CN114680817A - 一种动脉腔内影像重建方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种动脉腔内影像重建方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种动脉腔内影像重建方法，该方法包括以下步骤：在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像；获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像；对运动影像进行分析，确定动脉与成像探头的相对速度数据；根据相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。应用本申请所提供的技术方案，使得重建后的动脉腔内影像的准确度更高，通过重建后的影像测量的动脉病变长度更准确，从而可以为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据。本申请还公开了一种动脉腔内影像重建装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。

Description

一种动脉腔内影像重建方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种动脉腔内影像重建方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着医学技术的进步，对于冠心病等心血管类疾病的治疗能力越来越高，治疗手段越来越多。如，可以通过冠状动脉血管造影评估冠状动脉结构和指导经皮冠状动脉介入治疗(PCI)。但是，冠状动脉血管造影获得的二维管腔影像并不能反映血管壁情况，无法评估血管尺寸、斑块特点和支架植入效果等。而通过IVUS(intravenous ultrasound，血管内超声)和OCT(Optical Coherence Tomography，光学相干断层扫描技术)等腔内影像技术则可以获得冠状动脉内影像，为临床中优化支架植入和减少支架相关问题，提供了更多的重要信息。在术前对管腔尺寸和病变特点进行评估，有助于选择正确的支架型号和指导支架植入策略。在术后通过腔内影像有助于在支架水平评估支架植入效果，指导实施优化措施。
目前冠脉腔内影像多是通过导管在匀速回撤过程中匀速旋转成像。导管的自动回撤常用慢速回撤或者快速回撤等方式，每单位时间的回撤距离和旋转成像帧数为固定比例。在对冠脉腔内影像进行重建时，相邻两帧图像之间的距离为导管位移速度与两帧图像成像的时间间隔的乘积，即帧间距S＝导管回撤速度V×帧间成像时间间隔T。
通过这种方式重建的冠脉腔内影像的每两帧图像之间的距离是均等的。但是在实际中因为心脏搏动，冠脉与导管的成像探头之间的相对运动速度并不均匀，这种均等距离将使得通过重建后的影像测量的冠脉病变长度不准确，进而影响临床医生诊断及对相关治疗方案的确定，如导致对植入支架长度的选择不准确，不能对冠脉介入治疗进行准确的指导等。
发明内容
本申请的目的是提供一种动脉腔内影像重建方法、装置、设备及存储介质，以提高动脉腔内影像重建的准确度，为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种动脉腔内影像重建方法，包括：
在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动所述成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到所述动脉腔内的原始影像；
获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像；
对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据；
根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像。
在本申请的一种具体实施方式中，所述对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
对所述运动影像每个成像时间点的图像进行分析，获得每相邻两个成像时间点之间所述动脉的参考点与所述成像探头的距离变化值；
针对每个所述距离变化值，将该距离变化值与对应的相邻两个成像时间点之间的时间间隔的比值，确定为该距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值；
基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据。
在本申请的一种具体实施方式中，所述基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
如果所述运动影像的帧频小于预设的频率阈值，则对每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值进行插值处理；
将每个相对速度值及插值确定为所述动脉与所述成像探头的相对速度数据。
在本申请的一种具体实施方式中，所述根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像，包括：
确认对应相同起始时间的所述相对速度数据中的起始相对速度值和所述原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据所述相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到所述重建影像。
在本申请的一种具体实施方式中，所述基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
