[发明专利]一种软件层面的IV-OCT图像管壁分割方法

说明书

本发明公布了一种在软件层面的IV‑OCT图像管壁分割的方法，包括：将IV‑OCT图像转换成灰度图像，12个角度下分别做Gabor滤波后合并成一张结果图像，做极坐标转换，根据已知管腔信息获得每个角度下的管腔轮廓点坐标，从管腔轮廓点出发向外以一定步伐向外延伸，每一步计算该点为圆心一定半径r下的圆范围内滤波结果图像的像素和，若大于一定阈值则该点为管壁轮廓点。最后得到完整的管壁轮廓分割结果。

技术领域

本发明属于oct图像的处理领域，具体涉及到一种在软件层面对IV-OCT图像使用Gabor滤波进行处理，并在处理后的图像上进行管壁轮廓分割的方法。

背景技术

光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography，OCT)是一种非侵入的探测技术。OCT技术现已被广泛应用于生物组织的活体截面结构成像。通过测量与深度有关的散射光，OCT可以提供高分辨，高灵敏度的组织结构。

当OCT应用于血管成像(IV-OCT)时，利用可以转动的光学透镜和光纤向血管内表面发射近红外光，利用光干涉仪接受反射回来的光波并成像。因为利用光波成像，OCT成像分辨率高，轴向分辨率可以达到10-20um，可以对斑块表面的成分以及微结构进行成像。但近红外光波穿透性不强(约1.0-2.5mm)，血细胞、红血栓、以及斑块的脂质核心或斑块内坏死都会影响OCT对血管壁结构的观察和斑块负荷的估计。因为红细胞对红光的散射，过去的OCT在成像时需要不断注入造影剂将血液冲刷开。现代的OCT系统通过快速旋转回撤等技术部分地减少了红细胞等对成像的干扰，在数秒内完成一段长度血管的成像。

Gabor滤波器是一个用于边缘检测的线性滤波器。Gabor滤波器的频率和方向表示接近人类视觉系统对于频率和方向的表示，并且它们常备用于纹理表示和描述。在空域，一个2维的Gabor滤波器是一个正弦平面波和高斯核函数的乘积,具有在空间域和频率域同时取得最优局部化的特性，与人类生物视觉特性很相似，因此能够很好地描述对应于空间频率(尺度)、空间位置及方向选择性的局部结构信息。

对于健康的IV-OCT图像，血管呈现为三层膜结构，包括内膜、中膜和外膜。内膜由单层排列的内皮细胞、细胞外基质、纤维组成，在IV-OCT图像中显示为明亮均一的薄层结构。中膜夹在内外膜之间，由平滑肌细胞和细胞外基质组成，在IV-OCT图像中显示为均一的暗带。外膜由于富含纤维组织也表现为明亮均一的薄层结构。外膜之外的区域亮度较暗且呈现明显的纹理状，与外膜边界清晰。

发明内容

本发明公布了一种软件层面的IV-OCT图像管壁分割方法，其目的在于找到并全自动分割出IV-OCT的管壁轮廓。

本发明的技术方案是这样的：

一种软件层面的IV-OCT图像管壁分割方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101读取IV-OCT图像，得到图像分辨率f，并根据图像使用一定血管分割方法得到血管管腔轮廓信息

S102若输入的OCT图像为rgb图像，则将其转换为灰度图像(每个点像素值的范围为0-255)。

S103对IV-OCT的灰度图像进行Gabor滤波处理，使用Gabor函数生成相应的滤波核，并用滤波核对灰度IV-OCT图像进行卷积操作，二维Gabor函数的数学表达式如下：

复数表达：

实数部分：