一種血管提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種血管提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 血管造影技術(shù)（CTA)是當前診斷血管疾病的重要方法之一，在臨床上主要用于診 治多種血管疾病，如動脈瘤、血管狹窄、血管巧化等。將血管從其他組織中分割出是血管造 影技術(shù)中的關(guān)鍵步驟。由于CTA圖像中血管與骨頭等其他組織的CT值重疊，當前主要的血 管分割方法如區(qū)域增長、動態(tài)輪廓等很容易將骨頭等組織誤當成血管提取，造成過度分割 或者將細小血管等當成非血管組織去除，造成分割不全。
[0003] 文獻 1 ;P.T.Vieco,W.P.化uman,G.F.AlsofromandC.E.Gross.Detectionof circleofWillisaneurysmsinpatientswithacutesubarachnoidhemorrhage: acomparisonofCTangiographyanddigitalsubtractionangiography.AJR vol. 165no. 2425-430 (1995)中提供的血管剪影方法，病人需要同一部位掃描2次，分別為 不注射造影劑掃描和注射造影劑掃描，得到非CTA圖像和CTA圖像。非CTA圖像中，血管CT 值低，CTA圖像中血管CT值升高。該樣2種圖像配準后相減就可W將血管提取出來。該方 法需要對病人掃描2次，比較耗時，同時給病人帶來更多的掃描福射量。
[0004] 文獻 2:CristianLorenz,SteffenRenisch,ThorstenSchlatholter,Thomas Billow.Simultaneoussegmentationandtreereconstructionofthecoronary arteriesinMSCTimages.ProceedingsofSPIEVol. 5031 (2003)提供了一種基于水平集 的分割方法，該方法在確定血管起始點后，通過水平集算法向四周傳播，傳播過程中通過血 管的拓撲結(jié)構(gòu)如血管的半徑、分叉等修正傳播的過程。該方法能有效提取樹狀結(jié)構(gòu)的血管， 但不適用于大動脈瘤等情況，因為腫瘤很容易被半徑判斷否決。
[0005] 文獻 3:01ivierCuisenairea,SunnyVirmanib,MarkE.Olszewskib,Roberto Ardona.Fullyautomatedsegmentationofcarotidandvertebralarteriesfrom contrastenhancedCTA.Proc.ofSPIEVol. 6914,69143R, (2008)提供了一種基于模型的 方法，首先將CTA圖像與已有的血管模型配準，得到不同血管的起始點，然后通過算法連接 起始點，得到血管的中也線。最后在W中也線為起始，通過單純網(wǎng)格向外擴張，提取血管。該 方法效果較好，但計算非常復雜，分割速度極慢，不適用實際臨床應(yīng)用。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)還提供了一種基于闊值的區(qū)域增長方法，該算法從一組初始種子點開 始，將與種子點相似（如CT值處在相同范圍）的相鄰像素附加到區(qū)域增長的種子點上。該 方法計算速度快，因與闊值大小相關(guān)，魯棒性差。闊值范圍偏小時，無法提取血管細小分支， 闊值范圍偏大時，部分骨頭等組織會被當成血管，造成過分割。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明解決的問題是提供一種血管提取方法，用W完整提取血管。
[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種血管提取方法，包括；讀取血管造影數(shù)據(jù)， 并對所述數(shù)據(jù)分別采用區(qū)域生長方法獲取第一結(jié)果，及采用水平集方法獲取第二結(jié)果，并 根據(jù)所述第一結(jié)果和第二結(jié)果進行形態(tài)學組合，對所述血管造影數(shù)據(jù)進行血管提取。
[0009] 可選的，所述區(qū)域生長方法包括基于闊值及梯度的區(qū)域生長方法初步去骨，然后 基于梯度的區(qū)域生長方法提取血管；所述水平集方法為基于半徑及梯度的水平集方法提取 血管。
[0010] 可選的，將所述形態(tài)學組合對應(yīng)的結(jié)果與所述第二結(jié)果進行并集相加操作，W對 所述第二結(jié)果進行補充血管的提取。
[0011] 可選的，所述形態(tài)學結(jié)果包括通過所述第一結(jié)果與所述第二結(jié)果相減獲取的第一 減法掩模。
[0012] 可選的，還包括獲取所述第一減法掩模中若干數(shù)目的獨立連通域；并對所述連通 域進行結(jié)構(gòu)判斷，W去除所述第一減法掩模中的骨頭及組織。
[0013] 可選的，所述結(jié)構(gòu)判斷包括連通域點數(shù)判斷及連通域橫截面面積判斷。
[0014] 可選的，所述連通域橫截面面積判斷包括：首先計算所述連通域數(shù)目最多的兩層 血管截面，對所述兩層血管截面進行連通域計算，計算最大的連通域橫截面面積；并基于所 述橫截面面積判斷骨頭和血管。
[0015] 可選的，所述形態(tài)學組合提取血管后還包括提取腎及細小血管。
