三维造影图像的生成方法、装置、存储介质和电子设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010464013.X (22)申请日 2020.05.27 (71)申请人 北京东软医疗设备有限公司 地址 100094 北京市海淀区东北旺西路8号 6号楼3层322室 申请人 东软医疗系统股份有限公司 (72)发明人 付斌 (74)专利代理机构 北京英创嘉友知识产权代理 事务所(普通合伙) 11447 代理人 魏云鹿 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/246(2017.01) G06T 7/70(2017.01) G06T 3。

2、/00(2006.01) A61B 5/00(2006.01) (54)发明名称 三维造影图像的生成方法、 装置、 存储介质 和电子设备 (57)摘要 本公开涉及一种三维造影图像的生成方法、 装置、 存储介质和电子设备， 涉及图像处理技术 领域， 应用于DSA设备， 该方法包括： 获取目标时 刻指定区域内血管的二维图像， 二维图像中显示 有DSA设备的导丝， 将预先获取的三维数据与二 维图像进行配准， 以确定导丝的前端在三维数据 对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够 描述指定区域内血管的三维结构的影像数据， 根 据目标位置， 在三维空间中确定与二维图像所在 平面垂直的目标平面， 根据三。

3、维数据和目标平面 生成三维造影图像， 三维造影图像包括目标位置 处的三维结构。 本公开能够提供以导丝的前端为 第一视角的三维造影图像， 从而使用户能够直 观、 清晰地查看血管内部的结构和导丝在血管内 的走行。 权利要求书2页 说明书11页 附图9页 CN 111710028 A 2020.09.25 CN 111710028 A 1.一种三维造影图像的生成方法， 其特征在于， 应用于数字减影血管造影DSA设备， 所 述方法包括： 获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 所述二维图像中显示有所述DSA设备的导 丝； 将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导丝的前端在所述三维 数。

4、据对应的三维空间中的目标位置， 所述三维数据为能够描述所述指定区域内血管的三维 结构的影像数据； 根据所述目标位置， 在所述三维空间中确定与所述二维图像所在平面垂直的目标平 面； 根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 所述三维造影图像包括所述目 标位置处的三维结构。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将预先获取的三维数据与所述二维图 像进行配准， 以确定所述导丝的前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 包括： 按照预设的图像配准算法， 对所述三维数据和所述二维图像进行配准， 以确定所述二 维图像中所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管在所述三维空。

5、间中的绝对 位置； 根据所述二维图像确定所述导丝的前端在所述目标血管内的相对位置； 根据所述绝对位置和所述相对位置确定所述目标位置。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述二维图像确定所述导丝的前 端在所述目标血管内的相对位置， 包括： 识别所述二维图像中的所述导丝的前端， 以确定所述导丝的前端在所述二维图像中所 占的像素数量； 根据所述导丝的前端的直径和所述像素数量， 确定所述二维图像中每个像素的尺寸； 根据所述二维图像中每个像素的尺寸， 确定所述相对位置。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述将预先获取的三维数据与所述二维图 像进行配准， 以确定所述导丝的。

6、前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 还包 括： 根据历史二维图像和所述二维图像， 修正所述目标位置， 所述历史二维图像为所述目 标时刻的上一时刻获取的所述指定区域内血管的图像。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述根据所述三维数据和所述目标平面 生成三维造影图像之前， 所述方法还包括： 识别所述二维图像中的所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管的中心 线； 将所述中心线与所述目标平面的交点作为目标视点； 所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 包括： 根据所述三维数据确定所述目标位置处的三维结构； 以所述目标平面作为所述三维结构的剖面， 按。

7、照所述目标视点生成所述三维造影图 像。 6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法， 其特征在于， 在所述根据所述三维数据和所 权利要求书 1/2 页 2 CN 111710028 A 2 述目标平面生成三维造影图像之后， 所述方法还包括： 在所述三维造影图像中， 与所述目标位置对应的位置处显示导丝标识， 所述导丝标识 用于展示所述导丝在所述目标位置处的三维结构内的位置。 7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法， 其特征在于， 在所述根据所述三维数据和所 述目标平面生成三维造影图像之后， 所述方法还包括： 确定所述导丝在所述目标位置处的预期走向， 并在所述三维造影图像中显示所述预期 走向； 和。

