数据集层间距小于临床连续断层影像。水平分辨率越大,层间距越小,能够呈现的解剖细节就越丰富,特别是二尖瓣、三尖瓣等结构需要在心脏轴面来观察的结构。通过数字化人体数据集建立高精度的心脏可视化解剖模型可以反应心脏毗邻解剖结构原位的空间关系[1],但是如何将这些信息用于活体的断层解剖图像,以指导临床的诊断和资料,这是心脏可视化面临的一个挑战。借助医学影像技术,定性和定量分析心脏的解剖及运动规律,进而研究其与心脏疾病之间的关系是现代医学研究的热点。利用计算机模型对形态进行仿真,模拟真实心脏的运动过程及病理状态,进一步认识心血管系统的运动规律和本质,深入了解心血管系统疾病和两次表现之间的关系。关键问题是形变模型要适应心脏组织的周期性变化和不同的 ...
【技术保护点】
一种基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取心脏CTA数据和CVH数据集;S2,针对获得的心脏CTA图像,获得CT值的灰度直方图,针对该直方图设定一个阈值,利用阈值法获取整个心脏血液分布的分割数据,实现心脏血液分布的最大连通;S3,截断主动脉根部与左心室的连通关系,实现冠状动脉的分割;S4,利用CVH数据集获得的心脏纤维骨架三维模型实现对心脏各个腔室的空间进行划分;S5,将心脏纤维骨架与心脏CTA数据的主动脉根部之间进行位置、大小、角度等的变换,实现两个图像的配准,获得CVH空间到心脏CTA图像的几何变换矩阵;S6,在CVH数据集上定义好四个瓣环的空间坐标,然后将上述步骤S5获得的几何变换矩阵应用到CTA数据集上,获得定义好的各个腔室的空间坐标,并通过三维数据集上的重采样重建出具有解剖细节的CTA数据集的四个瓣环平面图像,实现心脏各个腔室的体数据分割;S7,对心脏CTA数据至少两个时相断层影像的每个时相重复步骤S1到步骤S6,实现动态心脏的影像分割。
【技术特征摘要】
1.一种基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取心脏CTA数据和CVH数据集;S2,针对获得的心脏CTA图像,获得CT值的灰度直方图,针对该直方图设定一个阈值,利用阈值法获取整个心脏血液分布的分割数据,实现心脏血液分布的最大连通;S3,截断主动脉根部与左心室的连通关系,实现冠状动脉的分割;S4,利用CVH数据集获得的心脏纤维骨架三维模型实现对心脏各个腔室的空间进行划分;S5,将心脏纤维骨架与心脏CTA数据的主动脉根部之间进行位置、大小、角度等的变换,实现两个图像的配准,获得CVH空间到心脏CTA图像的几何变换矩阵;S6,在CVH数据集上定义好四个瓣环的空间坐标,然后将上述步骤S5获得的几何变换矩阵应用到CTA数据集上,获得定义好的各个腔室的空间坐标,并通过三维数据集上的重采样重建出具有解剖细节的CTA数据集的四个瓣环平面图像,实现心脏各个腔室的体数据分割;S7,对心脏CTA数据至少两个时相断层影像的每个时相重复步骤S1到步骤S6,实现动态心脏的影像分割。2.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法,其特征在于:所述步骤S3具体为,截断主动脉根部和左心室的连接部分,对主动脉根部使用连通域的方法,分割出主动脉根部图像,获得冠状动脉的分割图像。3.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法,其特征在于:所述步骤S4具体为,针对CVH数据集,人工进行心脏纤维骨架解剖结构的分割,获得心脏纤维骨架的三维模型,实现对心脏各个腔室空间的划分。4.根据权利要求1所述的基于CTA图像的动态心脏各腔室分割方法,其特征在于:所述步骤S5具体包括以下步骤,S51,由于心脏CTA成像的结果与心脏纤维骨架数据重建模型呈三维的镜像关系,所以针对心脏CTA数据,首先需要通过镜像变换调整主动脉根部图像的空间位置,使之与心脏纤维骨架的位置相对应;S52,以主动脉瓣环三皇冠三个顶点为准拟合得到的圆环(环1)与心脏纤维骨架环主动脉瓣环三皇冠三个底点拟合圆环(环2)之间的半径比作为图像尺度变换的参数;S53,以环1所在平面与环2所在平面之间的夹角作为旋转变换的参数,以此来消除由于个体差异和心脏运动状态的不同导致的角度变化;S54,通过平移变换实现对整个冠状动脉和纤维骨架空间位置的对应...
【专利技术属性】
技术研发人员:李颖,张绍祥,谭立文,席阳,张小勤,
申请(专利权)人:中国人民解放军第三军医大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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