如果所述运动影像的帧频小于预设的频率阈值，则对至少一个心动周期的时间段内各个相对速度值，去除所述成像探头的所述设定速度，还原所述动脉的运动速度值，进行拟合处理，得到所述动脉运动的速度时间关系。
在本申请的一种具体实施方式中，所述根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像，包括：
确认对应相同起始时间的所述速度时间关系中的运动速度值和所述原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系以及所述成像探头的所述设定速度，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据所述相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到所述重建影像。
在本申请的一种具体实施方式中，采用时间同步的心电图或血压监测信息获取至少一个心动周期的时间段的范围。
在本申请的一种具体实施方式中，所述获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像，包括：
通过数字减影血管造影技术获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像。
在本申请的一种具体实施方式中，所述动脉腔内的重建影像包括：纵切面图像、三维图像和/或视频，所述重建影像的显示帧频根据类别的显示需求确定；
对应地，所述调整所述原始影像的各帧距离，包括：
根据所述显示帧频抽取出所述原始影像的部分帧进行距离调整。
一种动脉腔内影像重建装置，包括：
原始影像获得模块，用于在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动所述成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到所述动脉腔内的原始影像；
运动影像获取模块，用于获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像；
速度数据确定模块，用于对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据；
影像重建模块，用于根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像。
一种动脉腔内影像重建设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一项所述动脉腔内影像重建方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述动脉腔内影像重建方法的步骤。
应用本申请实施例所提供的技术方案，先将导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置，然后驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像，同时可以获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像，对运动影像进行分析，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据，根据相对速度数据，可以对原始影像的各帧距离进行调整，得到动脉腔内的重建影像。考虑到动脉与导管的成像探头的相对运动，按照动脉与成像探头的相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，再基于调整后的距离得到的动脉腔内的重建影像，更符合实际，使得重建后的动脉腔内影像的准确度更高，通过重建后的影像测量的动脉病变长度更准确，从而可以为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据，方便做出判断植入支架长度等医疗决策，提高诊疗效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中一种动脉腔内影像重建方法的实施流程图；
图2为本申请实施例中成像探头在动脉腔内的一种位置示意图；
图3为本申请实施例中成像探头在动脉腔内的另一种位置示意图；
图4为本申请实施例中成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像示意图；
图5为本申请实施例中成像探头慢速回撤时标记出的动脉相对于成像探头的相对速度值示意图；
图6为本申请实施例中成像探头快速回撤时标记出的动脉相对于成像探头的相对速度值示意图；
图7为本申请实施例中对于动脉的相对速度值的标记示意图；
图8为本申请实施例中动脉运动的速度时间关系示意图；
图9为本申请实施例中成像探头慢速回撤时进行影像重建的示意图；
图10为本申请实施例中成像探头快速回撤时进行影像重建的示意图。
图11为本申请实施例中一种动脉腔内影像重建装置的结构示意图；
图12为本申请实施例中一种动脉腔内影像重建设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种动脉腔内影像重建方法，先将导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置，然后驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像，同时可以获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像，对运动影像进行分析，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据，根据相对速度数据，对原始影像的各帧距离进行调整，可以得到动脉腔内的重建影像。本申请考虑到动脉与导管的成像探头的相对运动，按照动脉与成像探头的相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，再基于调整后的距离得到的动脉腔内的重建影像，更符合实际，使得重建后的动脉腔内影像的准确度更高，通过重建后的影像测量的动脉病变长度更准确，从而可以为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据，方便做出判断植入支架长度等医疗决策，提高诊疗效果。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1所示，为本申请实施例所提供的一种动脉腔内影像重建方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S110：在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像。
