[发明专利]一种血管内光学相干层析成像分支血管识别方法有效

专利信息
申请号: 202110789641.X 申请日: 2021-07-13
公开(公告)号: CN113516644B 公开(公告)日: 2022-04-01
发明(设计)人: 丁振扬;朱丰裕;刘铁根;商明健;胡景淇;李清瑞;刘琨;江俊峰;于音 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: G06T7/00 分类号: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/149;G06T7/155;G06T7/187;G06T7/66;G06T5/40;G06T5/30;G06T5/00
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 程毓英
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 血管 光学 相干 层析 成像 分支 识别 方法
【说明书】:

本发明涉及一种血管内光学相干层析成像分支血管识别方法,包括下列步骤:(1)对原始图像Ori进行血管轮廓提取,方法如下:第一步:图像增强和自适应二值化;第二步:连通域处理;第三步:插值与平滑处理;(2)分支血管识别,方法如下:第一步:坐标变换;第二步:主血管中心的确定;第三步:质心位置和质心矩的确定;第四步:分支血管存在性判定;第五步:计算主血管最大半径;第六步:分支血管轮廓与分界点识别。

技术领域

本发明涉及内窥光学相干层析成像(Intravascular Optical CoherenceTomography,IV-OCT)覆盖心血管、脑血管等内窥OCT成像领域,尤其涉及一种基于质心特征与距离变换方法的IV-OCT血管图像的分支血管的识别方法。

背景技术

血管内窥光学相干层析成像技术(IV-OCT)是一种基于导管的检查方法,它利用近红外光,可获取分辨率为十倍于血管内超声(IVUS)的体内血管壁微结构的高分辨率成像。分支血管信息对血管模型的流体模拟与数值分析,以及不同类别血管图像的配准都有很大的应用价值。因此,分支血管的准确识别及识别在冠状动脉疾病的治疗中显得尤为重要。

目前,分支血管的识别方法主要可以分为手动识别和自动识别。自动识别相对于手动识别来说更为快速和便捷。近年来,不断有学者提出全自动识别血管分支血管的方法,其中:Alberti等[1]使用IVUS图像中基于纹理的特征,检测到分叉,从而评估三个不同的分类器(Adaboost,Random Forest和SVM)。Macedo等[2]通过从管腔轮廓提取几何特征来识别分支,这是通过使用基于Ughi等人[3]的一组算子进行检测的。Macedo等人,Porto等人[4,5]使用相同数据集和特征评估了神经网络和SVM分类器在分支检测任务中的性能。通常,使用神经网络获得的结果要比SVM更好。Wang等[6]提出了一种基于典型IVOCT图像的所有公共组件的准确分割的全自动方法来检测IVOCT回拉运行中的分支。他们通过分析管腔中心与其轮廓之间的距离来检测分支,使用了Dijkstra的算法用于从梯度图像检测管腔轮廓,并通过距离变换方法检测管腔中心。Cao等人[7]提出了一种全自动的侧支口检测和主血管分割方法,他们的算法创造性地将曲率的定义转化为法向量与指向主血管中心向量夹角的计算。

主流的两种分支识别方法中,Wang等人基于距离的方法识别准确度受方法限制,Cao等人利用法向量的方法对血管轮廓形状的规则与否极为敏感,易出现误识别。IVOCT图像血管轮廓与分支的准确识别,具有重要的研究意义和实际价值。专利CN112308874[8]提出一种于管壁连通域唯一性的IV-OCT血管轮廓识别方法。

参考文献:

[1]M.Alberti et al.Automatic bifurcation detection in coronary IVUSsequences[J].IEEE Trans.Biomed.Eng.2012,vol.59,no.4,pp:1022-1031.

[2]C.D.N.Porto,C.F.F.C.Filho,M.M.G.Macedo,M.A.Gutierrez andM.G.F.Costa.Classification of bifurcations regions in IVOCT images usingsupport vector machine and artificial neural network models[J].Int.Soc.Opt.Photon.vol.3,Mar.2017.

[3]E.W.Dijkstra.A note on two problems in connexion with graphs[J].Numer.Math,Dec.1959vol.1,no.1:269-271.

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