[发明专利]血管外部影像与腔内影像的配准方法、装置及计算设备

说明书

本发明公开了一种血管外部影像与腔内影像的配准方法，包括以下步骤：在血管腔内影像中获取感兴趣血管段的第一特征信息；在血管外部影像中获取参考血管的第二特征信息，参考血管为感兴趣血管段所在的整根血管；对第一特征信息和第二特征信息进行一级配准，获得第三特征信息，第三特征信息包括血管外部影像中的与感兴趣血管段相对应的目标血管段的外部轮廓信息和外部分支信息；对第一特征信息和第三特征信息进行二级配准，获得目标配准结果。本方法可以实现外部影像与腔内影像的快速、精确配准。本发明还提供了一种血管外部影像与腔内影像的配准装置、计算设备及存储介质。

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其涉及血管外部影像与腔内影像的配准方法、装置及计算设备。

背景技术

临床用于诊疗冠心病的主要影像手段有冠状动脉造影术等腔外成像技术以及光学相干断层成像(Optic Coherence Tomography，OCT)、血管内超声(IntravenousUltrasound，IVUS)等血管腔内影像。冠状动脉造影术能够反映冠状动脉的二维解剖形态，从而可以判断冠心病的具体位置和狭窄程度，但它难以清晰显示血管壁中的异常位置，无法提供斑块的形态和性质等信息。血管腔内影像能清晰显示血管的横截面，反映血管壁的组织结构和微细的几何解剖形态，但血管腔内影像不能很好地体现血管的拓扑结构信息。基于冠状动脉造影术与血管腔内影像功能上的互补性，将冠状动脉造影图像与腔内影像进行配准融合，不仅可以观察到冠脉血管的空间位置，而且还可以获得感兴趣血管段的内外膜及斑块量化数据，从而可以更好地辅助临床医生对冠心病进行临床评估。

目前，对冠状动脉造影图像与腔内影像的配准主要是通过对冠脉造影图像进行三维重建的方法实现的。如Rotger D、Radeva P以及Canero C等人于2001年发表在Computersin Cardiology上的题目为“Corresponding IVUS and angiogram image data”的论文中提出了利用双平面血管造影设备，采用在导管回撤路径的起止点拍摄两对造影图像的方法重建血管三维模型，然后根据导管回撤速度将IVUS与其融合得到冠状动脉三维模型。TuS、HolmNR以及Koning G等人于2011年发表于《International Journal of CardiovascularImaging》上的题目为“Fusion of 3D QCA and IVUS/OCT”的论文中提出了一种在两个不同体位的造影图中选出感兴趣的血管段进行三维重建，并在三维重建的基础上，基于距离匹配算法(主要涉及血管长度和曲率)将其与OCT/IVUS序列进行配准的方法。但上述方法均需要人工标记OCT/IVUS图像平面在冠脉造影图上的起止点，而手动查找血管造影和OCT/IVUS数据之间要求操作人员具有专业知识，且三维重建需要两个造影体位暴露血管异常位置，对造影体位要求较高，且算法总耗时较长。为克服前面两种方法重建对造影体位要求较高、耗时较长的问题，Wang P、Chen T、Ecabert O及PrummerS等人于2011年在Med ImageComput Assist Interv上发表了一篇“Image-based device tracking for the co-registration of angiography and intravascular ultrasound images”的论文，提出了一种通过在造影图像上自动检测和跟踪IVUS传感器尖端的方法连续识别IVUS图像在造影图像上的位置，并实现血管造影图像与IVUS图像的无约束配准。但该方法虽然解决了重建过程对造影体位要求较高、耗时较长的问题，但是却需要额外获取荧光影像，且IVUS传感器尖端的检测和跟踪的准确率也会对配准精度有较大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种血管外部影像与腔内影像的配准方法，以解决现有技术中无法兼顾配准的便捷性和准确性的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种血管外部影像与腔内影像的配准方法，包括以下步骤：

第一获取步骤：在血管腔内影像中获取感兴趣血管段的第一特征信息，第一特征信息包括感兴趣血管段的内部轮廓信息和内部分支信息；