8、/或， 确定所述目标位置处的血管名称， 并在所述三维造影图像中显示所述血管名称。 8.一种三维造影图像的生成装置， 其特征在于， 应用于数字减影血管造影DSA设备， 所 述装置包括： 获取模块， 用于获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 所述二维图像中显示有所 述DSA设备的导丝； 配准模块， 用于将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导丝的 前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 所述三维数据为能够描述所述指定区 域内血管的三维结构的影像数据； 确定模块， 用于根据所述目标位置， 在所述三维空间中确定与所述二维图像所在平面 垂直的目标平面； 生成模块， 用于根据所。

9、述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 所述三维造影 图像包括所述目标位置处的三维结构。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。 10.一种电子设备， 其特征在于， 包括： 存储器， 其上存储有计算机程序； 处理器， 用于执行所述存储器中的所述计算机程序， 以实现权利要求1-7中任一项所述 方法的步骤。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111710028 A 3 三维造影图像的生成方法、 装置、 存储介质和电子设备 技术领域 0001 本公开涉及图像处理技术领域， 具体地， 涉及一种三维造影图像。

10、的生成方法、 装 置、 存储介质和电子设备。 背景技术 0002 随着图像处理技术的不断发展， DSA(英文： Digital Subtraction Angiography， 中文： 数字减影血管造影)设备在医疗领域得到了广泛应用。 尤其是针对血管类疾病， 通过 DSA设备能够实现各种介入手术， 以使病人得到有效的治疗， 具有低创、 简便、 安全、 疗效快 等特点。 DSA设备能够实时生成造影图像， 作为导丝进入血管后的路图(英文： Road Map)， 通 过路图的引导， 医生可以观察到血管的轮廓以及导丝在血管内的走形， 从而辅助医生进行 导丝操作。 通常情况下， 路图的视角是以DSA设备。

11、的X射线发射器(例如球管)的发射方向来 决定的， 即医生通过路图只能观察到血管的轮廓。 并且由于血管可能存在重叠、 折点、 分叉 点等场景， 医生需要反复调整DSA设备机架的角度， 才能确认血管的方向， 操作复杂。 发明内容 0003 本公开的目的是提供一种三维造影图像的生成方法、 装置、 存储介质和电子设备， 用以解决现有技术中存在的DSA设备只能观察到血管的轮廓， 需要反复调整机架的问题。 0004 为了实现上述目的， 根据本公开实施例的第一方面， 提供一种三维造影图像的生 成方法， 应用于数字减影血管造影DSA设备， 所述方法包括： 0005 获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 所述。

12、二维图像中显示有所述DSA设备 的导丝； 0006 将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导丝的前端在所述 三维数据对应的三维空间中的目标位置， 所述三维数据为能够描述所述指定区域内血管的 三维结构的影像数据； 0007 根据所述目标位置， 在所述三维空间中确定与所述二维图像所在平面垂直的目标 平面； 0008 根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 所述三维造影图像包括所 述目标位置处的三维结构。 0009 可选地， 所述将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导丝 的前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 包括： 0010 按照预设的图像。

13、配准算法， 对所述三维数据和所述二维图像进行配准， 以确定所 述二维图像中所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管在所述三维空间中的 绝对位置； 0011 根据所述二维图像确定所述导丝的前端在所述目标血管内的相对位置； 0012 根据所述绝对位置和所述相对位置确定所述目标位置。 0013 可选地， 所述根据所述二维图像确定所述导丝的前端在所述目标血管内的相对位 说明书 1/11 页 4 CN 111710028 A 4 置， 包括： 0014 识别所述二维图像中的所述导丝的前端， 以确定所述导丝的前端在所述二维图像 中所占的像素数量； 0015 根据所述导丝的前端的直径和所述像素数量。