在实际应用中，可以先将导管伸入检查对象的动脉腔内，直至导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置。该指定位置可以是导管的成像探头在动脉腔内能够到达的最远位置或者其他根据实际需要设定的位置，可以通过成像或定位的常见技术观测成像探头是否到达了指定位置，例如心脏冠状动脉的特定位置。
在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，可以驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动。如按照设定回撤速度进行回撤。
如前所描述的，目前冠脉腔内影像成像导管自动回撤常用慢速回撤或者快速回撤方式进行匀速回撤。慢速回撤的回撤速度为0.5～1.0mm/s，可以通过血管内超声成像，快速回撤的回撤速度＞30mm/s，可以通过血管内光学相干断层扫描成像。
在驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动的过程中，导管匀速旋转，通过成像探头对图像采集可以获得动脉腔内的原始影像。
S120：获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像。
在成像探头按照设定速度沿轴向运动过程中，可以获得成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像。具体的，可以通过冠状动脉造影技术或者其他成像技术等获得成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像。
在本申请的一种具体实施方式中，可以通过数字减影血管造影(Digitalsubtraction angiography，DSA)技术获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像。
DSA的基本原理是将注入造影剂前后拍摄的两帧X线图像经数字化输入图像计算机，通过减影、增强和再成像过程来获得清晰的纯血管影像，同时实时地显现血管影像。
在心脏收缩、舒张的运动周期，即心动周期中，动脉沿着长轴方向发生周期性的来回运动。如图2和图3所示，其中的黑色小箭头指向导管的成像探头，成像探头从图2中所示位置运动到图3中所示位置。当成像探头静止时，动脉随心脏收缩、舒张运动也会产生相对于成像探头的轴向运动。尤其是冠脉，其运动的程度和周期性更为明显。当成像探头沿着动脉的轴向运动时(例如血管内超声探头的回撤运动)，成像探头与动脉之间会发生相对运动，如果成像探头的轴向运动速度小于动脉同一方向的轴向运动速度，就会出现成像探头被动脉“超过”之后再“返回相遇”的情形，对动脉腔内一些部分进行重复的成像，这使得用户在观察成像探头获取的影像或影像转换的静态图像(例如动脉长轴图像)时，无法准确地获知动脉腔内的实际形态，不利于病变的判断或测量。
S130：对运动影像进行分析，确定动脉与成像探头的相对速度数据。
动脉，尤其是冠脉随着心脏的收缩、舒张会产生一定的位移。获得成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像后，对运动影像进行分析，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据。
S140：根据相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。
对成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像进行分析，确定出动脉与成像探头的相对速度数据后，可以根据相对速度数据，得到原始影像的每相邻两帧图像的距离，调整原始影像的各帧图像的距离，对动脉腔内的影像进行重建。
得到的动脉腔内的重建影像在一定程度上还原了动脉长轴解剖结构，提升了医生临床诊断的信心。
在本申请的一种具体实施方式中，动脉腔内的重建影像可以包括纵切面图像、三维图像和/或视频，重建影像的显示帧频根据类别的显示需求确定，对应的，调整原始影像的各帧距离具体可以根据显示帧频抽取出原始影像的部分帧进行距离调整。
动脉腔内的重建影像可以包括纵切面图、三维图像和/或视频，对于不同类别可以对应不同的显示需求，根据类别的显示需求可以确定重建影像的显示帧频。即在帧频满足显示效果阈值时可以舍弃部分帧，不对原始影像的所有帧均进行影像重建，而是根据显示帧频抽取出原始影像的部分帧，对抽取出的部分帧进行距离调整，再基于调整距离后的该部分帧得到动脉腔内的重建影像。当然，在帧频满足显示效果阈值时还可以不做抽取处理，直接对原始影像的所有帧进行排列，得到重建影像。在帧频不满足显示效果阈值时还可以做插值等处理，以使重建影像的帧频能够满足显示效果阈值。
通过重建后的动脉腔内影像的帧间距可以准确反映动脉病变长度，从而可以对植入支架长度的选择及对动脉介入治疗进行准确选择和指导。
