一种构建三维血管模型方法及设备技术

本发明专利技术实施例公开了一种构建三维血管模型方法及设备，通过从第一血管内超声图像中获得目标血管中的每一个管腔内斑块的图像，分析每一个管腔内斑块的图像，以获得该管腔内斑块的组成成分信息，组成成分信息包括该该管腔内斑块的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该管腔内斑块的质量百分比，从而生成包含第一血管内超声图像和每一个管腔内斑块的组成成分信息的第二血管内超声图像，将二维骨架图像和第二血管内超声图像进行融合，得到目标血管的携带斑块的组成成分信息的三维血管模型。用户可以从三维血管模型中直接获取斑块的组成成分信息，根据直接获知的斑块组成成分信息，直接获知斑块硬化程度、斑块类型。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及医学
，具体涉及一种构建三维血管模型方法及设备。
技术介绍
现有三维血管模型的重构方法主要有基于X射线冠状动脉造影(CoronaryAngiography, CAG)技术,它通过特制导管向人体血管内推入造影剂,从不同角度进行多次的图像摄取，获取目标血管的长轴方向的二维投影图像，进而获取目标血管的空间几何信息，根据静止或动态观察造影剂的充盈和消失情况来判断血管解剖学形态异常位置，但是CAG技术只能反映血管腔被造影剂填充后的投影轮廓，因而不仅存在盲区，而且无法获得目标血管的血管壁的结构以及斑块的位置和组织学特征，在实际的医学应用领域中受到极大局限性。 另一种三维血管模型的重构方法是基于CAG技术与血管内超声技术(Intravascular Ultrasound, IVUS)的三维重构方法，即在实现CAG技术同时,在X射线透视图像的指导下，将带有超声探头的导引钢丝穿越病变部位，到达血管远端，将超声探头与超声成像仪连接去除伪影后，经马达控制匀速回撤导管的同时记录图像，获取血管壁的横断面，再把一系列的超声图像按照采集顺序叠加起来形成一个三维直管血管。由于IVUS本身不能够提供每帧图像的空间几何信息，因此这种方法没有考虑到在图像获取中血管的弯曲和扭曲，其结果是不准确的，也不利于在实际的医学领域中使用推广。现有三维血管模型的重构方法克服了上述显示血管形态的局限性，提出了将IVUS图像获取的血管截面信息和由基于X射线造影图像的三维造影图像的三维重构获得的超声导管空间几何信息有机的结合起来，准确的重现血管的解剖结构和反映血管的真是曲折和弯曲，得到病变的准确位置和形态。随着现代化科技的高速发展，目前缺乏适量运动等不良生活方式，或者以静坐或者脑力劳动为主要工作方式、高脂饮食或者的人口数量大幅增力口，致使携带血管病变的人口数量也进一步大幅增加，也使得携带心血管病变的人群发病年龄进一步提前，因而血管病变作为一种全身性疾病已引起广泛关注，能否早期发现以及早期干预将对人群健康水平产生重大的影响，但是目前的现有技术也只能做到血管内外部形态的三维重构，获知的信息非常单一，信息种类少，信息综合程度低，信息精确度又不高，只能为医生提供一个基本的血管病变空间位置和内外部形态的参数信息，尤其是不能对血管本身的物理特性，如斑块硬化程度，斑块的分布和类型以及血管壁的物理特性等进行分析，进而并不能为心血管病变的诊断和治疗提供全面的参数，并且现有的血管壁仿真方法过于复杂不易于操作，进而不能使医护人员对虚拟血管模型做进一步的分析或者仿真，使得对三维血管模型的操作、分析和仿真受限，进而使得三维血管模型的应用性能降低，不适用于临床应用，进而不能早期发现心血管病变类型，以早期干预将对心血管病变人群健康水平产生重大的影响
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，第一方面，本专利技术实施例提供了一种种构建三维血管模型方法，包括:获取目标血管的二维骨架图像和第一血管内超声图像；从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像；分析所述每一个管腔内斑块的图像，以获得该管腔内斑块的组成成分信息，所述组成成分信息包括该该管腔内斑块的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该管腔内斑块的质量百分比；生成包含所述第一血管内超声图像和每一个管腔内斑块的组成成分信息的第二血管内超声图像；将所述二维骨架图像和所述第二血管内超声图像进行融合，得到所述目标血管的三维血管模型。·结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像，包括:通过图像模式识别技术，从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像。