[发明专利]CT图像中一种有效的半自动血管分割方法

说明书

CT图像中一种有效的半自动血管分割方法，采用的硬件是CPU,软件采用Visual Studio 2010,本方法包括下述步骤：①血管路径曲线采样，②获取最件“球”半径③调整“球”心位置与“球半径”④优化“球”心位置与“球半径”⑤采样点间“球”模型插值⑥阈值膨胀。本发明优点：本发明的半自动血管分割方法，能够较为准确的分割出血管轮廓，有助于提升病情诊断的准确性，提高医疗效率。

技术领域

本发明为一种有效的CT图像血管分割方法，属于数字医疗技术领域。

背景技术

目前，很多人忽视了饮食习惯问题，导致饮食中脂类、醇类过多，又没有合理的运动促进其代谢，极易引发心脑血管疾病，从而出现了大量的心脑血管疾病患者。而医疗资源分配的欠合理，导致某些医院人满为患，如不提高医疗效率，将使得这些患者得不到及时的检测和治疗。因此，数字化医疗应运而生，其实施不仅可以大大提高医院的诊疗效率、提高服务质量，而且对提高医院未来竞争力会产生极大的影响。在数字医疗设备中，CT被认为在对心脑血管疾病的诊断价值较高，因此，快速准确的从CT图像中分割出血管信息将对提高医疗效率有着重要意义。

发明内容

本发明的目的，是针对CT图像，在给定描述血管路径的曲线后，提供一种有效的半自动血管分割方法，能够较为准确的分割出血管轮廓，有助于提升病情诊断的准确性，提高医疗效率。

采用的软硬件如下：

硬件：PC机(4核及以上CPU)；软件：Visual Studio 2010。

设计的血管分割方法包括以下步骤：

1.血管路径曲线采样

为降低算法的计算量，同时避免血管路径曲线局部出现较大曲率，从而影响后续的算法准确性，有必要对初始路径进行采样处理，即间隔单位距离进行采样，这样既可以降低算法复杂度，同时又不改变初始路径的整体走向与趋势，采样结果为：

获取最佳“球”半径

提出的血管分割算法思路为将血管假设成为一根横截面为圆，且弯曲的管状结构，形成该结构的方式被假设为从起始端(路径起始位置)塞入一个“球”，沿路径前进方向(路径起始位置至终止位置方向)进行滚动形成，滚动过程中“球”的半径将自适应随之变化，最后球体滚动覆盖的所有点标记为血管。假设血管路径曲线的采样点作为“球心”，对每个“球”计算可以存在的最大半径：

R＝arg_Rmax{V_RV_T} (2)

式中，R为“球”半径，N_R为球中体素的个数，f(x,y,z)为体素值，为“球”中体素的平均值，Ω为“球”包含体素的位置集合，V_T为“球”中所有体素标准差阈值。

调整“球”心位置与“球”半径

由于初始血管路径曲线并不一定在血管中心，生成的“球”集合也不一定是最优的，因此需要对“球”心位置和“球”半径进行进一步的优化。步骤如下：

3.1获取“球”前进方向

对于曲线来说，某个点的前进方向可表示为该点的切线方向；而曲线采样后形成若干个离散的点，这些点是不存在切线的，要获取每个点的前进方向，需要对其进行近似与估计。这里根据待处理采样点与其前后相邻采样点的位置关系，来估计出该采样点的前进方向，即待处理采样点的切线方向，计算公式为：