【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冠脉介入术，具体为一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法。
技术介绍
1、目前心血管类疾病时威胁人类生命安全健康的主要问题之一，特别是心肌梗死，心绞痛等由冠脉狭窄或闭塞所引起的心肌供血不足的病症，而冠脉介入术能够很好的治疗或缓解上述病症带来的危害。
2、冠脉介入术全程为经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronaryintervention，pci)，是指医生通过心导管技术疏通狭窄或闭塞的冠状动脉腔，从而改善心肌的血流灌注的治疗方法。介入术实施过程的一个关键步骤是医生需要通过观察数字减影-血管造影(digital subtraction angiography，dsa)设备中的影像来确认医疗器械(包括导引导管、导丝、球囊支架)或血管的当前形态和位置，以便医生进行进一步决策。
3、然而，现有dsa设备仅能够获取导丝或导管显影部分的影像，而无法得知患者体内血管通路的具体影像，特别是在导引导丝即将穿过血管分叉时，需要获取血管的实时形态才能够进一步实施介入术，因此医生需要在每一个需要获取血管姿态信息的时刻向患者体内注射造影剂，通过造影剂显影，dsa设备才能够向医生呈现出血管的形态位置。
4、但是，由于造影剂具有高渗性，含碘量高达37％，在体内由肾小球过滤而无法被肾小管吸收，脱水后该药物在肾内浓度变高，在肾小管内形成结晶体，有可能继而引发急性肾衰竭。因此，传统手术方案无法同时保证介入术操作的准确性，并且频繁注射造影剂对患者肝肾功能的造成损伤。
5、本方法旨在
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，以解决上述
技术介绍
中提出的现有dsa设备仅能够获取导丝或导管显影部分的影像，而无法得知患者体内血管通路的具体影像，特别是在导引导丝即将穿过血管分叉时，需要获取血管的实时形态才能够进一步实施介入术的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，包括以下步骤：首先进行单张图片的处理：采集实时的dsa原始视频并按照循环队列方式存储；取出队列顶部的图像，进而对图像进行gaussian滤波，去除图片中白噪声；对gaussian滤波后的图像进行顶帽变换处理，以消除图像背景灰度不均匀导致的二值化失败；对顶帽变换后的图像进行ostu二值化操作，将跳动的导管影像与背景分离出来；对影像进行闭操作以消除影相内存在的空洞，同时通过对有效像素点统计框选出导管影像存在的位置，将框选区域放缩为固定大小；将框选区域图像向量化后作为系统模型的输入，输出为导管边界点集的闭合区域，并初步标记处导管的角点；通过角点的位置信息对角点进行聚合筛选；沿每一个待选的角点附近的闭合区域计算该点附近的曲率，选取曲率最大的点作为代表导管位置信息的特征点，取该特征点到屏幕四个角的2-范数分别为n1，n2，n3，n4，同时保存点的位置；
3、每张图片不断迭代上述单张图片的处理步骤，得到四组距离的数据；
4、对信号进行快速傅里叶变换(fft)后去除截至频率之外的频谱信息，从而对信号进行过滤，然后进行傅里叶反变换(ifft)得到原始信号；
5、经过处理后得出一组呼吸相关的时间序列并存储为w；
6、实时进行手术时，每个时刻首先按照单张图片的处理步骤执行，实时波形记为nk，根据当前波形与当前波形的前向差分信息，与波形w以及w的导数波形进行比对，选出当前点与w中最相似的位置，并搜寻对应位置的坐标，即为滤除心跳干扰的呼吸偏移量。
7、作为一种优选的技术方案，将框选区域放缩为固定大小，其放缩操作时采用双线性插值算法。
8、作为一种优选的技术方案，利用深度学习算法，将框选区域图像向量化后作为系统模型的输入，输出为导管边界点集的闭合区域。并通过harris角点检测器初步标记处导管的角点。
9、作为一种优选的技术方案，对角点进行聚合筛选包括如下步骤：将待筛选的角点中距离(manhattan距离)小于一定阈值的点聚合为一个点，聚合方法为：设待选点为p，坐标为(xp，yp)，存在点集g∈{(xi，yi)|i∈n}，对于任意(xi，yi)，(xj，yj)∈g，满足|(xi-xj，yi-yj)|＜∈，∈是选取的manhattan距离最大值的阈值，选取聚合点坐标为(xp，yp)＝argmin{|xi-xp，yi-yp|}，若计算出多个结果则任选其中一个，经过计算后大大减少了待计算的角点数。
10、作为一种优选的技术方案，选取2个或者3个呼吸周期数据的截取，并进行滑动窗口加权均值滤波，选取四组中幅值波动最大的为接下来呼吸补偿的数据，即选取nk，k＝max{k∈1，2，3，4|max{nk}-min{nk}}。
11、作为一种优选的技术方案，加权均值滤波权重选取gaussian分布型函数。