结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括:接收用户从所述三维血管模型中选取的斑块区域；获取所述斑块区域的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该斑块区域的质量百分比；确定每一项组成成分占该斑块区域的质量百分比是否大于预设值；若确定该项组成成分占该斑块区域的质量百分比大于预设值；则用与该项组成成分对应的第一标识标记所述斑块区域。结合第一方面或者基于第一方面的第一种可能的实现方式或者基于第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括:接收用户从所述三维血管模型中选取的血管区域；接收所述用户获取所述血管区域的血管壁弹性参数的请求，所述请求包括外力值，用于获取血管区域的血管壁在施加所述外力值对应的外力的条件下的应变特征值，所述血管区域的血管壁弹性参数包括所述血管区域的血管壁在施加所述外力值对应的外力的条件下的应变特征值；获取所述血管区域的血管壁在施加所述外力值对应的外力的条件下的应变特征值；用与该应变特征值对应的第二标识标记所述血管区域。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述方法还包括:接收用户从所述三维血管模型中选取的目标血管上的目标斑块区域；接收用于调控所述目标血管的血压的操作指令，所述操作指令包括第一血压和步长;N次调控所述目标血管的血压，其中，第一次调控所述目标血管的血压为所述第一血压，相邻两次调控所述目标血管的血压的差为所述步长；若判断在第一次至第N-1次调控所述目标血管的血压时，所述目标斑块区域没有脱落，则判断第N次调控所述目标血管的血压时，所述目标斑块区域是否脱落；若第N次调控所述目标血管的血压时，所述目标斑块区域脱落，则用与所述第N次调控所述目标血管的血压对应的第三标识标记所述目标斑块区域。第二方面，本专利技术提供了一种构建三维血管模型的设备，包括:获取单元，用于获取目标血管的二维骨架图像和第一血管内超声图像； 所述获取单元，还用于从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像；处理单元，用于分析所述每一个管腔内斑块的图像，以获得该管腔内斑块的组成成分信息，所述组成成分信息包括该该管腔内斑块的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该管腔内斑块的质量百分比；建立单元，用于生成包含所述第一血管内超声图像和每一个管腔内斑块的组成成分信息的第二血管内超声图像；合成单元，用于将所述二维骨架图像和所述第二血管内超声图像进行融合，得到所述目标血管的三维 血管模型。结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述获取单元还用于，通过图像模式识别技术，从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像。结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，构建三维血管模型的设备还包括:接收单元，用于接收用户从所述三维血管模型中选取的斑块区域；所述获取单元，还用于获取所述斑块区域的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该斑块区域的质量百分比；判断单元，用于确定每一项组成成分占该斑块区域的质量百分比是否大于预设值；标记单元，用于根据所述判断单元确定该项组成成分占该斑块区域的质量百分比大于预设值的结果，用与该项组成成分对应的第一标识标记所述斑块区域。结合第二方面或者基于第二方面的第一种可能的实现方式或者基于第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，构建三维血管模型的设备还包括:接收单元，用于接收用户从所述三维血管模型中选取的血管区域；所述接收单元，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建三维血管模型方法，其特征在于，包括：获取目标血管的二维骨架图像和第一血管内超声图像；从所述第一血管内超声图像中获得所述目标血管中的每一个管腔内斑块的图像；分析所述每一个管腔内斑块的图像，以获得该管腔内斑块的组成成分信息，所述组成成分信息包括该该管腔内斑块的每一项组成成分的类型信息以及每一项组成成分占该管腔内斑块的质量百分比；生成包含所述第一血管内超声图像和每一个管腔内斑块的组成成分信息的第二血管内超声图像；将所述二维骨架图像和所述第二血管内超声图像进行融合，得到所述目标血管的三维血管模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马婷，王焕丽，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：