[0016] 可選的，所述提取腎及細小血管包括；所述血管造影數(shù)據(jù)為CT血管造影數(shù)據(jù)，提 供第一闊值及第二闊值，將CT值大于所述第一闊值的像素點作為種子點進行提取，從所述 血管造影數(shù)據(jù)中提取大于所述第二闊值的像素點，得到骨頭及血管的第一掩膜；將所述第 一掩模減去第二結(jié)果對應(yīng)的掩模，獲取第二減法掩模。
[0017] 可選的，還包括提供第H闊值，并W大于所述第H闊值的點作為種子點，在所述第 二減法掩模中提取并去除骨頭，獲取第二掩模；將第二結(jié)果在所述第二掩模上進行區(qū)域生 長，W完成包含腎及細小血管的血管提取。
[001引可選的，所述第一闊值范圍為200~400 ;所述第二闊值范圍為120~170 ;所述第H闊值范圍為700~900。
[0019] 本發(fā)明提出了一種結(jié)合區(qū)域生長及水平集的優(yōu)點完成血管完整提取的方法。基于 闊值及梯度的區(qū)域生長方法可找到3-4級血管，但可能會長到部分骨頭及組織；基于半徑 及梯度的水平集方法提取的血管較干凈，一般不長到骨頭，但細小血管不能完全找到。本 發(fā)明將該兩種方法的優(yōu)點有效的結(jié)合，并且靈活運用骨頭及血管的區(qū)域生長輔助血管的提 取，從而實現(xiàn)血管的完整提取。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一個實施例的血管提取方法的流程示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明一個實施例的形態(tài)學組合方法流程示意圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明一個實施例的血管提取方法的各階段結(jié)果對比圖。
[0023] 圖4所示為本發(fā)明一個實施例的血管提取中腎及細小血管提取的流程示意圖。
[0024] 圖5所示為本發(fā)明一個實施例的血管提取中腎及細小血管提取的效果示意圖。
[0025] 圖6所示為其他實施例的血管提取方法的效果示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)W便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠W 很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況 下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0027] 其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所 述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。
[0028] 本發(fā)明提供了一種血管提取方法，其特征在于，包括；讀取血管造影數(shù)據(jù)，并對所 述數(shù)據(jù)分別采用區(qū)域生長方法獲取第一結(jié)果，及采用水平集方法獲取第二結(jié)果，并根據(jù)所 述第一結(jié)果和第二結(jié)果進行形態(tài)學組合，對所述血管造影數(shù)據(jù)進行血管提取。其中，所述區(qū) 域生長方法包括基于闊值及梯度的區(qū)域生長方法初步去骨，然后基于梯度的區(qū)域生長方法 提取血管；所述水平集方法為基于半徑及梯度的水平集方法提取血管。
[0029] 進一步地，獲取上述的兩個結(jié)果之后，還包括用所述第一結(jié)果對應(yīng)的掩模減去第 二結(jié)果對應(yīng)的掩模，獲取第一減法掩模，W進行所述形態(tài)學組合。
[0030] 獲取所述第一減法掩模后，對所述第一減法掩模進行連通域計算，獲取所述第一 減法掩模中的若干數(shù)目的獨立的連通域。并對所述第一減法掩模的連通域進行結(jié)構(gòu)判斷， W去除所述掩模中的骨頭及組織。所述結(jié)構(gòu)判斷包括連通域點數(shù)判斷及連通域橫截面面積 判斷。
[0031] 進一步地，所述連通域橫截面面積判斷包括；首先計算所述連通域數(shù)目最多的兩 層血管截面，對所述兩層血管截面進行連通域計算，獲取最大的連通域，并計算所述連通域 的橫截面面積，所述連通域橫截面面積為連通域的點數(shù)乘W數(shù)據(jù)的分辨率。
[0032] 其中，所述連通域橫截面面積判斷還包括；提供面積闊值，若所述橫截面面積大于 所述面積闊值，則所述連通域則為骨頭，若所述橫截面面積不大于所述面積闊值，則所述連 通域則為血管。
[0033] 具體地，所述面積闊值范圍為100~200。較佳地，所述面積闊值為140。
[0034] 獲取上述去除骨頭及組織的第一減法掩模后，還包括將所述去除骨頭的第一減法 掩模的形態(tài)學結(jié)果與第二結(jié)果進行并集相加操作，W對第二結(jié)果進行補充血管的提取。即 對所述第二結(jié)果進行血管補充，W補充提取在第二結(jié)果中未能成功提取的血管信息。
[00巧]進一步地，所述形態(tài)學組合提取血管后還包括；提取腎及細小血管。
[0036] 作為一個實施例，所述血管造影數(shù)據(jù)為CT血管造影數(shù)據(jù)，所述提取腎及細小血管 包括：提供第一闊值及第二闊值，將CT值大于所述第一闊值的像素點作為種子點，并W所 述種子點進行提取，從所述血管造影數(shù)據(jù)中提取大于所述第二闊值的像素，得到骨頭及血 管的第一掩模。
[0037] 接著，將所述第一掩模減去第二結(jié)果對應(yīng)的掩模，得到第二減法掩模。并從所述第 二減法掩模中提取并去除骨頭，獲取第二掩模