一種冠脈的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種冠脈的提取方法，該方法包括如下步驟：(1)輸入心臟三維圖像，將所述心臟三維圖像和冠脈模型進(jìn)行配準(zhǔn)，并確定所述心臟三維圖像中冠脈的初始點、終點和行進(jìn)方向；(2)根據(jù)所述冠脈的初始點和行進(jìn)方向，初始化最小代價路徑；(3)根據(jù)所述行進(jìn)方向，若所述最小代價路徑行進(jìn)到所述冠脈模型的終點，則從所述終點開始反向搜索最小代價路徑，生成所述冠脈的中心線；若未達(dá)到所述終點，則優(yōu)化所述最小代價路徑，并繼續(xù)行進(jìn)直至到達(dá)所述終點，再從所述終點開始反向搜索最小代價路徑，生成所述冠脈的中心線。本技術(shù)方案不僅可以全自動地提取冠脈的中心線，還可以標(biāo)注冠脈分支的名稱。
【專利說明】一種冠脈的提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種冠脈的提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在臨床應(yīng)用中，血管造影圖像是醫(yī)生進(jìn)行心血管疾病分析的主要手段之一，因而 冠脈中心線的提取具有非常重要的意義。
[0003] 傳統(tǒng)的冠脈中心線提取方法主要是基于最小代價路徑（請參考[Descha-mps， Τ· and L. Cohen. :In :ECCV2000.vol. 1843, 543-557. (2000)])，起始點由人工標(biāo)注或自動探 測算法獲得。該最小代價路徑方法在路徑C上的能量函數(shù)E(C)可以表達(dá)為：
[0004] E(C) = / Ω (P(C(s)) + c〇)ds (1)
[0005] 其中，E(C)為所述最小代價路徑C上的能量函數(shù)；s為弧長參數(shù)；x = C(s)，表示 C(s)上的某個位置，P(x)為在所述最小代價路徑C上的X位置上的能量或者代價；w為規(guī) 則化參數(shù)。
[0006] 對于傳統(tǒng)的最小代價路徑方法，p(x)使用圖像的梯度和亮度信息。這種方法由于 能量函數(shù)過于簡單，易受到噪聲的干擾。
[0007] 為了提高最小代價路徑方法的魯棒性，在能量函數(shù)（1)中引入基于多尺度的 血管性（vesselness)(請參考[Frangi，A.，et al. :In :MICCAI 1998. vol. 1496，pp : 130-137(1998)])。即公式（1)中的能量Ρ(χ)為：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種冠脈的提取方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 輸入心臟三維圖像，將所述心臟三維圖像和冠脈模型進(jìn)行配準(zhǔn)，并確定所述心臟三 維圖像中冠脈的初始點、終點和行進(jìn)方向； (2) 根據(jù)所述冠脈的初始點和行進(jìn)方向，初始化最小代價路徑； (3) 根據(jù)所述行進(jìn)方向，若所述最小代價路徑行進(jìn)到所述冠脈模型的終點，則從所述終 點開始反向搜索最小代價路徑，生成所述冠脈的中心線；若未達(dá)到所述終點，則優(yōu)化所述最 小代價路徑，并繼續(xù)行進(jìn)直至到達(dá)所述終點，再從所述終點開始反向搜索最小代價路徑，生 成所述冠脈的中心線。
2. 如權(quán)利要求1所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，所述初始點為所述冠脈模型 與所述心臟三維圖像中的主動脈的交界處的任一點。
3. 如權(quán)利要求1所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，所述最小代價路徑的函數(shù)為： E(C) = / fi(P(C(s)) + ?)ds 其中，E(C)為所述最小代價路徑C上的能量函數(shù)；s為弧長參數(shù)；x = C(s)，表示C(s) 上的某個位置，P(x)為在所述最小代價路徑C上的x位置上的能 量或者代價；w為規(guī)則化參數(shù)；Q為所述心臟三維圖像的整個空間。 4加擬剎面步3
所試一釉冠晩的提取方法，其特征在于，所述能量P(x)的表達(dá)式為： 其中，v(x)是血管性的測量值；s(x)是基于亮度的相似性測量值；d(x)為行進(jìn)方向項； a , @ Y為指數(shù)；e為正值。
5. 如權(quán)利要求4所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，所述行進(jìn)方向項d(x)的表達(dá) 式為，
其中，C(x)為角度參數(shù)，
（x)為所述冠脈模型的路徑 方向與所述最小代價路徑C行進(jìn)方向的角度；y d為所述冠脈模型配準(zhǔn)的最優(yōu)期望值；〇 d 為所述角度的標(biāo)準(zhǔn)差的經(jīng)驗值。
6. 如權(quán)利要求5所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，得到所述冠脈模型與所述路 徑的角度e (X)的過程為： 1) 將所述冠脈模型和所述最小代價路徑均分為N段，所述冠脈模型的分段點為Mi，所 述路徑的分段點為Pi，其中，N彡1，i彡0 ; 2) 從所述初始點開始，計算所述最小代價路徑的每一段上的每一個像素點與對應(yīng)的所 述模型的每一段之間的角度，即9 00。
7. 如權(quán)利要求1所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，優(yōu)化所述最小代價路徑的過 程為：判斷所述最小代價路徑是否行進(jìn)到所述最小代價路徑每一段的分段的終點，若是，則 矯正所述冠脈模型；若否，則根據(jù)所述最小代價路徑能量函數(shù)繼續(xù)行進(jìn)。
8. 如權(quán)利要求7所述一種冠脈的提取方法，其特征在于，矯正所述冠脈模型的過程為： 1)在所述冠脈模型中，根據(jù)所述冠脈模型的路徑的弧長，確定點; 2) 計算所述點Pi和從^之間的偏移量，并將所述冠脈模型按照所述偏移量進(jìn)行平移和 旋轉(zhuǎn)； 3) 在所述平移后的冠脈模型中搜索當(dāng)前段的終點。
【文檔編號】G06T7/00GK104282009SQ201310275464
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】莊嚇海, 劉瀏, 蘭添 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司