14、， 确定所述二维图像中每个像素的尺 寸； 0016 根据所述二维图像中每个像素的尺寸， 确定所述相对位置。 0017 可选地， 所述将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导丝 的前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 还包括： 0018 根据历史二维图像和所述二维图像， 修正所述目标位置， 所述历史二维图像为所 述目标时刻的上一时刻获取的所述指定区域内血管的图像。 0019 可选地， 在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像之前， 所述 方法还包括： 0020 识别所述二维图像中的所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管的 中心线； 0021 将。

15、所述中心线与所述目标平面的交点作为目标视点； 0022 所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 包括： 0023 根据所述三维数据确定所述目标位置处的三维结构； 0024 以所述目标平面作为所述三维结构的剖面， 按照所述目标视点生成所述三维造影 图像。 0025 可选地， 在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像之后， 所述 方法还包括： 0026 在所述三维造影图像中， 与所述目标位置对应的位置处显示导丝标识， 所述导丝 标识用于展示所述导丝在所述目标位置处的三维结构内的位置。 0027 可选地， 在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像之后， 所述 方。

16、法还包括： 0028 确定所述导丝在所述目标位置处的预期走向， 并在所述三维造影图像中显示所述 预期走向； 和/或， 0029 确定所述目标位置处的血管名称， 并在所述三维造影图像中显示所述血管名称。 0030 根据本公开实施例的第二方面， 提供一种三维造影图像的生成装置， 应用于数字 减影血管造影DSA设备， 所述装置包括： 0031 获取模块， 用于获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 所述二维图像中显示 有所述DSA设备的导丝； 0032 配准模块， 用于将预先获取的三维数据与所述二维图像进行配准， 以确定所述导 丝的前端在所述三维数据对应的三维空间中的目标位置， 所述三维数据为能够描。

17、述所述指 定区域内血管的三维结构的影像数据； 0033 确定模块， 用于根据所述目标位置， 在所述三维空间中确定与所述二维图像所在 平面垂直的目标平面； 0034 生成模块， 用于根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像， 所述三维 造影图像包括所述目标位置处的三维结构。 说明书 2/11 页 5 CN 111710028 A 5 0035 可选地， 所述配准模块包括： 0036 配准子模块， 用于按照预设的图像配准算法， 对所述三维数据和所述二维图像进 行配准， 以确定所述二维图像中所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管在 所述三维空间中的绝对位置； 0037 第一确定子模。

18、块， 用于根据所述二维图像确定所述导丝的前端在所述目标血管内 的相对位置； 0038 第二确定子模块， 用于根据所述绝对位置和所述相对位置确定所述目标位置。 0039 可选地， 所述第一确定子模块用于： 0040 识别所述二维图像中的所述导丝的前端， 以确定所述导丝的前端在所述二维图像 中所占的像素数量； 0041 根据所述导丝的前端的直径和所述像素数量， 确定所述二维图像中每个像素的尺 寸； 0042 根据所述二维图像中每个像素的尺寸， 确定所述相对位置。 0043 可选地， 所述配准模块还包括： 0044 修正子模块， 用于根据历史二维图像和所述二维图像， 修正所述目标位置， 所述历 史二。

19、维图像为所述目标时刻的上一时刻获取的所述指定区域内血管的图像。 0045 可选地， 所述装置还包括： 0046 识别模块， 用于在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像之 前， 识别所述二维图像中的所述导丝的前端所在的目标血管， 并确定所述目标血管的中心 线； 将所述中心线与所述目标平面的交点作为目标视点； 0047 所述生成模块， 用于根据所述三维数据确定所述目标位置处的三维结构； 以所述 目标平面作为所述三维结构的剖面， 按照所述目标视点生成所述三维造影图像。 0048 可选地， 所述装置还包括： 0049 第一显示模块， 用于在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图。

20、像 之后， 在所述三维造影图像中， 与所述目标位置对应的位置处显示导丝标识， 所述导丝标识 用于展示所述导丝在所述目标位置处的三维结构内的位置。 0050 可选地， 所述装置还包括： 0051 第二显示模块， 用于在所述根据所述三维数据和所述目标平面生成三维造影图像 之后， 确定所述导丝在所述目标位置处的预期走向， 并在所述三维造影图像中显示所述预 期走向； 和/或， 确定所述目标位置处的血管名称， 并在所述三维造影图像中显示所述血管 名称。 0052 根据本公开实施例的第三方面， 提供一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算 机程序， 该程序被处理器执行时实现本公开实施例的第一方面所述方法的。

