心血管疾病已经成为世界范围内威胁人类健康的头号杀手。影像科医师则需要借助一些成像工具对这些成像图像进行观察，对一些疑似病灶，如硬化或者狭窄进行判断和确认。虽然目前心脏成像技术已经得到了很大的提高并日趋成熟，但是对于冠状动脉内一些斑块的精确诊断仍然比较困难，特别是对于一些对比度较低的非钙化斑块。另外重建时的一些伪影也容易被认为是斑块。心血管的分割对于心血管的精确可视化、疾病的诊断、计算机辅助的动态血管分析治疗至关重要，冠状动脉的分割对于后续心脏运动情况的分析也具有重要的意义。　　X射线冠状动脉造影(CAG)是近年来问世并广泛应用的心脏成像技术，它能够在几个心动周期内采集几十乃至上百幅不同角度的血管造影图像，可以用来进行完整的三维血管重建。然而，由于目前针对旋转冠状动脉造影的重建算法不成熟，对于重建算法的评估也缺乏标准，本课题将三维的血管分割结果进行模拟投影获得投影数据，用来对重建结果进行评估。　　本文首先介绍了目前比较流行的两种心脏成像技术:多层螺旋CT(MSCT)和X射线旋转管状动脉造影成像技术。　　该论文回顾了血管分割的不同算法，并比较了不同算法的特点。最短路径算法由于具有速度快、分割准确的优势，在心血管的分割中有广泛的应用。为了保证中轴线和血管的有效提取，通常需要一个特征度量来描述血管的中轴特征，然后使用这个血管中轴特征构造最短路径算法的能量函数。最短路径血管分割算法通常需要为冠状动脉的每个血管分支设置起点和终点，而且目前的最短路径算法无法将整个血管树直接提取出来。　　为了解决这个问题，本文提出一种基于血管中轴约束的最短路径搜索的分割算法。算法只需要设置一个起点就可以将整个血管树提取出来，这个起点不一定要在血管结构上;算法使用血管点在不同方向的一维横截线上灰度分布的对称性和凸性性质来构造最短路径搜索的能量函数;使用凸性和对称凸性性质进行两次最短路径血管搜索;同时对于两次最短路径血管搜索的结果，两次使用回溯累加技术实现对中轴线和完整血管结构的提取，第一次回溯提取血管中轴线，第二次回溯提取血管树结构;采用能量差约束克服最短路径搜索中距起点的距离对于搜索过程的影响。分别使用二维造影图像和三维MSCT数据进行算法验证。　　随后，对于分割好的三维血管，通过对同一心动周期在不同时刻的心血管树的投影实现对动态心血管在X射线旋转心血管造影系统的模拟。