应用本申请实施例所提供的方法，先将导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置，然后驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像，同时可以获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像，对运动影像进行分析，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据，根据相对速度数据，可以对原始影像的各帧距离进行调整，得到动脉腔内的重建影像。考虑到动脉与导管的成像探头的相对运动，按照动脉与成像探头的相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，再基于调整后的距离得到的动脉腔内的重建影像，更符合实际，使得重建后的动脉腔内影像的准确度更高，通过重建后的影像测量的动脉病变长度更准确，从而可以为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据，方便做出判断植入支架长度等医疗决策，提高诊疗效果。
在本申请的一个实施例中，步骤S130可以包括以下步骤：
步骤一：对运动影像每个成像时间点的图像进行分析，获得每相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值；
步骤二：针对每个距离变化值，将该距离变化值与对应的相邻两个成像时间点之间的时间间隔的比值，确定为该距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值；
步骤三：基于每个距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定动脉与成像探头的相对速度数据。
为便于描述，将上述三个步骤结合起来进行说明。
在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置，驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像，并获取到成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像后，可以对运动影像每个成像时间点的图像进行分析，对运动影像每个成像时间点的图像进行动脉的参考点与成像探头的识别，然后通过位置测量等方式确定出每个成像时间点动脉的参考点与成像探头的距离，从而可以获得相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值。动脉的参考点可以为血管交叉点或病灶特征点。
图4示出了每个成像时间点1、2、3、4、5、6成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像中的图像，在每帧图像中可以确定出每个成像时间点动脉的参考点与成像探头的距离，进而可以获得相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值。
相邻两个成像时间点之间的时间间隔是已知的，获得每相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值后，针对每个距离变化值，可以将该距离变化值与对应的相邻两个成像时间点之间的时间间隔相比，得到对应的比值，该比值即为该距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值。
举例而言，在成像时间点1，动脉的参考点与成像探头的距离为D1，在成像时间点2，动脉的参考点与成像探头的距离为D2，成像时间点1与成像时间点2为相邻两个成像时间点，在成像时间点1到成像时间点2这个时间段内，动脉的参考点与成像探头的距离变化值为D2-D1，相对速度值为(D2-D1) /(成像时间点1到成像时间点2的时间间隔)。
在实际应用中，可以建立速度时间坐标系，设定X轴为时间轴，Y轴为速度轴，以与成像探头运动方向相反的动脉运动速度为负，以与成像探头运动方向相同的动脉运动速度为正，通过公式V＝△S/△t可以计算得到每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值。其中，V表示相对速度值，△S表示相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值，△t表示相邻两个成像时间点之间的时间段。在速度时间坐标系中可以标出动脉相对于成像探头的相对速度值。如图5、图6所示，图5为成像探头慢速回撤时标记出的动脉相对于成像探头的相对速度值示意图，图6为成像探头快速回撤时标记出的动脉相对于成像探头的相对速度值示意图。图5、图6中，柱状阴影的面积是分时段的相对位移，柱状阴影的端点是动脉的运动速度(散点值)。通过图5或图6所示的对于动脉相对于成像探头的相对速度值的标记，可以得到如图7所示的对于动脉的相对速度值的标记。
得到每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值后，基于确定出的相对速度值，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据。如果运动影像的帧频大于或等于预设的频率阈值，则可以直接将每个距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值确定为动脉与成像探头的相对速度数据。该频率阈值可以根据最低显示需求进行设定，根据实际情况调整。
在本申请的一种具体实施方式中，如果运动影像的帧频小于预设的频率阈值，则可以对每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值进行插值处理，然后将每个相对速度值及插值确定为动脉与成像探头的相对速度数据。
