[发明专利]一种基于多模态影像的血管易损斑块评估方法

权利要求书

1.一种基于多模态影像的血管易损斑块评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.基于IV-OCT的血管内腔和外管壁自动分割；

S2.形态学参数自动提取；

S3.二维快速力学计算；

S4.血管三维骨架线重建；

S5.图像融合配准；

S6.基于三维模型的生物力学计算；

S7.易损斑块评估模型构建。

2.根据权利要求1所述的一种基于多模态影像的血管易损斑块评估方法，其特征在于，S1包括以下步骤：

首先需要对图像中的导管圆环和导丝伪影进行去除；将图像从直角坐标系转换为极坐标系进行图像处理；设平面内点A的直角坐标系坐标为A(x,y)，其对应极坐标系坐标为(ρ,θ)，转换公式如式(1)和式(2)；

在进行图像坐标转换时，以图像中心即导管圆环中心为极坐标变换的原点，使用最邻近插值填补变换后无相应值的像素点；导管圆环区域集中在图像上端，根据该区域范围大小将此区域灰度值取零，从而去除导管圆环图像；计算极坐标系下每一列图像的灰度平均值，得到灰度平均值变化图，其横坐标对应极坐标系下的列数，纵坐标为平均灰度值；

灰度变化图中存在一个极小值区域，根据图像特点，经测试后可以确定灰度平均值的阈值，将小于该阈值的列的灰度值取零，去除极坐标系中的导丝伪影；去除导管圆环和导丝伪影后，极坐标图像进行二值化，然后使用开运算操作，使得图像在去除孤立像素点的情况下保证主要形态结构不变，最后将开运算后的二值化图像转换为灰度图像；

使用线性插值的方法，选取断裂处两端最靠近转换中心的两点的坐标值作为插值起点和终点，得到断裂处的管壁的近似坐标值，并用一段具有一定灰度值的线段连接断裂处，使管壁组织连续；线性插值连接后，极坐标图像的管壁上方区域即为管腔区域，并且开运算后该区域内灰度值为零；管腔轮廓点即为极坐标下每列图像的第一个灰度值非零点，依次识别并连接每列的轮廓点，并将其转换回直角坐标系坐标，得到内管腔轮廓；而后基于IV-OCT中的中膜和外膜以及斑块的表征完成血管壁、斑块和内管腔轮廓的标注，为生物力学计算提供模型基础。

3.根据权利要求1所述的一种基于多模态影像的血管易损斑块评估方法，其特征在于，S2包括以下步骤：

基于IV-OCT的自动分割结果，并且获得轮廓的二维坐标；血管管壁、管腔和斑块相关的形态学参数自动提取算法构建方法如下：分别计算每层图像中的管壁、管腔和斑块轮廓所围成的真实面积，其中管腔轮廓对应管腔面积，斑块轮廓对应斑块面积，管壁轮廓所围成的面积减去管腔面积为管壁面积；在此基础上，计算标准化管壁指数NWI，其定义为管壁面积除以管壁面积与管腔面积之和的商，如式(3)：

设定从轮廓中心均匀发出180条射线，射线之间间隔角度相同，每条射线与管腔、管壁轮廓均有交点，且交点间隔均匀；同一条射线与管腔、管壁的两个交点之间的距离定义为管壁厚度，将该层的管壁厚度值的最大值记为该层轮廓的最大管壁厚度；在斑块所在层，每条射线与斑块区域交于两点，除斑块两端的端点以外，两点之间的距离为斑块厚度，靠近中心的第一个点与射线和管腔轮廓交点的距离为纤维帽厚度；将同一层斑块厚度值的最大值记为该层轮廓的最大斑块厚度，将同一层纤维帽厚度的平均值、最小值分别记为该层轮廓的平均纤维帽厚度和最小纤维帽厚度；射线与斑块区域有两条切线，切线与斑块区域仅有一个交点，两条切线所形成的角度定义为斑块角度；

即提取九个形态学特征，包括管腔面积、管壁面积、NWI、最大管壁厚度、斑块面积、最大斑块厚度、斑块角度、最小纤维帽厚度和平均纤维帽厚度。