常规的冠状动脉造影在二维图像上试图完全评价冠状动脉树的主要解剖特性，如血管真实走形，分叉病变的角度等，这几乎是不可能的。二维图像上可能重叠而偏离的血管形态，常会导致错误发生。但是通过不同角度获得的冠状动脉二维图像，然后通过三维重建，就能得到冠状动脉复杂的，真实的血管走形的空间结构。冠状动脉分支的实际长度、直径和狭窄的严重程度评估对于研究动脉粥样硬化引起的血流动力学改变，以及介入治疗路径的选择都是至关重要的 ^{［130，131］}。

左主干是冠状动脉树最重要的一段，单靠血管造影评价它非常困难，因为它直接起源于主动脉，长度太短，走形多变。血管壁广泛的粥样硬化病变可能会导致低估病变的严重程度。三维冠状动脉重建使得精细地确定病变的范围，复杂程度和长度，狭窄的程度以及参考血管直径成为可能，这样就能对介入治疗指征做全面和恰当的评价，对选择最适合的介入器械和材料提供指导 ^{［132～135］}。

过去10年中开发出了三维冠状动脉造影定量分析软件算法，将单平面或双平面系统生成的两个或多个单平面图像整合 ^{［136-139］}。其中大多数并不生成血管内腔真实形态的容积重建，它在计算上要求很高，不能在线生成，但以三维中心线数据重建为基础的三维模型中，血管直径与三维结构可随后由计算机算法得出。这些三维模型算法的准确度主要依赖于电子平板上没有几何变形以及血管造影系统中DICOM集管中可用的几何信息。冠状三维重建算法仅仅建立在三维系统信息的基础上，所谓极线几何重建技术在这些情况下仅提供准确重建，其中血管大致垂直于X射线束。本技术的局限在于:错误假设视图上的预计冠状动脉在空间上相同。在实践中，甚至在双平面台架中，系统变形(主要由重力引起)生成的平面之间几乎总有等深点支管。另外，因为较强呼吸运动和心脏收缩运动，两个投影之间无法达到空间一致性。为纠正等深点支管，通常要确定1至3对参考点，在所选投影中代表相应的解剖标志，如分叉点。为纠正极线的不协调，采用了专用三维几何算法;最终，装有心电图且时间也校正过的画面融入了三维重建中 ^［139］。尽管适用算法间存在细微差异，冠状动脉狭窄三维重建的操作员标准程序包括下列四个步骤:

1.选择目标血管段(可能为分叉)二维投影，角度≥30°，带有最小投影缩减和重叠。

2.必要时以导管为参照校准其中的一个 ^［140］。但是在大多数算法中，全自动校准是公认的也是唯一的选择。

3.在其中一个投影中，通过本地轮廓探测算法来追踪目标血管;第二个二维图像投影注明了目标区域，以帮助用户在第二投影中选择正确的血管段。

4.生成的三维模型在血管直径、长度和弯曲度上都形成了图像和数据。时间要求下降(对于三维再建来说小于60秒)使得结果在实际中立即变得可行。

投影缩减和重叠的量化使得我们可以选择最佳视图投影 ^{［139，141］}。尽管台架和患者位置有限制 ^［142］，使用三维模型技术测定血管长度、直径和BA的准确性已在若干研究中提出来 ^{［143-147］}。Bruining等 ^［148］在收到生物可吸收支架的患者中进行量化多峰性成像分析，证明用IVUS测量长度和直径的三维冠状动脉造影定量分析以及使用多探测器进行计算的X线断层摄影术之间优异的相关性;二维冠状动脉造影定量分析显示，支架长度更小，直径与区域也有可能更小。Tsuchida等 ^［149］和Ramcharitar等 ^［146］最近经过验证在商业上可行的针对单平面直径和区域测量的三维冠状动脉造影定量分析系统、CardiOp-B和心血管造影术分析系统5;其中CardiOp-B低估真实值，而心血管造影术分析系统5更加精准。

在心血管三维冠状动脉成像分析系统中，当依靠基于血管尺寸经过调整的向量的算法时，在没有重叠的空间内计算分叉角值，因此理论上要比二维冠状动脉造影定量分析更精确。另一方面，在各自血管段的方向权重向量间算出CardiOp-B内角值。权向量( Tw)为两个向量之和，其中每一向量沿着血管中心线将交叉点与远段点相连，长度分别为5mm( T1) 和10mm( T2)。该算法运用于最近的顺序排列试验中，首次说明了左主干介入前后的三维弯曲度对临床随访一年的影响 ^［150］。

当进行量化狭窄时，CardiOp-B提供直径导出和横截面数据以及狭窄长度;可操作狭窄标记，以重新布置主血管或从近段主支血管进入边支血管的目标区域。在CASS-5中，考虑到从二维投影中获取的轮廓信息可能包含血管重叠，构建中心分叉区三维模型。这就是三维定义中的多边形汇合区是“花生”形状而非球形的原因。假设血管在两个不同二维投影的管腔直径基础上拥有椭圆形横截面，在这种条件下计算横截面积值;这种椭圆形横截面是主要测量的参数。在环形假定的基础上计算同等管腔直径、最小管腔直径和最大管腔直径曲线。多边形汇合区入口处和内部的参考血管线是在二维转变三维的基础上建立(图2-1-13)。

重建的三维模型也可以在空间自由旋转，可以从各个不同的角度去观察分析血管，对左主干、分叉的边支以及分叉的角度能做出正确的评估(图2-1-14和图2-1-15)。冠状动脉系统可以非常精确地测量描述:最小管腔直径±0. 14mm，病变长度±2. 4mm和最小管腔面积±0. 31mm ²。三维图像扫描需要花费4～30分钟 ^［151］。