[发明专利]一种面向CT影像的冠状动脉智能辅助分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向CT影像的冠状动脉智能辅助分析方法及系统，首先选择包含CTA体数据的MHD文件或者DICOM序列，获取CTA体数据的体素、空间间距、三维图像大小信息，并进行可视化展示；然后使用基于三维空洞卷积神经网络追踪器的冠脉中心线提取方法完成冠脉中心线的全自动提取，生成冠脉中心线树并进行可视化展示；最终选择要分析的冠脉血管，在中心线三维展示区域将冠脉血管高亮展示，同时对选择的冠脉血管进行多角度拉直曲面重建，并进行可视化展示。本发明结合深度学习与迭代追踪算法完成冠脉中心线的全自动提取，充分利用了现有先进技术减轻临床医务人员的工作量，也减少了人为干预后处理技术的准确性，高效准确地实现医疗辅助作用。

技术领域

本发明属于生物医电技术领域，具体涉及一种冠状动脉智能辅助分析方法及系统。

背景技术

冠心病是一种发病率高且危害较大的心血管疾病，其全称为冠状动脉粥样硬化性心脏病，是冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病。随着我国经济的高速发展，人民生活水平不断提高以及饮食习惯的改变，冠心病的发病率逐年上升，现如今已经成为威胁我国人民生命安全的头号杀手，因此对冠脉疾病的早期预防和及时诊断尤为重要。

目前主流的诊疗方案是冠状动脉计算机断层血管造影(Coronary computedtomography angiography，CTA)，又称为非创伤性血管成像技术，该技术通过在血管中注射含碘造影剂，并对患者做螺旋CT扫描，接着将获得的数据经过计算机处理得到血管图像。成像结果包含了冠脉血管以及相邻组织的二维断层图像，为临床医生诊断冠脉疾病提供了很多有价值的信息。

基于冠脉CTA医学影像高效、准确地提取出冠脉血管中心线是冠状动脉粥样硬化性心脏病病灶区域可视化、冠脉疾病病情定量分析、评级、治疗方案规划的基石。冠脉血管中心线则可以提供对血管结构相关特征的定量描述，如血管长度，血管直径，血管分叉点以及血管曲率等形态参数和拓扑参数。同时利用冠脉中心线提供的有效信息，并结合CPR技术完成对冠脉血管及其周围组织信息的可视化分析。

但仅通过观察二维断层图像难以获得从复杂的背景中准确地分析出血管的内腔信息，因而很容易造成误诊漏诊。

目前的诊疗方案中，临床医生通常需要在工作站上人工对冠脉CTA医学影像进行后处理，并根据后处理的结果诊断分析病情。这种手工操作不但工作量大、效率低而且由于大量的人为干预，处理结果存在一定的主观判断，因此，有必要提供一种面向冠脉CTA医学影像的智能化后处理技术来避免当前技术中存在的缺陷。

现有技术中，专利——一种冠脉血管中心线匹配方法和系统(中国专利、申请公布号CN 108335284 A、申请公布日2018.07.27)，该发明涉及计算机视觉技术领域,提供了一种冠脉血管中心线匹配方法和系统，其中的方法包括：根据当前帧完整冠脉血管中心线的图像，获取候选起始点集和候选终止点集；根据候选起始点集和候选终止点集，利用深度优先搜索算法，获取候选中心线；利用动态时间规整算法，获取候选中心线与上一帧完整冠脉血管中心线的图像中匹配的冠脉血管中心线的特征距离；根据特征距离确定匹配的冠脉血管中心线。其中的系统包括：端点获取模块，用于获取候选起始点集和候选终止点集；搜索模块，用于利用深度优先搜索算法获取候选中心线；匹配模块，用于利用动态时间规整算法确定匹配的冠脉血管中心线。该发明虽然能够提取冠脉血管中心线，但是在匹配速度和准确性上都不能达到较好的效果。

发明内容