冠心病是目前危害人类健康的首要疾病,冠脉造影图像是临床诊治冠心病的主要依据之一,被称为诊断冠心病的“金标准”。X射线造影成像的最大缺陷在于把血管三维空间结构重叠到二维图像上,即投影成像。由于透视投影成像导致的血管重叠和投影缩短会引起血管狭窄估计及支架选择和放置错误,而血管重叠和投影缩短与造影角度的选择有关。本文在冠状动脉树三维重建的基础上,研究了冠状动脉树中感兴趣血管段最佳视角的计算方法,感兴趣血管段在最佳视角下的定量分析能有效地提高其临床医学参数的测量精度,用于指导介入性治疗。血管内超声近年来获得了迅速发展,但是血管内超声在描述血管形态时缺少血管的三维几何信息。传统的血管内超声三维重建主要是通过把一系列的超声图像叠加起来形成一个直血管段,这种方法忽略了导管的弯曲和扭曲。本文通过血管内超声和冠脉造影的融合来获得正确的超声图像三维重建。本文的研究内容主要包括:1.满足感兴趣血管段最小投影缩短的造影角度计算提出了血管段投影缩短百分比计算公式,分别利用几何法、血管投影缩短最小化法和平面拟合法来计算满足感兴趣血管段最小投影缩短的造影角度,并对这三种方法进行了分析比较。2.感兴趣血管段最佳视角的计算提出了满足感兴趣血管段最小遮盖的造影角度计算方法,并在满足最小投影缩短的造影角度范围内寻找满足最小遮盖的造影角度,从而获得感兴趣血管段的最佳视角。3.几何变换矩阵中平移向量的优化两个不同角度投影坐标系间的几何变换矩阵是实现冠状动脉树三维重建的关键,本文利用血管分支点和端点来优化几何变换矩阵中的平移向量。4.冠状动脉树感兴趣血管段最佳视角实验分别利用临床冠脉造影图像和冠状动脉树实物模型造影图像进行实验,并通过对感兴趣血管段投影缩短及遮盖情况进行分析来评价最佳视角计算方法的正确性。5.血管内超声与冠脉造影融合初步研究本文提出了结合动态规划和Snake模型提取血管内超声图像边缘的方法。在对超声图像进行三维重建时,利用Frenet-Serret标架确定超声图像各相邻帧间的相对方位,利用非迭代统计优化方法确定超声图像序列的绝对方位。