21、步骤。 0053 根据本公开实施例的第四方面， 提供一种电子设备， 包括： 0054 存储器， 其上存储有计算机程序； 0055 处理器， 用于执行所述存储器中的所述计算机程序， 以实现本公开实施例的第一 方面所述方法的步骤。 0056 通过上述技术方案， 本公开首先获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 其中， 二维图像中显示有DSA设备的导丝， 之后将二维图像和预先获取的三维数据进行配准， 从而 说明书 3/11 页 6 CN 111710028 A 6 得到导丝的前端在三维数据对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够描述指定区域 内血管的三维结构的影像数据。 再根据目标位置确定三维空。

22、间中， 与二维图像所在平面垂 直的目标平面， 最后根据三维数据和目标平面， 生成包括目标位置处的三维结构的三维造 影图像。 本公开能够提供以导丝的前端为第一视角的三维造影图像， 无需反复调节DSA设备 的机架， 就能使用户能够直观、 清晰地查看血管内部的结构和导丝在血管内的走行， 扩展了 DSA设备的应用场景和适用度， 提高了DSA设备的智能度。 0057 本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0058 附图是用来提供对本公开的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具 体实施方式一起用于解释本公开， 但并不构成对本公开的限制。 在附图中： 0059。

23、 图1是根据一示例性实施例示出的一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0060 图2是根据一示例性实施例示出的二维图像和三维造影图像的示意图； 0061 图3是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0062 图4是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0063 图5是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0064 图6是根据一示例性实施例示出的三维造影图像生成过程的示意图； 0065 图7是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0066 图8是根据一示例性实施例示出的三维造影图像的示意图； 。

24、0067 图9是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图； 0068 图10是根据一示例性实施例示出的一种三维造影图像的生成装置的框图； 0069 图11是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图； 0070 图12是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图； 0071 图13是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图； 0072 图14是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图； 0073 图15是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。 具体实施方式 0074 这里将详细地对示例性实施例进行说明。

25、， 其示例表示在附图中。 下面的描述涉及 附图时， 除非另有表示， 不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。 以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。 相反， 它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、 本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。 0075 本公开根据实时获取的二维图像和预先获取的三维数据， 生成以导丝的前端为第 一视角的三维造影图像， 无需反复调节DSA设备的机架， 就能使用户能够直观、 清晰地查看 血管内部的结构和导丝在血管内的走行， 能够减少用户对DSA设备的操作， 同时增强用户的 代入感， 提高用户进行导丝操作的效率， 便于用户观察血管。

26、内壁的形态， 识别狭窄位置。 从 而扩展DSA设备的应用场景和适用度， 提高DSA设备的智能度。 0076 图1是根据一示例性实施例示出的一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如图1 所示， 该方法应用于DSA设备， 包括以下步骤： 说明书 4/11 页 7 CN 111710028 A 7 0077 步骤101， 获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 二维图像中显示有DSA设备 的导丝。 0078 举例来说， 用户在使用DSA设备时， 控制DSA设备的导丝(英文： Guide Wire)进入人 体的指定区域的血管内， DSA设备的球管在目标时刻发射X射线， X射线穿过人体的指定区 域， 被。

27、DSA设备的探测器接收， 探测器将接收到的X射线发送给DSA设备的处理器。 处理器能 够根据球管发射的X射线与探测器接收到的X射线的强度变化(即衰减程度)， 生成包含有指 定区域内血管和导丝的二维图像， 如图2中的(a)所示。 其中， 目标时刻可以是当前时刻， 也 可以是任意指定时刻， 本公开对此不作具体限定。 指定区域可以是指定器官(例如大脑、 肺、 肝脏等)， 或者指定部位(例如： 躯干、 左臂、 颈部)等。 二维图像内所展示的内容， 能够使用户 观察到血管的轮廓， 在遇到血管存在重叠、 折点、 分叉点等场景， 仅凭二维图像， 用户无法确 定血管的方向， 因此也无法利用导丝进行具体的操作。。

