[发明专利]一种用于心脑血管检测的成像系统和方法

权利要求书

1.一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，包括依次连接的图像采集模块、图像预分割模块、图像二次分割模块、图像转换模块以及显示模块；

所述图像采集模块，用于接收或采集不同层面的血管横切面二维图像；

所述图像预分割模块，用于对所述血管横切面二维图像进行预分割，初步提取每个层面的血管信号；

所述图像二次分割模块，用于对所述每个层面的血管信号进行二次分割，滤除干扰信号，得到每个层面的血管图像；

所述图像转换模块，用于将每个层面的血管图像转换为血管三维图像；

所述显示模块，用于显示所述血管三维图像；

所述二次分割采用图像分割模型对所述每个层面的血管信号进行二次分割，所述图像分割模型如下式所示：

式中，I表示所有超像素的集合，ω表示同一超像素层内所有邻域超像素对的集合，C表示不同超像素层之间对应的超像素对的集合，D_i(f_i)为超像素i与其标签f_i的匹配程度测量函数，λ和φ为平衡参数，B_mn(f_m，f_n)为同一超像素层内邻域超像素m和n之间的惩罚函数，S_pq(f_p，f_q)为不同超像素层之间对应超像素对的相似性测量函数。

2.根据权利要求1所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述图像预分割模块通过有限混合正态分布图像预分割模型对血管横切面二维图像进行预分割。

3.根据权利要求2所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述有限混合正态分布图像预分割模型通过期望极大化算法求解模型参数。

4.根据权利要求1所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述图像分割模型的构建方法如下：

(1)使用超像素分割算法生成所述血管信号的三层尺度不同的超像素；

(2)提取步骤(1)所述超像素的特征，获取超像素的结构信息；

(3)在基于图割的图像分割模型中引入步骤(2)所述超像素的结构信息，得到所述图像分割模型；所述基于图割的图像分割模型如下式所示：

式中，I表示所有超像素的集合，ω表示同一超像素层内所有邻域超像素对的集合，D_i(f_i)为超像素i与其标签f_i的匹配程度测量函数，λ为平衡参数，B_mn(f_m，f_n)为同一超像素层内邻域超像素m和n之间的惩罚函数。

5.根据权利要求4所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述在步骤(1)中，所述三层尺度不同的超像素的像素数目分别为300-500个、800-1500个、6000-10000个。

6.根据权利要求4所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，在步骤(2)中，所述超像素的结构信息包括像素特征的均值和协方差。

7.根据权利要求1所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述图像转换模块通过最大密度投影的方法将所述每个层面的血管图像进行堆叠，得到所述血管三维图像。

8.根据权利要求1所述的一种用于心脑血管检测的成像系统，其特征在于，所述图像采集模块通过CT设备或磁共振设备采集不同层面的血管横切面二维图像。

9.一种如权利要求1至8中任一项权利要求所述的用于心脑血管检测的成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.所述图像采集模块采集不同层面的血管横截面二维图像；

S2.所述图像预分割模块分别对步骤S1所述每个层面的血管横截面二维图像进行预分割，初步提取每个层面的血管信号，得到每个层面的初始血管图像；

S3.所述图像二次分割模块对步骤S2所述每个层面的初始血管图像进行二次分割，得到每个层面的血管图像；

S4.所述图像转换模块将步骤S3所述每个层面的血管图像按顺序堆叠，得到血管三维图像，并通过显示模块显示。