12、作为一种优选的技术方案，截止频率为h，则在1.0≤h≤1.2hz。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、本冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，视频采集卡采集实时的dsa原始视频，经过gaussian滤波、顶帽变换、ostu二值化操作等一系列的预处理后得到四组距离的数据，对信号进行快速傅里叶变换(fft)后去除截至频率之外的频谱信息，从而对信号进行过滤，然后进行傅里叶反变换(ifft)得到原始信号；经过处理后得出一组呼吸相关的时间序列，实时进行手术时，每个时刻首先按照单张图片的处理步骤执行，实时波形记为nk，根据当前波形与当前波形的前向差分信息，与波形w以及w的导数波形进行比对，选出当前点与w中最相似的位置，并搜寻对应位置的坐标，即为滤除心跳干扰的呼吸偏移量，有效的预估呼吸对血管位置，进而减少造影剂的注射次数，达到实时计算显示血管的位置和形态，以便医生进行进一步决策。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：首先进行单张图片的处理：采集实时的DSA原始视频并按照循环队列方式存储；取出队列顶部的图像，进而对图像进行Gaussian滤波，去除图片中白噪声；对Gaussian滤波后的图像进行顶帽变换处理，以消除图像背景灰度不均匀导致的二值化失败；对顶帽变换后的图像进行OSTU二值化操作，将跳动的导管影像与背景分离出来；对影像进行闭操作以消除影相内存在的空洞，同时通过对有效像素点统计框选出导管影像存在的位置，将框选区域放缩为固定大小；将框选区域图像向量化后作为系统模型的输入，输出为导管边界点集的闭合区域，并初步标记处导管的角点；通过角点的位置信息对角点进行聚合筛选；沿每一个待选的角点附近的闭合区域计算该点附近的曲率，选取曲率最大的点作为代表导管位置信息的特征点，取该特征点到屏幕四个角的2-范数分别为n1,n2,n3,n4,同时保存点的位置；
2.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，将框选区域放缩为固定大小，其放缩操作时采用双线性插值算法。
3.根据权利要求
4.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，对角点进行聚合筛选包括如下步骤：将待筛选的角点中距离(Manhattan距离)小于一定阈值的点聚合为一个点，聚合方法为：设待选点为P，坐标为(xp,yp)，存在点集G∈{(xi,yi)|i∈N}，对于任意(xi,yi),(xj,yj)∈G，满足|(xi-xj,yi-yj)|<∈，∈是选取的Manhattan距离最大值的阈值，选取聚合点坐标为(xp,yp)＝argmin{|xi-xp,yi-yp|}，若计算出多个结果则任选其中一个，经过计算后大大减少了待计算的角点数。
5.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，选取2个或者3个呼吸周期数据的截取，并进行滑动窗口加权均值滤波，选取四组中幅值波动最大的为接下来呼吸补偿的数据，即选取nk,k＝max{k∈1,2,3,4|max{nk}-min{nk}}。
6.根据权利要求6所述的一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，加权均值滤波权重选取Gaussian分布型函数。
7.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中DSA影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，截止频率为h,则在1.0≤h≤1.2Hz。
...【技术特征摘要】
1.一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：首先进行单张图片的处理：采集实时的dsa原始视频并按照循环队列方式存储；取出队列顶部的图像，进而对图像进行gaussian滤波，去除图片中白噪声；对gaussian滤波后的图像进行顶帽变换处理，以消除图像背景灰度不均匀导致的二值化失败；对顶帽变换后的图像进行ostu二值化操作，将跳动的导管影像与背景分离出来；对影像进行闭操作以消除影相内存在的空洞，同时通过对有效像素点统计框选出导管影像存在的位置，将框选区域放缩为固定大小；将框选区域图像向量化后作为系统模型的输入，输出为导管边界点集的闭合区域，并初步标记处导管的角点；通过角点的位置信息对角点进行聚合筛选；沿每一个待选的角点附近的闭合区域计算该点附近的曲率，选取曲率最大的点作为代表导管位置信息的特征点，取该特征点到屏幕四个角的2-范数分别为n1,n2,n3,n4,同时保存点的位置；
2.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，将框选区域放缩为固定大小，其放缩操作时采用双线性插值算法。
3.根据权利要求1所述的一种冠脉介入术中dsa影像呼吸偏移矫正方法，其特征在于，利用深度学习算法，将框选区域图像向量化后作为系统模型的输入，输出为导管边界点集的闭合区域。并通过harris...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏健，郑泽阳，宋宏启，
申请(专利权)人：杭州朗博康医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。