28、 0079 步骤102， 将预先获取的三维数据与二维图像进行配准， 以确定导丝的前端在三维 数据对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够描述指定区域内血管的三维结构的影 像数据。 0080 示例的， 在获取二维图像后， 可以将二维图像与预先获取的三维数据按照预设的 图像配准算法进行配准， 从而找到二维图像中所包含的内容在三维数据对应的三维空间中 的位置， 进一步确定导丝的前端在三维空间中的目标位置。 其中， 导丝的前端即为导丝远离 用户的一端(也称之为远端， 英文： Distal)， 那么目标位置即为目标时刻导丝的前端位于三 维空间内的位置。 三维数据是利用指定设备预先对指定区域进行扫描获。

29、得的影像数据， 通 过三维数据能够完整描述指定区域内血管的三维结构。 可以理解为， 通过三维数据可以对 指定区域内血管进行三维建模， 得到指定区域内血管的三维模型。 相应的， 三维数据对应的 三维空间， 可以理解为指定区域内血管的三维模型所在的三维空间， 该三维空间中每个点 都可以对应到指定区域内的一个实际位置， 那么目标位置对应到指定区域内的实际位置， 即为目标时刻导丝的前端在指定区域内的实际位置。 0081 需要说明的， 获取三维数据的指定设备可以是本实施例中的DSA设备， 也可以是CT (英文： Computed Tomography， 中文： 电子计算机断层扫描)设备、 MR(英文： 。

30、Magnetic Resonance， 中文： 核磁共振)设备等， 本公开对此不作具体限定。 0082 步骤103， 根据目标位置， 在三维空间中确定与二维图像所在平面垂直的目标平 面。 0083 步骤104， 根据三维数据和目标平面生成三维造影图像， 三维造影图像包括目标位 置处的三维结构。 0084 示例的， 为了用户能够直观、 清晰地查看血管内部的结构和导丝在血管内的走行， 可以为用户提供以导丝的前端为第一视角的三维造影图像。 以导丝的前端为第一视角， 可 以理解为假设用户的眼睛位于导丝的前端所在的平面时的视角。 那么要生成三维造影图 像， 需要先确定三维造影图像的目标平面。 目标平面可。

31、以理解为三维空间中与二维图像所 在平面垂直的平面， 且目标平面中包括了目标位置(即导丝的前端位于目标平面上)， 目标 平面与二维图像的位置关系如图2中的(b)所示。 0085 在确定目标平面之后， 可以根据三维数据和目标平面生成包括了目标位置处的三 维结构的三维造影图像。 生成三维造影图像的过程， 可以理解为， 根据目标平面， 确定以导 说明书 5/11 页 8 CN 111710028 A 8 丝的前端为第一视角所能查看到的范围， 再从三维数据中筛选出能够描述该范围的三维结 构的影像数据， 最后利用筛选出的影像数据在三维空间中进行三维建模， 以得到三维造影 图像。 还可以理解为， 先利用三维。

32、数据在三维空间中进行三维建模， 得到指定区域内血管的 三维模型， 然后将目标平面作为三维模型的剖面， 对三维模型进行剖切， 得到的三维剖面图 即为三维造影图像。 三维造影图像能够以导丝的前端为第一视角， 展示目标位置处的三维 结构， 如图2中的(c)所示。 0086 进一步的， 在生成三维造影图像之后， 可以将三维造影图像进行实时显示， 即将三 维造影图像作为路图来展示， 以对导丝进行引导。 还可以根据具体需求将三维造影图像进 行打印或者存储， 以辅助用户进行诊断、 分析、 归档。 例如， 可以在DSA设备上设置三维造影 图像的功能开关， 当该功能开关被打开时， 对三维造影图像进行实时显示， 。

33、同时对三维造影 图像进行存储， 当该功能开关被关闭时， 仅对三维造影图像进行存储。 三维造影图像可以直 接显示在DSA设备对应的显示器上， 还可以在二维图像的某个区域(例如右上角)建立一个 窗口， 以显示三维造影图像， 如图2中的(d)所示。 0087 综上所述， 本公开首先获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 其中， 二维图像 中显示有DSA设备的导丝， 之后将二维图像和预先获取的三维数据进行配准， 从而得到导丝 的前端在三维数据对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够描述指定区域内血管的 三维结构的影像数据。 再根据目标位置确定三维空间中， 与二维图像所在平面垂直的目标 平面， 最后。

