【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理领域，特别是涉及基于dsa图像的三维血管重建方法、装置和存储介质。
技术介绍
1、数字减影血管造影成像，即dsa成像，是将受检部位在没有注入造影剂时和注入造影剂后的血管造影x射线影像数据进行数字化减影来去除骨骼、肌肉以及含气腔隙等组织，并对管腔结构进行对比增强来实现清晰的血管成像技术。
2、dsa成像技术适用范围很广，包括心脏大血管、冠状动脉、颈段和颅内动脉、腹主动脉及其分支、以及肢体大血管，用于检测各处血管的狭窄或闭塞非常有效，甚至成为这些部位检测的临床金标准。当然，dsa成像方法只能获得二维的血管造影信息，对于需要依赖血管三维结构来进行狭窄区域量化评价的情况，可利用两个甚至多个投影视角的dsa影像来实施血管管腔结构的三维重建。
3、但现有的基于dsa影像来重建三维血管的方法的准确度不够高。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对传统的方法准确度不够高的问题，提供一种基于dsa图像的三维血管重建方法。
2、一种基于dsa图像的三维血管重建方法，包括以下步骤：
3、s100、获得至少2幅dsa图像，
4、s200、将各幅dsa图像的投影空间进行配准，
5、s300、基于步骤s200的配准结果，对三维目标血管中心线重建；
6、s400、基于步骤s300的三维目标血管中心线重建的结果，对三维目标血管四边形表面网格重建；
7、s500、三维目标血管表面模型生成与显示。>
8、本申请通过上述方法可较为准确的生成三维目标血管表面模型。本申请的上述方法可应用于3幅及以上dsa图像的情况，通用性好，由于可应用于多幅dsa图像，精确率得到显著提升。
9、在其中一个实施例中，所述步骤s200中，当dsa图像为2幅时，建立标准dsa血管几何投影关系，在2幅dsa图像上寻找对应的m对二维血管分叉标记点坐标，通过以上建立的dsa血管几何投影关系寻找三维配准对应点，进而计算出第2个投影视角相对第1个投影视角的修正变换，采用迭代方式逐渐逼近。
10、在其中一个实施例中，所述步骤s200中，当dsa图像的数量大于等于3幅时，按升序去依次校准各个投影视角，再按降序去依次校准各个投影视角后实现多幅dsa图像间的投影空间配准。
11、在其中一个实施例中，所述步骤s300中，三维目标血管中心线重建具体包括：
12、两幅dsa图像中对应的目标血管中心线由二维坐标点集构成，分别记为和；而三维目标血管中心线的点集记为，
13、s310、对和按中心线路径等间距采样得到点集和；
14、s320、以s1为三角形的一个顶点，s1是第一幅dsa图像的发射源 ，以的相邻两个点为三角形的另外2个顶点，按顺序构成空间三角形集合；
15、s330、以s2为三角形的一个顶点，s2是第二幅dsa图像的发射源，以的相邻两个点为三角形的另外2个顶点，按顺序构成空间三角形集合；
16、s340、按顺序对中每个三角形，分别计算它与中每个三角形的相交情况，这里采用空间三角形相交策略来确定，如果相交，两个三角形的重叠处是一段线段，计算该线段的中心位置并存入插值点集合；
17、s350、从插值点集合构建分段三次 hermite 插值多项式，然后按一定的间距插值得到三维目标血管中心线点集。
18、在其中一个实施例中，所述步骤s300中，
19、当dsa图像大于等于3幅时，首先按照步骤s310到s350的方法计算前两个投影视角的三维目标血管中心线点集，再采用以下方式确定最终的三维目标血管中心线点集：
20、s361、将投影到第2幅dsa图像的dsa平面上，利用投影得到的第2个投影视角的二维中心线坐标点集与第3个投影视角的二维中心线坐标点集计算新的三维目标血管中心线点集；
21、s362、按步骤s361的方式，顺序依次计算，直至得到最后两个投影视角间的三维目标中心线点集；
22、s363、将投影到倒数第二个投影视角的dsa图像上，结合倒数第三个投影视角的二维中心线坐标点集，计算新的三维目标血管中心线点集；
23、s364、按步骤s363的方式，按逆序依次计算，直至得到最后两个投影视角间的三维目标中心线点集，也就是得到三维目标血管中心线点集。
24、在其中一个实施例中，步骤s400中，对三维目标血管四边形表面网格重建包括：目标血管的三维表面网格化点云采用三次b样条曲面插值方法计算。
25、在其中一个实施例中，所述步骤s400中，所述目标血管的三维表面网格化点云采用三次b样条曲面插值方法计算，具体包括：
26、s410、计算三维目标血管中心线点集的各点的切线向量，则管腔横断面的平面方程表述为，将点和切线向量投影到两个dsa投影平面上，记为
27、和；对s幅dsa影像对应的二维目标血管分割掩模图分别进行轮廓抽取，得到二维轮廓点集；
28、s420、s个投影平面上分别经过且垂直于切线向量的s条直线与二维轮廓点集分别相交于两个点，记为；
29、s430、对s组相交点分别进行反投影，射线与横断面平面的三维相交点记为；
30、s440、计算该管腔横断面的半径与中心：
31、，
32、，
33、s450、确定用于表面网格插值的三维插值点集合。
