[发明专利]血管内光学相干层析成像两级导管伪影去除方法

说明书

本发明涉及一种血管内光学相干层析成像两级导管伪影去除方法，包括下列步骤：将光学相干层析成像图像中的管鞘伪影视为四层环状结构，收集包含管鞘伪影的光学相干层析成像图像样本集；得到消除第一和二层管鞘伪影的图像Ir(θ,ρ)；使用大津法将消除第一和二层管鞘伪影的图像Ir(θ,ρ)转化为二值图B(θ,ρ)；计算二值图B(θ,ρ)中单连通孤立区域，找出面积小于经验阈值τc的所有元素；标记外层管鞘伪影；于外层管鞘伪影中的像素，计算管鞘去除后的最终图像。

技术领域

本发明属于血管内光学相干层析成像图像处理技术领域，更为具体地讲，涉及一种血管内光学相干层析成像图像管鞘伪影去除。

背景技术

目前，冠心病是导致人类死亡的首要病因，且未来10年我国冠心病患病及死亡人数仍将快速增长。而冠状动脉粥样硬化是引发冠心病的主要原因。当脂质在冠状动脉内膜聚集后，会形成黄色的黄色粥样外观，因此又将其命名为冠状动脉粥样硬化。对于冠心病，传统的诊断方法一般为临床症状分析、心电图、血脂检测和运动负荷实验检测等。但这些方法的诊断准确性不高，有时还会造成冠心病的误诊和漏诊，并对患者造成一定程度的精神负担和经济压力。因此，冠心病的诊断预防需要医学影像技术的发展进行指导。

在医学诊断领域，医学影像技术是一门新兴的学科，具有十分巨大的发展潜力。在医学研究过程中，将物理场源以非侵入的方式施加在生物组织之后，生物组织由于所施加的物理场而产生物理特性变化，依据此变化按一定的规律将生物组织部分转化为视觉影像，这种技术称之为医学影像技术。通过医学影像技术，可以较为准确观察生物组织状况，观察是否发生生物组织病变以及病变情况，对生物组织情况进行定性和定量的评估，从而帮助医生进行更好得临床诊断。

光学相干断层扫描(Optical Coherence tomography简称OCT)是一种新兴的医学成像技术，该技术以光学相干理论为基础，具有高分辨率、成像速度快、非侵入特点，被广泛应用于血管内成像，是动脉粥样硬化疾病诊断的重要手段。但是，血管内光学相干层析成像(Intravascular Optical Coherence tomography简称IVOCT)图像中存在的管鞘伪影严重影响了血管内部图像，需要去除。

IVOCT图像中的管鞘伪影主要依据导管的先验信息进行去除。L.S.Athanasiou等人在2017年的Elsevier Science中发表的名为《基于冠状动脉成像的动脉粥样硬化斑块表征方法》(Atherosclerotic plaque characterization methods based on coronaryimaging)的文章中，直接根据导管先验信息去除掉管鞘伪影。专利CN108416769A《基于预处理的IVOCT图像易损斑块自动检测方法》和专利CN109118508A《IVOCT图像血管壁内腔轮廓提取方法》都采用将成像导管部分区域所对应的像素值都赋零的方法去除管鞘伪影。在此基础上Amrute J.M.等人在2018年的Journal of Biomedical OpticsJournal ofBiomedical Optics中发表名为《冠状动脉内光学相干层析成像的聚合血管内支柱和腔内检测算法》(Polymeric endovascular strut and lumen detection algorithm forintracoronary optical coherence tomography images)的文章中提出鞘层几何结构的过度简化导致部分聚合物支柱或管腔边界的缺失，为了准确删除保护鞘，采用沿鞘轮廓梯度行走的边缘检测方法去除管鞘伪影。