在动脉的运动影像的帧频小于预设的频率阈值的情况下，可以认为当前得到的每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值不能够满足最低显示需求，需要补充相邻成像时间点的时间间隔内的点，可以对每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值进行插值处理，如可以通过函数计算的方式***新的点，然后将每个相对速度值及插值确定为动脉与成像探头的相对速度数据。
确定出动脉与成像探头的相对速度数据后，可以根据相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。
具体的，可以先确认对应相同起始时间的相对速度数据中的起始相对速度值和原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标，根据速度与位移的关系，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标，根据相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到重建影像。
对运动影像进行分析，确定动脉与成像探头的相对速度数据，通过相对速度数据可以得到相对速度值与时间的对应关系，可以确认出对应相同起始时间的相对速度数据中的起始相对速度值和原始影像中的起始帧，并对应设定初始的相对位移坐标。初始的相对位移坐标可以设定为0。
确定出上述对应关系后，进一步可以根据速度与位移的关系，顺序计算出原始影像的各帧图像对应的相对位移坐标。具体的，原始影像的第一帧图像即起始帧对应的相对位移坐标为设定初始的相对位移坐标，原始影像的第二帧图像对应的相对位移坐标为该第二帧图像与第一帧图像采集时间间隔对应的相对速度值与该采集时间间隔的乘积，依次往后，可以顺序计算得到各帧图像对应的相对位移坐标。
得到原始影像的各帧图像对应的相对位移坐标后，进一步可以根据相对位移坐标按照预设比例调整各帧图像的距离。该比例可以根据实际情况进行设定和调整，如设定为50％、100％或200％等。原始影像的各帧图像具有对应的相对位移坐标，按照该比例可以对各帧图像的距离进行调整，对调整距离后的各帧图像进行排列，得到动脉腔内的重建影像。
在本申请的另一种具体实施方式中，如果运动影像的帧频小于频率阈值，则对至少一个心动周期的时间段内各个相对速度值，去除成像探头的设定速度，还原动脉的运动速度值，进行拟合处理，得到动脉运动的速度时间关系。动脉运动的速度时间关系可以通过函数或曲线等方式表达。去除成像探头的设定速度后，动脉的运动速度值具有周期性规律，可以更准确地进行拟合。
如之前所描述的，在动脉的运动影像的帧频小于预设的频率阈值的情况下，可以认为当前得到的每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值不能够满足最低显示需求，需要补充相邻成像时间点的时间间隔内的点，可以将至少一个心动周期的时间段内的各个相对速度值去除成像探头的设定速度，还原出动脉的运动速度值，然后对动脉的运动速度值进行拟合处理，如图8 所示，得到动脉运动的速度时间关系。可以通过拟合函数进行拟合处理，拟合函数可以采用常见的周期函数，可以由常规算法自动选择。
具体的，可以采用时间同步的心电图(electrocardiogram，ECG)或血压监测信息获取至少一个心动周期的时间段的范围。
可以理解的是，在不同心动周期动脉运动的速度时间关系是相同的，具有规律性，得到至少一个心动周期动脉运动的速度时间关系后，根据规律性可以得到全部心动周期动脉的运动的速度时间关系。
得到动脉运动的速度时间关系后，可以根据动脉运动的速度时间关系，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。
具体的，可以先确认对应相同起始时间的速度时间关系中的起始运动速度值和原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标，根据速度与位移的关系以及成像探头的设定速度，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标，根据相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到重建影像。
对运动影像进行分析，得到动脉运动的速度时间关系后，通过速度时间关系可以得到动脉的运动速度值与时间的对应关系，可以确认出对应相同起始时间的速度时间关系中的起始运动速度值和原始影像中的起始帧，并对应设定初始的相对位移坐标。初始的相对位移坐标可以设定为0。
确定出上述对应关系后，进一步可以根据速度与位移的关系以及成像探头的设定速度，顺序计算出原始影像的各帧图像对应的相对位移坐标。具体的，原始影像的第一帧图像即起始帧对应的相对位移坐标为设定初始的相对位移坐标，原始影像的第二帧图像对应的相对位移坐标为该第二帧图像与第一帧图像采集时间间隔对应的运动速度值与该采集时间间隔的乘积，依次往后，可以顺序计算得到各帧图像对应的相对位移坐标。
得到原始影像的各帧图像对应的相对位移坐标后，进一步可以根据相对位移坐标按照预设比例调整各帧图像的距离。该比例可以根据实际情况进行设定和调整，如设定为50％、100％或200％等。原始影像的各帧图像具有对应的相对位移坐标，按照该比例可以对各帧图像的距离进行调整，对调整距离后的各帧图像进行排列，得到动脉腔内的重建影像。
便于理解地，可以将动脉运动的速度时间关系及成像探头运动的设定速度通过曲线方式表达，再将这两条曲线置于同一坐标系中，如图9、图10所示，通过测算可以得到原始影像的各帧图像对应的相对位移坐标。如通过测算阴影部分1、2、3、4、5的面积，可以得到对应的原始影像的相邻六帧图像各帧图像的相对位移坐标。从而可以基于该相对位移坐标调整各帧图像的距离，对原始影像的各帧进行排列，得到重建影像。其中，图9为成像探头慢速回撤时进行影像重建的示意图，图10为成像探头快速回撤时进行影像重建的示意图。
