三维数字减影血管造影方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种三维数字减影血管造影方法、装置、电子设备及存储介质。首先提出一种用X射线成像系统拍摄多帧带有标志物的被测物体图像，通过对图像中标志物的计算，得到成像系统与被测物体之间高精度成像几何关系，得到被测物体三维图像的CT图像重建方法。用CT图像重建方法分别对掩模运行和充盈运行下拍摄的多帧图像进行CT图像重建，将充盈运行与掩模运行两种三维图像进行对应坐标像素灰度相减，得到减影血管造影图。由于坐标系建立在被测物体上，被测物体坐标系包括了被测物体的运动或变动，因此，被测物体三维图像结果是高精度匹配对齐的，自动有效消除CT运行状态的各种运动和误差，高精度得到三维数字减影血管造影图像。造影图像。造影图像。

【技术实现步骤摘要】
三维数字减影血管造影方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及图像处理
，具体涉及一种三维数字减影血管造影方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]三维数字减影血管造影技术(3D Digital Subtraction Angiography，3D
‑
DSA)是近年来快速发展的一种新型血管造影技术，用于检测、监测人体心脏、大脑等部位血管的三维结构、尺寸、工况等。
[0003]它的主要原理是在掩模状态下，通过C形臂CT或螺旋CT等CT技术对人体的感兴趣部位进行CT三维图像重建，得到掩模状态下的三维CT图像；然后对人体注入造影剂，并进行三维图像重建，得到充盈状态下的三维CT图像。将两个三维CT图像进行配准、相减，得到三维数字减影血管造影图像。
[0004]目前，成像系统与被测物体之间的成像几何关系的精度，以及图像减影的配准精度主要靠CT成像系统的结构刚度、加工精度和运动同步控制精度等硬件的性能等来保证的，并通常要求被测物体保持稳定，这种方式成本高，且精度低。因此，如何提高三维DSA中的成像几何关系标定精度和后续图像减影的配准精度，是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种三维数字减影血管造影方法、装置、电子设备及存储介质，以放宽各类CT机加工与运动精度要求，提高成像系统标定精度，并且方便可靠、高精度的得到三维数字减影血管造影图像。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种三维数字减影血管造影方法，包括：
[0007]获取多帧第一投影图像，所述多帧第一投影图像是血管处于掩膜状态下，CT成像系统在多个第一成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到，所述被测物体上设置有多个标志物，所述CT成像系统在预定轨道上运动；
[0008]获取至少一组第二投影图像，其中，每组第二投影图像中包括多帧第二投影图像，所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像是血管处于充盈状态下，所述CT成像系统在多个第二成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到；
[0009]根据所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像对应的成像几何关系；
[0010]根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系；
[0011]根据所述多帧第一投影图像分别对应的成像几何关系，对所述多帧第一投影图像进行CT三维图像重建，得到第一CT三维图像；
[0012]根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系，对所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像进行CT三维图像重建，得到至少一幅第二CT三维
图像；
[0013]根据所述第一CT三维图像和所述至少一幅第二CT三维图像，得到至少一幅三维数字减影血管造影图像。
[0014]第二方面，本申请实施例提供一种三维数字减影血管造影装置，包括：
[0015]获取单元，用于获取多帧第一投影图像，所述多帧第一投影图像是血管处于掩膜状态下，CT成像系统在多个第一成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到，所述被测物体上设置有多个标志物，所述CT成像系统在预定轨道上运动；
[0016]获取至少一组第二投影图像，其中，每组第二投影图像中包括多帧第二投影图像，所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像是血管处于充盈状态下，所述CT成像系统在多个第二成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到；
[0017]处理单元，用于根据所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像对应的成像几何关系；
[0018]根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系；
[0019]根据所述多帧第一投影图像分别对应的成像几何关系，对所述多帧第一投影图像进行CT三维图像重建，得到第一CT三维图像；
[0020]根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系，对所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像进行CT三维图像重建，得到至少一幅第二CT三维图像；
[0021]根据所述第一CT三维图像和所述至少一幅第二CT三维图像，得到至少一幅三维数字减影血管造影图像。
[0022]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序和所述投影射线图像，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述电子设备执行如第一方面所述的方法。
[0023]第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行如第一方面所述的方法。
[0024]第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机可操作来使计算机执行如第一方面所述的方法。
