一种基于三维建模的血管检测方法及装置制造方法及图纸

本申请的实施例提供了一种基于三维建模的血管检测方法及装置。该基于三维建模的血管检测方法包括：将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到血管上存在钙化斑块时，输出包含血管和钙化斑块的三维图像；扫描三维图像得到血管中的种子点和端点；基于种子点和端点，拟合得到血管的中心线；最后以中心线为基准对血管和/或钙化斑块进行检测，以得到血管的各种医学参数。本实施例通过三维重建模型重建得到完整清晰的血管和钙化斑块的三维图像，并提取到准确、全面的种子点，生成各血管中光滑的中心线，以基于中心线对血管和/或钙化斑块进行检测，增强了血管模型构建和血管检测的可视化效果，提高了血管和钙化斑块检测的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维建模的血管检测方法及装置
本申请涉及医学影像
，具体而言，涉及一种基于三维建模的血管检测方法及装置。
技术介绍
在很多血管检测过程中，一般通过语义分割来处理血管，在医学影像的语义分割中，基本上都是基于2D的影像，少部分是基于3D的影像。目前，针对人体各主动脉的分割任务较少，且分割的效果不好。并且，原始的医学影像包含血管和其他组织器官，甚至存在一些钙化斑块，这些情况都将导致血管检测的精确性较低的问题。
技术实现思路
本申请的实施例提供了一种基于三维建模的血管检测方法及装置，进而至少在一定程度上可以增强血管模型构建和血管检测的可视化效果，提高血管检测的精确性。本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于三维建模的血管检测方法，包括：将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，其中，所述三维重建模型为基于血管的医学影像样本以及所述医学影像样本对应的标注信息通过深度学习训练得到；扫描所述三维图像，得到所述血管中的种子点和端点；基于所述种子点和所述端点，拟合得到所述血管的中心线；以所述中心线为基准对所述血管和/或所述钙化斑块进行检测。根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于三维建模的血管检测装置，包括：输入单元，用于将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，其中，所述三维重建模型为基于血管的医学影像样本以及所述医学影像样本对应的标注信息通过深度学习训练得到；扫描单元，用于扫描所述三维图像，得到所述血管中的种子点和端点；拟合单元，用于基于所述种子点和所述端点，拟合得到所述血管的中心线；检测单元，用于以所述中心线为基准对所述血管和/或所述钙化斑块进行检测。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述输入单元包括：第一输入单元，用于将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，得到血管初步三维图像，识别并去除所述血管初步三维图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到血管三维图像；第一生成单元，用于在检测到所述血管上存在钙化斑块时，生成斑块初步三维图像；合并单元，用于将所述血管三维图像和所述斑块初步三维图像进行合并，得到合并图像；第一识别单元，用于识别并去除所述合并图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到所述三维图像。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述输入单元包括：第二输入单元，用于将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和钙化斑块的初步三维图像；去除单元，用于去除所述初步三维图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到所述三维图像。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述去除单元包括：第二识别单元，用于识别所述初步三维图像中的血管区域，得到血管区域对应的最大连通区域；二值化单元，用于对所述初步三维图像进行二值化，得到二值矩阵，所述三维图像中的血管区域和钙化斑块区域在所述二值矩阵中对应的值为1，所述三维图像中的其余区域在所述二值矩阵中对应的值为0；乘积单元，用于基于所述最大连通区域对应的矩阵与所述二值矩阵之间的乘积，得到所述三维图像。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述基于三维建模的血管检测装置还包括：第一获取单元，用于获取所述医学影像样本；预处理单元，用于对所述医学影像样本进行预处理，得到训练图像；其中，所述预处理包括以下至少一种：基于各向同性对所述医学影像样本在三个坐标维度上分别进行插值、对所述医学影像样本进行白化、对所述医学影像样本进行数据扩增、对目标区域进行重复采样；其中，所述目标区域包括设定的采样点、直径小于预设直径的血管区域；所述数据扩增包括以下至少一种：对所述医学影像样本进行平移、旋转、镜像、亮度调整、缩放以及裁剪；训练单元，用于基于所述训练图像及其对应的标注信息进行深度学习训练，得到所述三维重建模型。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述扫描单元包括：第一扫描单元，用于根据医学影像对应的身体部位，对所述三维图像从z轴平面顶部向下扫描，得到所述身体部位中各动脉在水平方向上的血管截面；种子单元，用于求取各血管截面的质心，作为所述种子点；位置单元，用于根据所述血管的位置和扫描得到的血管截面数量，确定所述血管中目标点的位置；端点单元，用于将所述目标点的位置处对应的血管截面中的质心作为所述血管的端点。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述身体部位为腹部；所述第一扫描单元包括：第二扫描单元，用于基于所述三维图像的z轴平面顶部向下水平扫描；第三识别单元，用于当扫描到水平方向上的两个血管截面时，识别其中面积较大的血管截面对应的血管为腹主动脉中的升主动脉，面积较小的血管截面对应的血管为所述腹主动脉中的降主动脉；第四识别单元，用于若已扫描区域占所述三维图像中的比例等于预设比例，且在扫描得到两个血管截面且未出现第三个血管截面时，将所述两个血管截面对应的血管分别识别为左髂动脉和右髂动脉。