[发明专利]一种血管中心线提取方法及其系统

权利要求书

1.一种血管中心线提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

对原始医学影像进行血管分割处理，得到血管分割图像和血管分割概率图；

基于血管分割图像，生成第一中心线强度图；

基于血管分割概率图，生成第二中心线强度图；

将血管分割图像输入预设网络模型，得到入口端点和末端端点；

将第一中心线强度图和第二中心线强度图综合加权生成第三中心线强度图；

根据第三中心线强度图、入口端点和末端端点，提取血管中心线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于血管分割概率图，生成第二中心线强度图，包括：

输入血管分割概率图，将血管分割概率图通过图像处理获得第二中心线强度图，其包括：

对血管分割概率图的概率值取负并且加1，并且与血管分割图像的相应像素点的特征进行点乘运算处理，得到第二中心线强度图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将血管分割图像输入预设网络模型，得到入口端点和末端端点，包括：

将血管分割图像输入第一深度卷积网络模型，输出两个冠脉入口的概率图，对冠脉入口的概率图进行预设阈值的二值化处理，得到两个冠脉入口区域，并分别对两个冠脉入口区域取质心，得到两个冠脉入口端点的位置，其中，两个冠脉入口端点包括左端点和右端点，左端点是冠脉形成的左冠脉树的入口端点，右端点是冠脉形成的右冠脉树的入口端点。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将血管分割图像输入预设网络模型，得到入口端点和末端端点，包括：

将血管分割图像输入第二深度卷积网络对血管分割图像的末端进行自动检测或使用区域生长前波传导方法找到冠脉末端，获得冠脉树的所有冠脉末端端点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

将第一中心线强度图和第二中心线强度图综合加权生成第三中心线强度图，表示为公式(1)：

distancemap3＝α*distancemap1+β*distancemap2 (1)

其中，第一中心线强度图用于表征血管分割图像中各个像素属于血管中心线的概率值，第二中心线强度图用于表征血管分割概率图中各个像素点属于血管中心线的概率值，distancemap1为第一中心线强度图，distancemap2为第二中心线强度图，distancemap3为第三中心线强度图，α为第一中心线强度图在第三中心线强度图中的权重值，β为第二中心线强度图在第三中心线强度图中的权重值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第三中心线强度图、入口端点和末端端点，提取血管中心线，包括：

将两个冠脉入口端点作为起始端点以及将冠脉末端端点作为结束端点；

在血管分割图像中定位左端点和右端点；

将在血管分割图像中与该左端点位于同一连通域中的冠脉末端端点，确定为左冠脉末端端点；

将在血管分割图像中与该右端点位于同一连通域中的冠脉末端端点，确定为右冠脉末端端点；

基于第三中心线强度图，生成连接该左端点与该左冠脉末端端点的最小成本路径，以及连接该右端点与该右冠脉末端端点的最小成本路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生成连接该左端点与该左冠脉末端端点的最小成本路径，以及连接该右端点与该右冠脉末端端点的最小成本路径，包括：

并行计算左冠脉树和右冠脉树，当处理左冠脉树时，将左冠脉树的入口端点O1作为起始端点，与左冠脉树的每个结束端点P配对为[(O1,P1),(O1,P2),(O1,P3),...(O1,Pn)]，对于每对起始端点及其对应的结束端点，使用最小成本路径算法或快速行进算法，在第三中心线强度图上，生成连接左冠脉树对应的每个末端端点到起始端点的最小成本路径，作为左冠脉树的中心线。