[0025]实施本申请实施例，具有如下有益效果：
[0026]传统的各类CT设备中，被测物体与成像系统之间的成像几何关系主要是靠机械装置或设备硬件来完成和保证精度的。本申请是通过摄影测量等算法获取成像系统与被测物体之间的成像几何关系，并且高精度的优化获取到的成像几何关系。由于本申请的全局坐标系与被测物体固连，成像几何关系自动地包含了成像系统的位置姿态，包括了实际工况下振动、晃动等引起的预定轨道的运动误差。特别是在数字减影血管造影运行中的掩模状态和充盈状态两种三维CT图像重建过程中，保持被测物体上的标志物与被测物体的相对位置不变，使多次投影成像环节具有相同的坐标系，自动消除由于被测物体运动变化等引起的成像几何关系的误差，从而提高了成像几何关系的标定精度，进而提高了CT图像重建精度。由于提高了CT成像重建精度，特别是提高了不同状态的体积图像匹配的对应性精度，从
而有效提高数字减影血管造影图像的质量和精度。
附图说明
[0027]图1为本申请实施例提供的一种三维数字减影血管造影方法的流程示意图；
[0028]图2为本申请实施例提供的一种获取多帧第一投影图像的示意图；
[0029]图3为本申请实施例提供的一种成像系统的内参数和外参数的示意图；
[0030]图4为本申请实施例提供的一种三维数字减影血管造影装置的功能单元组成框图；
[0031]图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]本申请的说明书和权利要求书及所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维数字减影血管造影方法，其特征在于，包括：获取多帧第一投影图像，所述多帧第一投影图像是血管处于掩膜状态下，CT成像系统在多个第一成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到，所述被测物体上设置有多个标志物，所述CT成像系统在预定轨道上运动；获取至少一组第二投影图像，其中，每组第二投影图像中包括多帧第二投影图像，所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像是血管处于充盈状态下，所述CT成像系统在多个第二成像角度下向被测物体发射X射线进行成像得到；根据所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像对应的成像几何关系；根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系；根据所述多帧第一投影图像分别对应的成像几何关系，对所述多帧第一投影图像进行CT三维图像重建，得到第一CT三维图像；根据所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像对应的成像几何关系，对所述每组第二投影图像中的多帧第二投影图像进行CT三维图像重建，得到至少一幅第二CT三维图像；根据所述第一CT三维图像和所述至少一幅第二CT三维图像，得到至少一幅三维数字减影血管造影图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一CT三维图像和所述至少一幅第二CT三维图像，得到至少一幅三维数字减影血管造影图像，包括：获取所述第一CT三维图像中各个体素的空间坐标，其中，所述第一CT三维图像中各个体素的空间坐标是所述被测物体坐标系下的空间坐标；获取所述每幅第二CT三维图像中各个体素的空间坐标，其中，所述每幅第二CT三维图像中各个体素的空间坐标是所述被测物体坐标系下的空间坐标；根据所述第一CT三维图像中各个体素的空间坐标，以及所述每幅第二CT三维图像中各个体素的空间坐标，确定所述第一CT三维图像和所述每幅第二CT三维图像中相对应的体素；将所述每幅第二CT三维图像以及在所述第一CT三维图像中相对应的体素的灰度值相减，得到所述至少一幅三维数字减影血管造影图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像对应的成像几何关系，包括：根据所述CT成像系统在所述预定轨道上的运动位置姿态，确定所述每帧第一投影图像对应的初始成像几何关系；根据所述每帧第一投影图像的初始成像几何关系，以及所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像的成像几何关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述成像系统的标称参数已知，且所述多帧第一投影图像中的k帧第一投影图像中存在未知空间坐标的标志物；所述根据所述每帧第一投影图像的初始成像几何关系，以及所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像的成像几何关
系，包括：针对第一投影图像A，从所述多帧第一投影图像中选取第一投影图像B，其中，所述第一投影图像A为所述k帧第一投影图像中的任意一帧，所述第一投影图像A和所述第一投影图像B为不同的投影图像，所述第一投影图像A和所述第一投影图像B具有p个相同的标志物，所述p个标志物中包含所述第一投影图像A中的未知空间坐标的标志物；根据所述第一投影图像A的初始成像几何关系、所述第一投影图像B的初始成像几何关系、所述p个标志物分别在所述第一投影图像A以及所述第一投影图像B中的像素坐标，得到所述p个标志物中的未知空间坐标的标志物的空间坐标；根据所述每帧第一投影图像对应的初始成像几何关系、所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，以及所述每帧第一投影图像中的标志物的空间坐标进行优化处理，得到所述每帧第一投影图像对应的成像几何关系。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述成像系统的标称参数已知，且所述多帧第一投影图像中的k帧第一投影图像中存在未知空间坐标的标志物；所述根据所述每帧第一投影图像的初始成像几何关系，以及所述每帧第一投影图像中的标志物的像素坐标，确定所述每帧第一投影图像的成像几何关系，包括：针对第一投影图像A，从所述多帧第一投影图像中选取第一投影图像B，其中，所述第一投影图像A为所述k帧第一投影图像中的任意一帧，所述第一投影图像A和所述第一投影图像B为不同的投影图像，所述第一投影图像A和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于留青，刘肖琳，
申请(专利权)人：刘肖琳，
类型：发明
国别省市：