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述拟合单元包括：计算单元，用于根据所述种子点和所述端点在所述三维图像中的位置，计算各血管中的种子点与所述血管的端点之间的最短路径；第一拟合单元，用于对所述最短路径进行拟合，得到所述中心线。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述第一拟合单元包括：第二拟合单元，用于对所述最短路径进行拟合，得到初版中心线；提取单元，用于若检测到在所述血管弯曲处所述初版中心线贴血管壁，则在所述初版中心线上任取一个目标点，提取过所述目标点且垂直于所述初版中心线的血管截面；更新单元，用于基于所述目标点对应的血管截面的质心，更新所述初版中心线，得到所述中心线。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述基于三维建模的血管检测装置还包括：第二获取单元，用于获取用户触发的中心线移动指令，所述中心线移动指令包括所述中心线上的目标点以及移动的目标位置；调整单元，用于调整所述目标点处对应的中心线至所述目标位置。在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述检测单元包括：以下至少一项：第一检测单元，用于基于所述中心线确定所述血管截面的中点，以所述中点为圆心，确定所述血管截面的最小内接圆的直径为所述血管在所述血管截面处的最大径，确定所述血管截面的最大内切圆的直径为所述血管在所述血管截面处的最小径；第二检测单元，用于基于所述中心线上任意两点在血管中的位置，测量得到所述任意两点对应的血管长度；第三检测单元，用于基于所述中心线上任意两点、所述血管内腔上的点分别在血管中的位置，测量得到所述血管内腔上的点所在位置处的血管弯曲角度；第四检测单元，用于根据所述中心线，测量所述三维模型中所述钙化斑块的参数，所述参数包括所述钙化斑块的长度、面积、体积、厚度、硬度以及所述钙化斑块在血管壁上的位置中的至少一个。在本申请的一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维建模的血管检测方法，其特征在于，包括：/n将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，其中，所述三维重建模型为基于血管的医学影像样本以及所述医学影像样本对应的标注信息通过深度学习训练得到；/n扫描所述三维图像，得到所述血管中的种子点和端点；/n基于所述种子点和所述端点，拟合得到所述血管的中心线；/n以所述中心线为基准对所述血管和/或所述钙化斑块进行检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维建模的血管检测方法，其特征在于，包括：
将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，其中，所述三维重建模型为基于血管的医学影像样本以及所述医学影像样本对应的标注信息通过深度学习训练得到；
扫描所述三维图像，得到所述血管中的种子点和端点；
基于所述种子点和所述端点，拟合得到所述血管的中心线；
以所述中心线为基准对所述血管和/或所述钙化斑块进行检测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，包括：
将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，得到血管初步三维图像，识别并去除所述血管初步三维图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到血管三维图像；
在检测到所述血管上存在钙化斑块时，生成斑块初步三维图像；
将所述血管三维图像和所述斑块初步三维图像进行合并，得到合并图像；
识别并去除所述合并图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到所述三维图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和所述钙化斑块的三维图像，包括：
将包含血管的医学影像输入三维重建模型中，在检测到所述血管上存在钙化斑块时，输出包含所述血管和钙化斑块的初步三维图像；
去除所述初步三维图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到所述三维图像。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，去除所述初步三维图像中分布在所述血管之外、且与所述血管不连通的像素点，得到所述三维图像，包括：
识别所述初步三维图像中的血管区域，得到血管区域对应的最大连通区域；
对所述初步三维图像进行二值化，得到二值矩阵，所述三维图像中的血管区域和钙化斑块区域在所述二值矩阵中对应的值为1，所述三维图像中的其余区域在所述二值矩阵中对应的值为0；
基于所述最大连通区域对应的矩阵与所述二值矩阵之间的乘积，得到所述三维图像。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述医学影像样本；
对所述医学影像样本进行预处理，得到训练图像；其中，所述预处理包括以下至少一种：基于各向同性对所述医学影像样本在三个坐标维度上分别进行插值、对所述医学影像样本进行白化、对所述医学影像样本进行数据扩增、对目标区域进行重复采样；其中，所述目标区域包括设定的采样点、直径小于预设直径的血管区域；所述数据扩增包括以下至少一种：对所述医学影像样本进行平移、旋转、镜像、亮度调整、缩放以及裁剪；
基于所述训练图像及其对应的标注信息进行深度学习训练，得到所述三维重建模型。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，扫描所述三维图像，得到所述血管中的种子点和端点，包括：
根据医学影像对应的身体部位，对所述三维图像从z轴平面顶部向下扫描，得到所述身体部位中各动脉在水平方向上的血管截面；
求取各血管截面的质心，作为所述种子点；
根据所述血管的位置和扫描得到的血管截面数量，确定所述血管中目标点的位置；
将所述目标点的位置处对应的血管截面中的质心作为所述血管的端点。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述身体部位为腹部；
根据医学影像对应的身体部位，对所述三维图像从z轴平面顶部向下扫描，得到所述身体部位中各动脉在水平方向上的血管截面，包括：
基于所述三维图像的z轴平面顶部向下水平扫描；
当...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄星胜，马骏，兰宏志，郑凌霄，
申请(专利权)人：深圳睿心智能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44