[发明专利]基于DSSD和时域约束X光冠脉造影序列自动分析方法

权利要求书

1.一种基于DSSD和时域约束X光冠脉造影序列自动分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、利用U-net对X光冠脉造影序列进行逐帧的血管分割，根据分割结果找出造影剂最充盈帧，在此基础上制定策略选取一系列连续充盈帧；

步骤2、将选取的X光冠脉造影图像输入训练好的狭窄段检测网络DSSD，获得静态检测结果；

步骤3、综合连续充盈帧的静态检测结果，利用时域信息进行约束，抑制假阳性；

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、随机选取一些X光冠脉造影图像，进行逐像素的血管标注，利用原图与对应标签，训练用于血管分割的卷积神经网络U-net；

步骤1.2、将完整的X光冠脉造影序列拆分为帧，利用U-net进行逐帧分割，统计各帧分割结果中血管像素数目，最大像素数对应的造影图像即为造影剂最充盈帧；

步骤1.3、根据造影剂最充盈帧的位置，确定若干帧作为充盈帧备用；

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、以VGG分类网络为基础搭建目标检测网络DSSD，在网络末端引入反卷积模块获得特征图进行狭窄段检测；

步骤2.2、将选取的X光冠脉造影图像划分为若干个检测区域，在每个检测区域预设边界框；

步骤2.3、若预设边界框与任一金标准框的交并比大于0.5的标记为正边界框，否则标记为负边界框，计算正边界框与其对应的金标准框的位置偏移，作为目标检测网络的回归目标；

步骤2.4、分别计算目标检测网络的定位误差和分类误差，求和得到总误差；

步骤2.5、将训练好的网络用于测试，对输出的一系列预测边界框进行非极大值抑制操作，移除冗余框，避免重复检测，获得最终的静态检测结果；

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、按时序排列充盈帧的静态检测结果，提取相邻两帧的检测结果进行计算，若前一帧某检测框与后一帧某检测框的交并比大于0.1，则认为它们指向的是同一目标区域，并为它们建立连接关系；

步骤3.2、遍历整个序列，继续考察相邻两帧是否有指向同一目标区域的检测框，若存在，则延长之前的连接关系，由此获得在整个充盈序列中，出现频率较高的检测结果；

步骤3.3、考虑某一连接关系的长度，若小于8，则认为是假阳性，对该连接予以剔除；否则认为是真的狭窄段，予以保留；

所述步骤1.3的具体步骤为：

若造影剂最充盈帧的位置位于造影序列的前33％，则取造影剂最充盈帧的后11帧作为充盈帧备用；若造影剂最充盈帧的位置位于造影序列的前33％到后33％之间，则在造影剂最充盈帧的前后各取5帧作为充盈帧备用；若造影剂最充盈帧的位置位于造影序列的后33％，则取造影剂最充盈帧的前11帧作为充盈帧备用；

所述步骤2.1中所述目标检测网络DSSD包括19个卷积层与7个最大池化层，每个所述卷积层的卷积核固定为3*3的大小，所述反卷积模块数量为3个，所述特征图的分辨率为32*32。

2.如权利要求1所述的基于DSSD和时域约束X光冠脉造影序列自动分析方法，其特征在于，所述步骤2.2的具体步骤为：

将原始分辨率为512*512的X光冠脉造影图像划分为32*32个分辨率为16*16的检测区域，在每个检测区域预设3个满足以下条件的边界框，所述预设边界框中心与所述检测区域中心重合，所述预设边界框大小为40*40，横纵比分别为1:1、1:1.5、1.5:1。

3.如权利要求1所述的基于DSSD和时域约束X光冠脉造影序列自动分析方法，其特征在于，所述步骤2.3中计算正边界框与其对应的金标准框的位置偏移的具体公式为：

其中cx_*，cy_*分别表示中心点的横坐标与纵坐标，w_*，h_*分别表示框的宽和高，脚标g，d分别表示金标准框与预设边界框，offset_*表示对应的位置信息的偏移量。