[發明專利]一種基于食道超聲的主動脈瓣快速分割方法

有效

• 申請號: 201310050721.9
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103093477A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 顧力栩;董斌;郭怡婷;王兵
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

1.一種基于食道超聲的主動脈瓣快速分割方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）將B超輸出的視頻格式的主動脈瓣超聲結果轉化為一組連續圖像，提取所述連續圖像的扇形區域，對所述扇形區域進行形態學濾波預處理，得到一組連續的經預處理的主動脈瓣超聲圖像；

（2）選取所述的經預處理的主動脈瓣超聲圖像中處于快速射血期或快速充盈期的圖像中的一張作為關鍵幀，將處于非快速射血期和非快速充盈期的圖像作為非關鍵幀，然后以交互的方式在所述關鍵幀上選取四個點，利用Cardinal樣條插值，做出邊界輪廓曲線，所述邊界輪廓曲線包圍的區域作為初始約束區域，即能量約束區域；

（3）所述的關鍵幀的邊界輪廓曲線將所述關鍵幀的圖像分為內外兩部分，內部為正，外部為負，得到邊界輪廓曲線符號圖；計算所述關鍵幀的圖像上每個像素點到所述邊界輪廓曲線的最短歐氏距離，得到邊界輪廓曲線距離圖，然后將所述邊界輪廓曲線符號圖和所述邊界輪廓曲線距離圖相乘，生成所述關鍵幀的約束區域的符號距離圖；

（4）定義E_constraint(φ)=∫_Ω(φ-φ₀)²dxdy為區域約束項，φ₀表示所述關鍵幀的約束區域的符號距離圖；利用形狀約束比較函數在CV模型中加入所述區域約束項，然后最小化所述CV模型的能量泛函，提取得到所述關鍵幀的主動脈瓣分割結果；

（5）將所述關鍵幀的主動脈瓣分割結果作為相鄰的下一個非關鍵幀的能量約束區域，所述非關鍵幀的能量約束區域的邊界輪廓曲線將所述非關鍵幀的圖像分為內外兩部分，內部為正，外部為負，得到非關鍵幀的邊界輪廓曲線符號圖；計算所述非關鍵幀的圖像上每個像素點到所述非關鍵幀的能量約束區域的邊界輪廓曲線的最短歐氏距離，得到非關鍵幀的邊界輪廓曲線距離圖，然后將所述非關鍵幀的的邊界輪廓曲線符號圖和所述非關鍵幀的的邊界輪廓曲線距離圖相乘，生成非關鍵幀的約束區域的符號距離圖；

（6）定義E_constraint(φ)=∫_Ω(φ-φ₀)²dxdy為區域約束項，φ₀表示所述非關鍵幀的約束區域的符號距離圖；利用形狀約束比較函數在CV模型中加入所述區域約束項，然后最小化所述CV模型的能量泛函，提取得到所述非關鍵幀的主動脈瓣分割結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于食道超聲的主動脈瓣快速分割方法，其特征是，所述步驟（2）中Cardinal樣條插值表達如下：

P_k-1、P_k、P_k+1、P_k+2為所述的在所述關鍵幀上選取的四個點，所述P_k和P_k+1是中間的兩個控制點，從P_k-1到P_k+2間的四個點用于建立Cardinal樣條段的邊界條件為：

P(0)=P_k，

P(1)=P_k+1，

P’(0)=0.5(1-t)(P_k+1-P_k-1)，

P’(1)=0.5(1-t)(P_k+2-P_k)，

上述式中的t為張量參數，t的取值范圍為0.3～1，

利用邊界條件得：

P(u)=p_k-1(-su³+2su²-su)+P_k[(2-s)u³+(s-3)u²+1]+P_k+1[(s-2)u³+(3-2s)u²+su]+P_k+2(su³-su²)，

對上式進行變量代換，即s=(1-t)/2，根據t值，由參數u插值形成閉合的光滑曲線，作為邊界輪廓曲線。