[发明专利]超声血管边界检测系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学用图像处理系统与方法，具体地，本发明涉及一种基于超声图像的血管管腔边界与中外膜边界检测系统与方法。

背景技术

心脑血管疾病已成为人类健康的头号杀手。动脉粥样硬化及其并发症引起心脑血管疾病的常见原因。血管管腔边界和中外膜边界的大小与形状是临床诊断中衡量动脉粥样硬化程度的重要指标。

为了方便获知血管管腔边界和中外膜交界的位置信息，常通过超声检查进行血管图像的拍摄。现有的方式通过人工标记血管管腔边界和中外膜边界，由人工在所拍摄的血管内超声图像（Intravascular Ultrasound,IVUS）中勾划出血管管腔边界和中外膜边界的位置。由于为同一个病人拍摄的血管内超声图像经常包含上千幅图像，由人工手工标记的方法不但耗时，而且重复性差，容易受到经验和主观因素的影响。

此外，现有的使用图像处理检测血管管腔边界和中外膜边界的方法，存在超声图像分辨率低、伴随有严重的斑点噪声和钙化伪影等缺点，使得检测血管管腔边界和中外膜边界存在较大困难。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有较高识别度的超声血管边界检测系统。

此外，还有必要提供一种相应的具有较高识别度的超声血管边界检测方法。

一种超声血管边界检测系统，包括：

图像提取模块，用于从超声图像中提取血管特征图像；

中外膜边界检测子系统，用于由所述血管特征图像中通过区域生长检测出血管中膜、外膜的边界；

管腔边界检测子系统，用于从所述中外膜边界检测子系统所检测的中外膜边界内部区域中进一步通过聚类检测血管管腔的边界。

可选地，所述超声血管边界检测系统进一步包括极坐标变换模块，用于将所提取的血管特征图像进行极坐标变换，以得到所述血管特征图像的极坐标变换图像，所述中外膜边界检测子系统、所述管腔边界检测子系统分别根据所述极坐标变换图像中检测所述血管的中外膜边界与所述血管管腔的边界。

可选地，所述极坐标变换模块取该血管特征图像的直角坐标中坐标为的像素点作为坐标零点，对该血管特征图像进行极坐标变换，其中：h为超声图像的高度、w为该超声图像的宽度、表示对该值向下取整数。

可选地，所述超声血管边界检测系统进一步包括直角坐标变换模块，用于将检测的极坐标系下的血管中外膜边界和血管管腔边界变换为直角坐标。

可选地，所述超声血管边界检测系统进一步包括滤波去噪模块，用于对所述血管特征图像进行滤波和去噪。

可选地，所述滤波去噪模块对所述血管特征图像进行中值滤波以去除噪点。

可选地，所述滤波去噪模块进行所述中值滤波的模板窗口为预定大小的矩形窗口。

可选地，所述滤波去噪模块对所述血管特征图像进行多次所述中值滤波。

可选地，所述滤波去噪模块对所述血管特征图像进行多次所述中值滤波的模板窗口为3×3，4×4，5×5，6×6的矩形窗模板。

可选地，所述中外膜边界检测子系统包括：

区域生长模块，用于设立种子点集，并基于初始像素点将所述血管特征图像中符合预定条件的像素点添加到所述种子点集；

增量模块，用于计算所述种子点集中像素点数根据预定条件的增量；

标记模块，用于标记最大的所述增量所对应的像素点区域。

可选地，所述初始像素点为所述血管特征图像上坐标为(1,1)的像素点。

可选地，所述预定条件为：对于种子点集而言是邻域8连接的像素点。

可选地，所述预定条件为：该像素点(x,y)与滤波图像中坐标为(1,1)的初始像素点之间的灰度差小于或等于预定的阈值T。

可选地，所述预定的阈值T为给定范围内的多个值。

可选地，所述预定的阈值T为1至255之间的连续整数。

可选地，所述区域生长模块根据所述多个预定的阈值T设立得到相应的多个区域S及相应的像素点数N。

可选地，所述区域生长模块根据多个预定条件设立形成多个种子点集，所述增量模块计算所述多个种子点集中的像素点数根据所述多个预定条件的单调增加而产生的增量。

可选地，所述多个种子点集内各像素点形成相应的图像区域，所述标记模块用于标记所述最大的增量所对应的像素点所形成的区域。

可选地，所述超声血管边界检测系统进一步包括矫正模块，用于对所述标记模块所标记的区域进行矫正。

可选地，所述矫正模块使用数学形态学方法对所标记的区域进行矫正。