相应于上面的方法实施例，本申请实施例还提供了一种动脉腔内影像重建装置，下文描述的动脉腔内影像重建装置与上文描述的动脉腔内影像重建装置方法可相互对应参照。
参见图11所示，该装置可以包括以下模块：
原始影像获得模块1110，用于在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像；
运动影像获取模块1120，用于获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像；
速度数据确定模块1130，用于对运动影像进行分析，确定动脉与成像探头的相对速度数据；
影像重建模块1140，用于根据相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。
应用本申请实施例所提供的装置，先将导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置，然后驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像，同时可以获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像，对运动影像进行分析，可以确定动脉与成像探头的相对速度数据，根据相对速度数据，可以对原始影像的各帧距离进行调整，得到动脉腔内的重建影像。考虑到动脉与导管的成像探头的相对运动，按照动脉与成像探头的相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，再基于调整后的距离得到的动脉腔内的重建影像，更符合实际，使得重建后的动脉腔内影像的准确度更高，通过重建后的影像测量的动脉病变长度更准确，从而可以为临床医生诊断及确定相关治疗方案提供可靠的数值证据，方便做出判断植入支架长度等医疗决策，提高诊疗效果。
在本申请的一种具体实施方式中，速度数据确定模块1130，用于：
对运动影像每个成像时间点的图像进行分析，获得每相邻两个成像时间点之间动脉的参考点与成像探头的距离变化值；
针对每个距离变化值，将该距离变化值与对应的相邻两个成像时间点之间的时间间隔的比值，确定为该距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值；
基于每个距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定动脉与成像探头的相对速度数据。
在本申请的一种具体实施方式中，速度数据确定模块1130，用于：
在运动影像的帧频小于预设的频率阈值的情况下，对每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值进行插值处理；
将每个相对速度值及插值确定为动脉与成像探头的相对速度数据。
在本申请的一种具体实施方式中，影像重建模块1140，用于：
确认对应相同起始时间的相对速度数据中的起始相对速度值和原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到重建影像。
在本申请的一种具体实施方式中，速度数据确定模块1130，用于：
在运动影像的帧频小于预设的频率阈值的情况下，对至少一个心动周期的时间段内各个相对速度值，去除成像探头的设定速度，还原动脉的运动速度值，进行拟合处理，得到动脉运动的速度时间关系。
在本申请的一种具体实施方式中，影像重建模块1140，用于：
确认对应相同起始时间的速度时间关系中的运动速度值和原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系以及成像探头的设定速度，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到重建影像。
在本申请的一种具体实施方式中，采用时间同步的心电图或血压监测信息获取至少一个心动周期的时间段的范围。
在本申请的一种具体实施方式中，运动影像获取模块1120，用于：
通过数字减影血管造影技术获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像。
在本申请的一种具体实施方式中，动脉腔内的重建影像包括：纵切面图像、三维图像和/或视频，重建影像的显示帧频根据类别的显示需求确定；
对应地，影像重建模块1140，用于：
根据显示帧频抽取出原始影像的部分帧进行距离调整。
相应于上面的方法实施例，本申请实施例还提供了一种动脉腔内影像重建设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现上述动脉腔内影像重建方法的步骤。
如图12所示，为动脉腔内影像重建设备的组成结构示意图，动脉腔内影像重建设备可以包括：处理器10、存储器11、通信接口12和通信总线13。处理器10、存储器11、通信接口12均通过通信总线13完成相互间的通信。
在本申请实施例中，处理器10可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、特定应用集成电路、数字信号处理器、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件等。
处理器10可以调用存储器11中存储的程序，具体的，处理器10可以执行动脉腔内影像重建方法的实施例中的操作。
存储器11中用于存放一个或者一个以上程序，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令，在本申请实施例中，存储器11中至少存储有用于实现以下功能的程序：
在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到动脉腔内的原始影像；
获取成像探头在动脉腔内运动过程的运动影像；
对运动影像进行分析，确定动脉与成像探头的相对速度数据；
根据相对速度数据，调整原始影像的各帧距离，得到动脉腔内的重建影像。
