应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建

摘要/Abstract

摘要： 针对X射线血管造影和血管内超声各自显示血管形态的局限以及互补性问题，提出将两种数据进行融合，准确重建血管的方法。首先从在超声导管回撤路径起点拍摄的两个角度的造影图像对中提取出导管并进行三维重建。然后采用基于snake模型的半自动方法从各帧超声图像中提取出血管壁的内外膜边缘。最后，在Frenet-Serret标架中确定各相邻帧超声图像间的相对方位后，利用非迭代的统计优化方法确定各帧超声图像沿导管轴向的绝对方位，完成两种数据的融合。采用临床数据的实验结果验证了算法的可行性，并分析了可能存在的误差和计算成本。

关键词: 计算机应用, 三维重建, 图像融合, X射线血管造影, 血管内超声

Abstract: An approach for fusing X-ray angiogram and intravascular ultrasound (IVUS) images to accurately reconstruct vessels based on compensatory disadvantages of both imaging modalities is proposed. Firstly, the pullback path of IVUS catheter is reconstructed from angiogram pair acquired at the origin of the path. Then, vessel wall boundaries in cross-section of lumen are extracted from IVUS images with a semi-automatic snake-based method. Lastly, the relative changes in orientations of IVUS frames are determined with a Frenet-Serret frame-based model. Absolute orientation of each IVUS frame along the pullback path is obtained by using a non-iterative statistical optimization algorithm. Consequently, reconstruction of vessels based on fusion of two types of data is implemented. Experimental results with clinical data demonstrate the validity. Possible errors and computation cost are also discussed.

Key words: computer application, 3D reconstruction, image fusion, X-ray angiography, intravascular ultrasound (IVUS)

孙正. 应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建[J]. 图学学报.

SUN Zheng. 3D Reconstruction of Vessel Based on Fusion of IVUS and X-Ray Angiograms[J]. Journal of Graphics.

[1]	张盾, 黄志开, 王欢, 吴义鹏, 王颖, 邹家豪. 基于多尺度特征实现超参进化的野生菌分类研究与应用[J]. 图学学报, 2022, 43(4): 580-589.
[2]	白静, 孟庆亮, 徐昊, 范有福, 杨瞻源. ST-Rec3D：基于结构和目标感知的三维重建[J]. 图学学报, 2022, 43(3): 469-477.
[3]	王浩 1，邵堃 1，霍星 2，杨鹏 1，檀结庆 2 . 一种基于极大特征点的三维椎骨分割方法[J]. 图学学报, 2019, 40(1): 40-45.
[4]	汪友生，王雨婷，夏章涛，叶红梅 . 序列血管内超声图像的管腔内膜自动分割算法[J]. 图学学报, 2019, 40(1): 173-180.
[5]	盛佳佳1,2，杨学志 1,2，董张玉 1,2，焦玮 1,2. 基于NSST-IHS 变换稀疏表示的SAR 与可见光图像融合[J]. 图学学报, 2018, 39(2): 201-208.
[6]	邹晓1，陈正鸣1,2，朱红强1，童晶1,2. 基于移动平台的三维虚拟试发型系统实现及应用[J]. 图学学报, 2018, 39(2): 309-316.
[7]	杨程，徐晓刚，王红军. 基于改进加权平均融合算法的图像拼接技术[J]. 图学学报, 2017, 38(增刊): 25-29.
[8]	罗昌平1,2，夏海波1，赵琼3. 基于运动视差的三维重建技术在自导引小车中的应用[J]. 图学学报, 2017, 38(4): 615-622.
[9]	缪永伟1,2，冯小红2，林海斌2，张旭东2，高飞2. 2D-3D 转换:由二维线画图生成三维复杂零部件[J]. 图学学报, 2017, 38(2): 162-169.
[10]	纪峰，李泽仁，常霞，吴之亮. 基于PCA 和NSCT 变换的遥感图像融合方法[J]. 图学学报, 2017, 38(2): 247-252.
[11]	曾凡锋，段漾波. 一种基于页眉线的扭曲文档图像快速校正方法[J]. 图学学报, 2016, 37(1): 79-83.
[12]	景天虎，马小龙，刘均利，莫时旭. 基于科技文档的AutoCAD 插图精准出图方法[J]. 图学学报, 2016, 37(1): 125-139.
[13]	何大治，李萍，张茜菡. 疏散过程中人员绕行行为的几何算法[J]. 图学学报, 2016, 37(1): 139-142.
[14]	景天虎，马小龙，刘均利，莫时旭. Word 文档中AutoCAD 数据格式图形显示效果的高效编辑研究[J]. 图学学报, 2015, 36(5): 811-818.
[15]	陈培兴，王明泉，李世虎，侯慧玲，王玉. 基于形态学和Otsu 的固体火箭发动机CT 缺陷三维分割[J]. 图学学报, 2015, 36(4): 581-586.

应用血管内超声与X射线造影图像融合的血管三维重建

3D Reconstruction of Vessel Based on Fusion of IVUS and X-Ray Angiograms

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价