34、根据三维数据和目标平面， 生成包括目标位置处的三维结构的三维造影图像。 本 公开能够提供以导丝的前端为第一视角的三维造影图像， 无需反复调节DSA设备的机架， 就 能使用户能够直观、 清晰地查看血管内部的结构和导丝在血管内的走行， 扩展了DSA设备的 应用场景和适用度， 提高了DSA设备的智能度。 0088 图3是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如 图3所示， 步骤102可以包括： 0089 步骤1021， 按照预设的图像配准算法， 对三维数据和二维图像进行配准， 以确定二 维图像中导丝的前端所在的目标血管， 并确定目标血管在三维空间中的绝对位置。 0090 举。

35、例来说， 可以按照预设的图像配准算法对三维数据和二维图像进行配准， 配准 操作可以理解为融合针对同一对象(即目标血管)在不同条件下获取的图像(即二维图像和 三维数据)， 通过预设的空间变换把二维图像映射到三维数据对应的三维空间中， 使得二维 图像和三维数据中对应于指定区域内同一位置的点一一对应起来。 其中， 图像配准算法例 如可以是基于灰度的MAD(英文： Mean Absolute Differences， 中文： 平均绝对差)算法、 SAD (英文： Sum of Absolute Differences， 中文： 绝对误差和)算法等， 也可以是基于特征点的 Harris角点检测法、 光流。

36、检测法等， 还可以是基于域变换的沃尔什变换法、 小波变换法等， 本公开对此不作具体限定。 在对三维数据和二维图像进行配准后， 可以为在三维空间中找 到二维图像中导丝的前端所在的目标血管， 并确定目标血管在三维空间中的绝对位置。 其 中， 绝对位置可以理解为目标血管在指定区域内血管的三维模型内的位置， 能够指示目标 血管在指定区域内的实际位置。 0091 步骤1022， 根据二维图像确定导丝的前端在目标血管内的相对位置。 0092 步骤1023， 根据绝对位置和相对位置确定目标位置。 0093 示例的， 还可以根据二维图像确定导丝的前端在目标血管内的相对位置， 相对位 说明书 6/11 页 9 。

37、CN 111710028 A 9 置可以理解为导丝的前端与目标血管的轮廓之间的位置关系。 最后根据绝对位置和相对位 置来确定目标位置， 即以目标血管在指定区域内血管的三维模型内的位置为基准， 利用相 对位置找到导丝的前端在指定区域内血管的三维模型内的位置。 0094 具体的， 步骤1022中相对位置的确定方式可以包括： 0095 步骤1)识别二维图像中的导丝的前端， 以确定导丝的前端在二维图像中所占的像 素数量。 0096 步骤2)根据导丝的前端的直径和像素数量， 确定二维图像中每个像素的尺寸。 0097 步骤3)根据二维图像中每个像素的尺寸， 确定相对位置。 0098 在具体的应用场景中， 。

38、可以先按照预设的图像识别算法， 识别二维图像中的导丝 的前端， 从而确定导丝的前端在二维图像中所占的像素数量。 导丝的前端在二维图像中所 占的像素， 对应到指定区域内的实际距离即为导丝的前端的直径， 由于导丝的前端的直径 是固定的， 那么可以根据导丝的前端的直径和像素数量， 确定二维图像中每个像素的尺寸。 例如， 每个像素的尺寸导丝的前端的直径/像素数量。 之后， 可以根据二维图像中每个像 素的尺寸， 确定导丝的前端与目标血管的轮廓之间的距离， 即相对位置。 0099 图4是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如 图4所示， 步骤102还可以包括： 0100 步骤1。