在一种可能的实现方式中，存储器11可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***，以及至少一个功能(比如图像显示功能、图像识别功能)所需的应用程序等；存储数据区可存储使用过程中所创建的数据，如影像数据、速度数据等。
此外，存储器11可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件或其他易失性固态存储器件。
通信接口12可以为通信模块的接口，用于与其他设备或者***连接。
当然，需要说明的是，图12所示的结构并不构成对本申请实施例中动脉腔内影像重建设备的限定，在实际应用中动脉腔内影像重建设备可以包括比图 12所示的更多或更少的部件，或者组合某些部件。
相应于上面的方法实施例，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述动脉腔内影像重建方法的步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器 (RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种动脉腔内影像重建方法，其特征在于，包括：
在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动所述成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到所述动脉腔内的原始影像；
获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像；
对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据；
根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
对所述运动影像每个成像时间点的图像进行分析，获得每相邻两个成像时间点之间所述动脉的参考点与所述成像探头的距离变化值；
针对每个所述距离变化值，将该距离变化值与对应的相邻两个成像时间点之间的时间间隔的比值，确定为该距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值；
基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
如果所述运动影像的帧频小于预设的频率阈值，则对每相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值进行插值处理；
将每个相对速度值及插值确定为所述动脉与所述成像探头的相对速度数据。
4.根据权利要求1至3之中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像，包括：
确认对应相同起始时间的所述相对速度数据中的起始相对速度值和所述原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据所述相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到所述重建影像。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述距离变化值对应的相邻两个成像时间点之间的时间段内的相对速度值，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据，包括：
如果所述运动影像的帧频小于预设的频率阈值，则对至少一个心动周期的时间段内各个相对速度值，去除所述成像探头的所述设定速度，还原所述动脉的运动速度值，进行拟合处理，得到所述动脉运动的速度时间关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像，包括：
确认对应相同起始时间的所述速度时间关系中的运动速度值和所述原始影像中的起始帧，对应设定初始的相对位移坐标；
根据速度与位移的关系以及所述成像探头的所述设定速度，顺序计算各帧图像对应的相对位移坐标；
根据所述相对位移坐标按预设比例调整各帧图像的距离，得到所述重建影像。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，采用时间同步的心电图或血压监测信息获取至少一个心动周期的时间段的范围。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像，包括：
通过数字减影血管造影技术获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动脉腔内的重建影像包括：纵切面图像、三维图像和/或视频，所述重建影像的显示帧频根据类别的显示需求确定；
对应地，所述调整所述原始影像的各帧距离，包括：
根据所述显示帧频抽取出所述原始影像的部分帧进行距离调整。
10.一种动脉腔内影像重建装置，其特征在于，包括：
原始影像获得模块，用于在导管的成像探头置于动脉腔内的指定位置后，驱动所述成像探头按照设定速度沿轴向运动，得到所述动脉腔内的原始影像；
运动影像获取模块，用于获取所述成像探头在所述动脉腔内运动过程的运动影像；
速度数据确定模块，用于对所述运动影像进行分析，确定所述动脉与所述成像探头的相对速度数据；
影像重建模块，用于根据所述相对速度数据，调整所述原始影像的各帧距离，得到所述动脉腔内的重建影像。
11.一种动脉腔内影像重建设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述动脉腔内影像重建方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述动脉腔内影像重建方法的步骤。
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