一种基于X射线造影图像序列的血流分数计算方法与流程

本发明涉及医学，尤其涉及一种基于x射线造影图像序列的血流分数计算方法。

背景技术：

1、肺动脉狭窄是指右心室与肺动脉间的通道因先天性畸形产生的狭窄，而室间隔完整。此为常见的先天性心血管病之一。常见狭窄类型有瓣狭窄，漏斗部狭窄，肺动脉狭窄。其可各自单独存在，亦可并在。肺动脉狭窄症状和病情发展与狭窄程度有关，轻度狭窄者可无症状，重度狭窄者症状出现早，并逐渐发展出现紫绀及心功能衰竭。

2、对于肺动脉狭窄，x射线肺动脉造影作为其常用的检测方法。随着科学的不断发展，医学研究也在逐步深入。肺动脉狭窄的评估方法已经从原来的医学影像学扩展到了血流动力学。通过医学影像学，可以直观判断血管的形态，但是无法了解到血管内部的受力情况，也就是血管的局部压力，而血流动力学可以弥补这一点。根据x射线肺动脉造影图像序列，利用血流动力学计算肺动脉血流分数，进而通过肺动脉血流分数来判断肺动脉狭窄的程度。

3、x射线肺动脉造影图像序列是一组类似视频的连续图像。在图像分析前，需要从一组图像序列中挑选出目标血管最清晰的一帧图像，即最优帧造影图像。现有技术中，通过人工查找的方式从造影图像序列中挑选出最优帧造影图像，该过程不仅耗费时间长，而且由于人工查找的主观性，导致血流动力学分析存在偏差。

技术实现思路

1、为提高血流分数的计算准确性，缩短最优帧造影图像的查找时间，本发明提出了一种基于x射线造影图像序列的血流分数计算方法。

2、第一方面，本发明提供了一种基于x射线造影图像序列的血流分数计算方法，该方法包括：

3、获取至少两个x射线造影图像序列，x射线造影图像序列中包括多帧第一造影图像；

4、在各x射线造影图像序列中，计算每帧第一造影图像相对于第一帧第一造影图像的信息量；

5、根据各信息量，筛选各第一造影图像，得到各x射线造影图像序列的第二造影图像；

6、根据各第二造影图像，重建三维血管图像；

7、根据三维血管图像，计算血流分数。

8、通过上述方法，通过计算每个x射线造影图像序列中每帧第一造影图像的信息量，筛选出每个x射线造影图像序列的最优帧造影图像，即第二造影图像，缩短了查找最优帧造影图像的时长，克服了人工查找最优帧造影图像的主观性，使得到的第二造影图像更加准确，进而根据第二造影图像重建得到的三维血管图像更加接近真实血管，提高了血流分数的计算精确度，为确定肺动脉狭窄程度提供依据。

9、在一种可选的实施方式中，在各x射线造影图像序列中，计算每帧第一造影图像相对于第一帧第一造影图像的信息量，包括：

10、在x射线造影图像序列中，将每帧第一造影图像与第一帧第一造影图像作差，得到每帧第一造影图像对应的第三造影图像；

11、计算各第三造影图像的方差，将各方差作为每帧第一造影图像相对于第一帧第一造影图像的信息量。

12、通过上述实施方式，第一帧第一造影图像中往往还未出现血管的造影图像，因此，将第一帧第一造影图像作为背景图像，其他帧第一造影图像与第一帧第一造影图像作差，得到去除了背景噪声并且包含了血管造影的图像，避免了背景噪声对血管造影图像的影响，提高了筛选最优帧造影图像的准确性，为精确计算血流分数提供基础。

13、在一种可选的实施方式中，根据各信息量，筛选各第一造影图像，得到x射线造影图像序列的第二造影图像，包括：

14、将信息量最大的第一造影图像作为x射线造影图像序列的第二造影图像。

15、通过上述实施方式，利用方差表征造影图像的信息量，方差越大，表明造影图像中包含有血管的信息量越大，由此筛选得到最优帧造影图像，即第二造影图像。

16、在一种可选的实施方式中，根据各第二造影图像，重建三维血管图像，包括：

17、获取各第二造影图像中各像素点的二维坐标，以及各第二造影图像的图像信息；

18、获取各第二造影图像对应的人体到探测器的第一距离；

19、根据各第一距离和各图像信息，将各二维坐标转换为各二维坐标对应的第一三维坐标；

20、将各第一三维坐标按照预设规则进行旋转，得到各第一三维坐标对应的第二三维坐标；

21、根据各第二三维坐标，确定血管的三维坐标；

22、根据血管的三维坐标，重建三维血管图像。

23、在一种可选的实施方式中，图像信息包括第二造影图像的宽度、高度、第一点间距和第二点间距，根据第一距离和图像信息，将二维坐标转换为二维坐标对应的第一三维坐标，包括：

24、根据宽度和第一点间距，将二维坐标中的第一坐标值转换为第一三维坐标中的第一坐标值；

25、根据高度和第二点间距，将二维坐标中的第二坐标值转换为第一三维坐标中的第二坐标值；

26、将第一距离作为第一三维坐标中的第三坐标值；

27、根据第一三维坐标中的第一坐标值、第一三维坐标中的第二坐标值，以及第一三维坐标中的第三坐标值，确定第一三维坐标。

28、在一种可选的实施方式中，将第一三维坐标按照预设规则进行旋转，得到第一三维坐标对应的第二三维坐标，包括：

29、获取第二造影图像对应的第一角度和第二角度，第一角度为在三维坐标系下，放射源与探测器之间形成的直线与预设平面的夹角，第二角度为在三维坐标系下，放射源与探测器之间形成的直线与预设坐标轴的夹角；

30、将第一三维坐标按照第一角度绕三维坐标系的第一坐标轴旋转，得到第一三维坐标对应的第三三维坐标；

31、将第三三维坐标按照第二角度绕三维坐标系的第二坐标轴旋转，得到第二三维坐标。

32、在一种可选的实施方式中，根据各第二三维坐标，确定血管的三维坐标，包括：

33、获取第二造影图像对应的放射源到探测器的第二距离；

34、根据各第二距离，确定各第二造影图像对应的放射源的坐标；

35、根据各第二三维坐标和放射源的坐标，确定血管的三维坐标。

36、在一种可选的实施方式中，根据各第二三维坐标和放射源的坐标，确定血管的三维坐标，包括：

37、根据各第二三维坐标和放射源的坐标，确定各第二三维坐标与放射源之间的连线；

38、将各连线进行分组，得到多个连线组，同一连线组中的连线对应的第二三维坐标属于血管的同一位置；

39、确定各连线组对应的目标点，目标点与连线组中各连线的距离之和最小；

40、将各目标点对应的三维坐标作为血管的三维坐标。

41、通过上述实施方式，当第二三维坐标属于血管的同一位置时，第二三维坐标与放射源构成的连线的交点即为血管的三维坐标点，但是当第二三维坐标存在误差时，第二三维坐标与放射源构成的连线往往不存在交点，此时，可以将与连线组中各连线的距离之和最小的点，作为血管的三维坐标，以此来克服误差带来的血管形态失真的影响，进而提高计算血流分数的准确性。

42、第二方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第一方面或第一方面的任一实施方式的基于x射线造影图像序列的血流分数计算方法的步骤。

43、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一实施方式的基于x射线造影图像序列的血流分数计算方法的步骤。