39、024， 根据历史二维图像和二维图像， 修正目标位置， 历史二维图像为目标时 刻的上一时刻获取的指定区域内血管的图像。 0101 示例的， 为了进一步提高目标位置的准确度， 可以根据目标时刻的上一时刻获取 的指定区域内血管的历史二维图像， 和目标时刻获取的二维图像， 对目标位置进行修正。 可 以理解为， DSA设备按照预设的采集周期(例如： 5ms)， 获取每个采集时刻指定区域内血管的 图像， 目标时刻的上一时刻， 与目标时刻之间相差一个采集周期。 可以根据历史二维图像和 二维图像， 确定导丝的前端在一个采集周期内的行进距离， 相应的， 目标时刻确定的目标位 置， 与目标时刻的上一时刻确定的历。

40、史目标位置之间的差也应当为行进距离。 因此， 可以利 用行进距离对目标位置进行修正， 以提高目标位置的准确度。 0102 图5是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如 图5所示， 在步骤104之前， 该方法还包括： 0103 步骤105， 识别二维图像中的导丝的前端所在的目标血管， 并确定目标血管的中心 线。 0104 步骤106， 将中心线与目标平面的交点作为目标视点。 0105 相应的， 步骤104包括： 0106 步骤1041， 根据三维数据确定目标位置处的三维结构。 0107 步骤1042， 以目标平面作为三维结构的剖面， 按照目标视点生成三维造影图像。 0。

41、108 举例来说， 为了尽可能使三维造影图像能够符合用户的查看习惯， 即使得三维造 影图像所呈现的内容， 与假设用户的眼睛位于导丝的前端时所看到的内容相匹配， 可以在 生成三维造影图像之前， 先确定三维造影图像的视点(即目标视点)。 具体的， 可以先按照预 设的图像识别算法识别二维图像中导丝的前端所在的目标血管， 即识别出二维图像中目标 血管的轮廓， 并确定目标血管的中心线， 如图6中的(a)所示。 之后将中心线与目标平面的交 点作为目标视点。 说明书 7/11 页 10 CN 111710028 A 10 0109 具体的， 生成三维造影图像的过程， 可以先根据三维数据对指定区域内血管在三 。

42、维空间中进行三维建模， 以得到目标位置处的三维结构(即三维模型)， 然后再以目标平面 作为三维结构的剖面， 对三维结构进行剖切， 得到的三维剖面图， 最后对三维剖面图进行调 整， 使得目标视点位于图像的中心， 得到的即为三维造影图像。 根据目标平面和目标视点生 成的三维造影图像， 所展示的内容就如同用户的眼睛位于目标视点， 所能看到的图像， 如图 6中的(b)所示。 0110 图7是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如 图7所示， 在步骤104之后， 该方法还包括： 0111 步骤107， 在三维造影图像中， 与目标位置对应的位置处显示导丝标识， 导丝标识 用于展。

43、示导丝在目标位置处的三维结构内的位置。 0112 在一种实现场景中， 为了进一步协助用户看清导丝在血管内的走行， 可以在三维 造影图像中显示导丝标识， 如图8所示， 以向用户展示导丝的前端在目标位置处的三维结构 内的位置， 从而提高用户的使用体验。 导丝标识可以是一个虚拟的导丝图形， 也可以根据用 户的具体需求选择其他图标。 0113 图9是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成方法的流程图， 如 图9所示， 在步骤104之后， 该方法还包括： 0114 步骤108， 确定导丝在目标位置处的预期走向， 并在三维造影图像中显示预期走 向。 和/或， 0115 步骤109， 确定目标位置。

44、处的血管名称， 并在三维造影图像中显示血管名称。 0116 在另一种实现场景中， 还可以在三维造影图像上显示一些附加的辅助信息， 以协 助用户进行导丝操作， 进一步提高用户的使用体验。 辅助信息可以包括导丝的预期走向、 目 标位置处的血管名称等。 例如可以将目标位置和目标血管输入预先训练的估计模型， 获得 估计模型输出的导丝的预期走向， 并在三维造影图像中显示预期走向， 以供用户进行参考。 在另一种场景中， 可以将目标位置和目标血管输入预先训练的识别模型， 获取识别模型输 出的目标位置处的血管名称， 识别模型还可以输出目标位置在导丝走向的前方各个侧枝血 管的血管名称， 并在三维造影图像中显示血。

