血管数字化结构的获取方法、电子设备和存储介质技术

本发明专利技术提供了一种血管数字化结构的获取方法、电子设备和存储介质，所述方法包括对预先获取的医学图像进行分割，以获取血管掩膜图像；根据所述血管掩膜图像，获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线；根据所述血管掩膜图像，确定所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面；根据所述血管中心线和所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取所述感兴趣血管区域的数字化结构。本发明专利技术可以对任意血管段实现数字化表示，不仅存储量小，而且便于对血管进行后续的处理与分析。于对血管进行后续的处理与分析。于对血管进行后续的处理与分析。

【技术实现步骤摘要】
血管数字化结构的获取方法、电子设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种血管数字化结构的获取方法、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]随着医学成像设备的不断发展，影像处理技术在心血管疾病的术前诊断中得到了广泛的应用。目标可以对血管成像的设备主要有CT、核磁共振(MRI)、单光子断层成像、正电子断层成像、数字减影血管造影(DSA)和超声等。虽然各种设备由于成像原理不同，所获得的血管图像存在一定的差异性，但是对于血管疾病的诊断的依据是一致的，主要依赖于图像中血管病变部位的参数包括血管狭窄直径、血管参考直径、病变部位血管长度和血管中心线等。
[0003]传统技术中，通常是根据二维的血管影像进行血管参数测量，然而，二维血管影像缺少信息量，不能完整地表达出血管的信息，导致血管参数测量不准确，不利于对血管情况进行深入分析。此外，现有技术中一般采用图形网格化结构来表达血管结构信息，这种表示方法不仅存储量大，而且后期应用极为不方便。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种血管数字化结构的获取方法、电子设备和存储介质，可以对任意血管段实现数字化表示，不仅存储量小，而且便于对血管进行后续的处理与分析。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供一种血管数字化结构的获取方法，包括：
[0006]对预先获取的医学图像进行分割，以获取血管掩膜图像；
[0007]根据所述血管掩膜图像，获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线；
[0008]根据所述血管掩膜图像，确定所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面；
[0009]根据所述血管中心线和所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取所述感兴趣血管区域的数字化结构。
[0010]可选的，所述根据所述血管中心线和所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取所述感兴趣血管区域的数字化结构，包括：
[0011]根据所述血管中心线上的中心点的个数将所述感兴趣血管区域分割成对应数目的血管段；
[0012]根据所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取对应的所述血管段的参数；
[0013]根据每一所述血管段的参数，进行三维重建，以获取所述感兴趣血管区域的数字化结构。
[0014]可选的，所述参数包括所述中心点坐标和闭合轮廓线坐标。
[0015]可选的，所述参数还包括面积和/或周长和/或最大直径和/或最小直径和/或最大
直径所对应的轮廓点的坐标和/或最小直径所对应的轮廓点的坐标和/或法向向量。
[0016]可选的，所述根据所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取对应的所述血管段的参数，包括：
[0017]针对所述血管中心线上的每一中心点：
[0018]将所述中心点所对应的横截面映射至Z＝0的平面上，以获取所述中心点所对应的映射平面；
[0019]根据所述映射平面上的各像素点的位置坐标，获取所述映射平面的属性信息；
[0020]根据所述映射平面的属性信息，获取所述中心点所对应的血管段的参数。
[0021]可选的，所述根据所述血管掩膜图像，确定所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，包括：
[0022]统计所述血管掩膜图像的每一非零像素点的位置坐标；
[0023]针对所述血管中心线上的每一中心点：
[0024]将所述中心点和与其相邻的邻中心点组成第一向量，并将所述中心点和每一所述非零像素点分别组成第二向量；
[0025]计算所述第一向量和所述第二向量之间的夹角；
[0026]将夹角在预设范围内的所述非零像素点所组成的点集作为所述中心点所对应的横截面的点集；
[0027]将所述中心点和与其所对应的横截面的点集进行拟合，以得到所述中心点所对应的横截面。
[0028]可选的，所述根据所述血管掩膜图像，获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线，包括：
[0029]根据所述血管掩膜图像，获取一起始点和若干终止点的位置坐标；
[0030]根据所述起始点和所述终止点的位置坐标，采用预设算法，确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径；
[0031]合并所有的目标路径，以获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线。
[0032]可选的，所述采用预设算法，确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径，包括：
[0033]以所述起始点作为起始节点、所述终止点作为目标节点，采用A星算法确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径。
[0034]可选的，所述A星算法中采用的代价函数如下所示：
[0035]F(P)＝w1*G(P)+w2*H(P)
[0036][0037][0038]式中，F(P)是总代价，G(P)为起始节点到节点P的实际代价，H(P)为节点P到终止节点D的估计代价，为节点P到终止节点D的欧式距离，为节点P到其父节点的欧式距离，w1为第一权重系数，w2为第二权重系数。
[0039]可选的，在采用A星算法确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径之前，所述方法还包括：
