[發(fā)明專利]一種基于三維Zernike矩的腎臟動脈CT造影圖像血管分割方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610341794.7
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105787958A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊冠羽;丁皓;顧金金;舒華忠
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于三維Zernike矩的腎臟動脈CT造影圖像血管分割方法，屬于 圖像處理技術(shù)。

背景技術(shù)

血管疾病已經(jīng)成為最重要的公共衛(wèi)生問題之一，面對特定大小和復(fù)雜的血管造影圖 像，從中分割出血管是走向精確可視化、診斷和血管病變定量分析的關(guān)鍵一步。其中， 腎臟動脈相關(guān)疾病如動脈狹窄，腎腫瘤等成為對腎臟動脈血管分割需求的主要原因。腎 臟動脈狹窄能引起腎血管性高血壓和腎功能損害，而腎腫瘤切除需要對動脈中供血血管 分支進(jìn)行結(jié)扎處理，這些需求都需要以腎臟動脈血管的精確分割作為基礎(chǔ)。

CT血管造影(ComputedTomographicAngiography，CTA)是一種非侵入式血管成 像方法。由于造影劑的使用，使得腎臟動脈血管腔呈現(xiàn)出較高的CT值(如圖1所示)， 與其外圍組織結(jié)構(gòu)形成鮮明對比，通過閾值區(qū)域生長算法可以獲取腎臟動脈血管的主要 分支結(jié)構(gòu)，但最優(yōu)區(qū)域生長的結(jié)果需要調(diào)節(jié)閾值，且不同圖像的閾值都需要微調(diào)，大大 降低了提取血管的工作效率，同時也伴隨著過分割和欠分割的情況。隨著多排螺旋CT 設(shè)備的使用，腎臟動脈CT造影圖像的數(shù)據(jù)量巨大，為了提高醫(yī)生的工作效率和臨床診 斷的準(zhǔn)確性，臨床中亟需對腎臟CT造影圖像中的血管進(jìn)行高精度的自動化分割。

由于二維Zernike矩相較于規(guī)則幾何矩在處理圖像關(guān)于噪聲影響，信息冗余等方面 具有很多優(yōu)點，且具有旋轉(zhuǎn)不變性質(zhì)。CanterakisN推導(dǎo)了三維Zernike矩和不變量理論， NovotniM等利用三維Zernike不變量構(gòu)造三維Zernike描述子(3DZD)，并將其應(yīng)用 于三維圖像檢索領(lǐng)域，取得很好的效果。在笛卡爾坐標(biāo)系下，三維Zernike多項式可以 寫成：

Znlm(v)=Σr+s+t≤nχnlmrst·xryszt---(1)]]>

其中：v表示空間坐標(biāo)(x,y,z)，相應(yīng)的系數(shù)公式：

其中：

r＝2β+α，

s＝2(κ+μ-β)+m-α，(3)

t＝2(v-κ-μ)+l-m

若一個對象用f(v)來表示，由(1)式推知3DZernike矩可以通過階數(shù)到N的幾何 矩線性組合來求解：