45、管名称。 其中， 估计模型和识别模型均可以是根 据人工智能的大数据学习训练得到的。 0117 综上所述， 本公开首先获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 其中， 二维图像 中显示有DSA设备的导丝， 之后将二维图像和预先获取的三维数据进行配准， 从而得到导丝 的前端在三维数据对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够描述指定区域内血管的 三维结构的影像数据。 再根据目标位置确定三维空间中， 与二维图像所在平面垂直的目标 平面， 最后根据三维数据和目标平面， 生成包括目标位置处的三维结构的三维造影图像。 本 公开能够提供以导丝的前端为第一视角的三维造影图像， 无需反复调节DSA设备的机架， 。

46、就 能使用户能够直观、 清晰地查看血管内部的结构和导丝在血管内的走行， 扩展了DSA设备的 应用场景和适用度， 提高了DSA设备的智能度。 0118 图10是根据一示例性实施例示出的一种三维造影图像的生成装置的框图， 如图10 所示， 该装置200应用于DSA设备， 包括： 0119 获取模块201， 用于获取目标时刻指定区域内血管的二维图像， 二维图像中显示有 DSA设备的导丝。 说明书 8/11 页 11 CN 111710028 A 11 0120 配准模块202， 用于将预先获取的三维数据与二维图像进行配准， 以确定导丝的前 端在三维数据对应的三维空间中的目标位置， 三维数据为能够描述。

47、指定区域内血管的三维 结构的影像数据。 0121 确定模块203， 用于根据目标位置， 在三维空间中确定与二维图像所在平面垂直的 目标平面。 0122 生成模块204， 用于根据三维数据和目标平面生成三维造影图像， 三维造影图像包 括目标位置处的三维结构。 0123 图11是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图， 如图 11所示， 配准模块202包括： 0124 配准子模块2021， 用于按照预设的图像配准算法， 对三维数据和二维图像进行配 准， 以确定二维图像中导丝的前端所在的目标血管， 并确定目标血管在三维空间中的绝对 位置。 0125 第一确定子模块2022， 用于。

48、根据二维图像确定导丝的前端在目标血管内的相对位 置。 0126 第二确定子模块2023， 用于根据绝对位置和相对位置确定目标位置。 0127 可选地， 第一确定子模块2022用于执行以下步骤： 0128 步骤1)识别二维图像中的导丝的前端， 以确定导丝的前端在二维图像中所占的像 素数量。 0129 步骤2)根据导丝的前端的直径和像素数量， 确定二维图像中每个像素的尺寸。 0130 步骤3)根据二维图像中每个像素的尺寸， 确定相对位置。 0131 图12是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图， 如图 12所示， 配准模块202还包括： 0132 修正子模块2024， 用于根。

49、据历史二维图像和二维图像， 修正目标位置， 历史二维图 像为目标时刻的上一时刻获取的指定区域内血管的图像。 0133 图13是根据一示例性实施例示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图， 如图 13所示， 该装置200还可以包括： 0134 识别模块205， 用于在根据三维数据和目标平面生成三维造影图像之前， 识别二维 图像中的导丝的前端所在的目标血管， 并确定目标血管的中心线。 将中心线与目标平面的 交点作为目标视点。 0135 生成模块204， 用于根据三维数据确定目标位置处的三维结构。 以目标平面作为三 维结构的剖面， 按照目标视点生成三维造影图像。 0136 图14是根据一示例性实施例。

50、示出的另一种三维造影图像的生成装置的框图， 如图 14所示， 该装置200还可以包括： 0137 显示模块206， 用于在根据三维数据和目标平面生成三维造影图像之后， 在三维造 影图像中， 与目标位置对应的位置处显示导丝标识， 导丝标识用于展示导丝在目标位置处 的三维结构内的位置。 0138 可选地， 显示模块206， 还用于在根据三维数据和目标平面生成三维造影图像之 后， 确定导丝在目标位置处的预期走向， 并在三维造影图像中显示预期走向。 和/或， 确定目 标位置处的血管名称， 并在三维造影图像中显示血管名称。 说明书 9/11 页 12 CN 111710028 A 12 0139 关于上。