[0040]针对所述血管掩膜图像中的每一非零像素点，由近及远遍历其周边邻域像素点，直至找到与所述非零像素点距离最近的零像素点，计算所述非零像素点与所述零像素点之间的距离，并将所述距离设置为所述非零像素点的像素值，以获取血管距离变换图像；
[0041]所述第一权重系数w1的计算公式如下所示：
[0042]w1＝β*e
ΔP
[0043]其中，β为第一调节因子，且0＜β＜1，ΔP为所述血管距离变换图像中的最大像素值与所述节点P在所述血管距离变换图像中的像素值的差值的绝对值。
[0044]可选的，所述第二权重系数w2的计算公式如下所示：
[0045][0046]其中，σ为第二调节因子，且0＜σ＜1，|Z
P
‑
Z
D
|为所述节点P的Z坐标Z
P
与所述终止节点D的Z坐标Z
D
之间的差值的绝对值。
[0047]可选的，在合并所有的目标路径，以获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线之前，所述方法还包括：
[0048]对所述目标路径进行修正，以获取修正后的目标路径；
[0049]所述合并所有的目标路径，以获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线，包括：
[0050]合并所有的修正后的目标路径，以获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线。
[0051]可选的，所述对所述目标路径进行修正，以获取修正后的目标路径，包括：
[0052]对所述目标路径上的与未分叉血管区域所对应的各路径点进行第一修正处理，以得到对应的第一修正路径点；
[0053]对所述目标路径上的与分叉血管区域所对应的各路径点进行第二修正处理，以得到对应的第二修正路径点；
[0054]根据所述第一修正路径点和所述第二修正路径点，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血管数字化结构的获取方法，其特征在于，包括：对预先获取的医学图像进行分割，以获取血管掩膜图像；根据所述血管掩膜图像，获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线；根据所述血管掩膜图像，确定所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面；根据所述血管中心线和所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取所述感兴趣血管区域的数字化结构。2.根据权利要求1所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述根据所述血管中心线和所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取所述感兴趣血管区域的数字化结构，包括：根据所述血管中心线上的中心点的个数将所述感兴趣血管区域分割成对应数目的血管段；根据所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取对应的所述血管段的参数；根据每一所述血管段的参数，进行三维重建，以获取所述感兴趣血管区域的数字化结构。3.根据权利要求2所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述参数包括所述中心点坐标和闭合轮廓线坐标。4.根据权利要求3所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述参数还包括面积和/或周长和/或最大直径和/或最小直径和/或最大直径所对应的轮廓点的坐标和/或最小直径所对应的轮廓点的坐标和/或法向向量。5.根据权利要求2所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述根据所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，获取对应的所述血管段的参数，包括：针对所述血管中心线上的每一中心点：将所述中心点所对应的横截面映射至Z＝0的平面上，以获取所述中心点所对应的映射平面；根据所述映射平面上的各像素点的位置坐标，获取所述映射平面的属性信息；根据所述映射平面的属性信息，获取所述中心点所对应的血管段的参数。6.根据权利要求1所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述根据所述血管掩膜图像，确定所述血管中心线上的每一中心点所对应的横截面，包括：统计所述血管掩膜图像的每一非零像素点的位置坐标；针对所述血管中心线上的每一中心点：将所述中心点和与其相邻的邻中心点组成第一向量，并将所述中心点和每一所述非零像素点分别组成第二向量；计算所述第一向量和所述第二向量之间的夹角；将夹角在预设范围内的所述非零像素点所组成的点集作为所述中心点所对应的横截面的点集；将所述中心点和与其所对应的横截面的点集进行拟合，以得到所述中心点所对应的横截面。7.根据权利要求1所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述根据所述血管
掩膜图像，获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线，包括：根据所述血管掩膜图像，获取一起始点和若干终止点的位置坐标；根据所述起始点和所述终止点的位置坐标，采用预设算法，确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径；合并所有的目标路径，以获取感兴趣血管区域所对应的血管中心线。8.根据权利要求7所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述采用预设算法，确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径，包括：以所述起始点作为起始节点、所述终止点作为目标节点，采用A星算法确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径。9.根据权利要求8所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，所述A星算法中采用的代价函数如下所示：F(P)＝w1*G(P)+w2*H(P)F(P)＝w1*G(P)+w2*H(P)式中，F(P)是总代价，G(P)为起始节点到节点P的实际代价，H(P)为节点P到终止节点D的估计代价，为节点P到终止节点D的欧式距离，为节点P到其父节点的欧式距离，w1为第一权重系数，w2为第二权重系数。10.根据权利要求9所述的血管数字化结构的获取方法，其特征在于，在采用A星算法确定所述起始点与所述终止点之间的目标路径之前，所述方法还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊强，
申请(专利权)人：上海微创卜算子医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：