34、在其中一个实施例中，所述步骤s450中，所述确定用于表面网格插值的三维插值点集合，具体包括：
35、s451、在三维目标血管中心线的第一个管腔横断面上，以为圆心在单位圆上按间隔等弧度采样得到k个采样点，记为；
36、s452、计算从到的刚性空间变换，利用该变换将点集变换到；
37、s453、以同样方式依次计算从到的空间变换，利用该变换将点集变换到；
38、s454、在平面上将各点以为中心各自缩放倍,即求得的该管腔横断面半径，得到，其中；
39、s455、如步骤s454中，对每个管腔横断面的采样点集进行缩放，缩放比例为当前管腔横断面的半径。
40、在其中一个实施例中，所述步骤s452中，从到的刚性空间变换具体包含旋转和平移，平移量是与间的差值，旋转由单位长度向量和计算得到，
41、具体地，令、、，定义斜对称叉乘矩阵：
42、，
43、这样，和间的旋转矩阵通过下式计算
44、，
45、因此有，从到的空间变换基于公式和计算得到，
46、由以上方法计算得到的各横断面管腔采样点集合作为三次b样条曲面重建的插值点。
47、一种计算机装置，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、存储器和通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信，所述存储器用于存放至少一条可执行指令，所述可执行指令使所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤S200中，当DSA图像的数量大于等于3幅时，按升序去依次校准各个投影视角，再按降序去依次校准各个投影视角后实现多幅DSA图像间的投影空间配准。
3.根据权利要求1所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤S300中，三维目标血管中心线重建具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤S300中，
5.根据权利要求1所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，步骤S400中，对三维目标血管四边形表面网格重建包括：目标血管的三维表面网格化点云采用三次B样条曲面插值方法计算。
6.根据权利要求5所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤S400中，所述目标血管的三维表面网格化点云采用三次B样条曲面插值方法计算，具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于
8.根据权利要求7所述的基于DSA图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤S452中，从到的刚性空间变换具体包含旋转和平移，平移量是与间的差值，旋转由单位长度向量和计算得到，
9.一种计算机装置，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、存储器和通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信，所述存储器用于存放至少一条可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1至8中任意一项所述的方法对应的操作。
...【技术特征摘要】
1.一种基于dsa图像的三维血管重建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于dsa图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤s200中，当dsa图像的数量大于等于3幅时，按升序去依次校准各个投影视角，再按降序去依次校准各个投影视角后实现多幅dsa图像间的投影空间配准。
3.根据权利要求1所述的基于dsa图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤s300中，三维目标血管中心线重建具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于dsa图像的三维血管重建方法，其特征在于，所述步骤s300中，
5.根据权利要求1所述的基于dsa图像的三维血管重建方法，其特征在于，步骤s400中，对三维目标血管四边形表面网格重建包括：目标血管的三维表面网格化点云采用三次b样条曲面插值方法计算。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟敏，樊宇，陈皓，曾旭，邱励燊，JJGM·汉斯·杜伊斯特，
申请(专利权)人：江苏集萃苏科思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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