[發明專利]一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法

有效

• 申請號: 201810122546.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108335304B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 彭佳林;揭萍;陳宏偉;袁直敏
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

本發明涉及一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，包括五個部分：圖像預處理；主動脈血管內腔提取；主動脈分割；主動脈瘤提取；三維重建主動脈瘤。本發明不需要任何已知標簽的樣本數據進行學習訓練，適用范圍廣泛；將血管內腔和主動脈輪廓分別使用不同的分割算法提取，然后將得到的主動脈去除血管內腔區域得到空心的主動脈內壁和外壁動脈瘤輪廓，并對主動脈分割提出一種新的基于序列間先驗約束的圖割算法；充分利用了CT圖像序列間特有的關聯關系和相似性；能夠很好的解決主動脈瘤病變等情況帶來的欠分割和過分割影響。本發明可以為體外模擬手術提供3D打印的主動脈瘤模型，方便手術預案的制定和規劃，降低主動脈手術的高風險。

技術領域

本發明涉及在線自學習和生物醫學圖像分析領域，更具體地說，涉及一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，特別涉及通過基于序列間傳遞先驗約束的半自動主動脈分割方法，具體可應用于但不限于醫學圖像分割任務等。

背景技術

隨著人們生活水平的提高和飲食習慣的改變，心血管發病率在疾病類統計中呈上升趨勢，而主動脈瘤是目前較為兇險的一類心血管疾病，嚴重時會導致主動脈破裂引起死亡。主動脈瘤主動脈腔內的血液通過內膜的破裂口進入主動脈壁的中層而形成，以往多稱為主動脈瘤動脈瘤，現多改稱主動脈瘤血腫或主動脈瘤分離，簡稱主動脈瘤。主動脈瘤病癥發病較急、癥狀嚴重、預后差并且手術期死亡率高，是臨床常見的容易被漏診、誤診的疾病之一。

目前該類疾病有效的解決方案以血管腔內放置支架隔離手術治療為主，主治醫生在術前需要清楚掌握主動脈血管腔內的結構信息，如主動脈內壁破口位置、范圍大小以及數量等臨床信息。鑒于主動脈瘤有關手術的高危險性和復雜性，基于醫學影像(如電子計算機斷層掃描：CT)的手術預案制定、手術規劃、體外模擬手術等方案能夠有效地提高手術的成功率，降低手術風險性和醫護人員的工作難度。實現這些目的的重要前提是能夠從醫學圖像中準確地分割出主動脈瘤，三維重建主動脈腔體內部動脈瘤膜的立體形態，直觀呈現主動脈內壁和外壁間的形態結構關系，各角度、全方位呈現主動脈瘤病變的解剖學特點。

但是，目前現有的醫學圖像重建軟件不能顯示主動脈內腔動脈瘤壁的結構，而且由于主動脈形態多變、分支血管眾多、血管壁鈣化、動脈瘤血腫和動脈間外壁的邊界模糊、疾病本身存在的復雜性等因素，對主動脈瘤的分割帶來極大的困難，因而，主動脈分割是主動脈瘤分割的技術難點，容易造成主動脈過分割和欠分割結果，給主動脈分割帶來了極大的挑戰。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能夠準確的提取出主動脈血管內腔、主動脈輪廓，并進行主動脈瘤三維重建的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法。

本發明的技術方案如下：

一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，步驟如下：

1)對腹部CT掃描序列圖像進行預處理；包括調整圖像的寬窗和寬位、截取感興趣的圖像區域，以及對截取到的圖像區域進行重采樣到預設尺寸；

2)對預處理后的CT掃描序列圖像使用閾值分割算法和三維最大連通區域方法提取出主動脈血管內腔；

3)使用基于序列間傳遞先驗約束的圖割算法進行半自動的主動脈分割；

4)將主動脈分割結果剔除血管內腔，得到主動脈瘤及血管壁；

5)根據剔除血管內腔后的主動脈瘤及血管壁的三維輪廓，重建出三維主動脈瘤模型。

作為優選，如果輸入的腹部CT掃描序列圖像為平掃期CT掃描序列圖像，則經過步驟2)處理后，直接進行步驟3)；如果輸入的腹部CT掃描序列圖像為增強期CT掃描序列圖像，則經過步驟2)處理后，對腹部CT掃描序列圖像中的主動脈血管內腔進行像素填充。

作為優選，像素填充的方法是使用相鄰的像素值進行填充，將待分割的目標區域的像素值符合均勻分布。