[發(fā)明專利]基于遷移學(xué)習(xí)的顱內(nèi)血管造影增強三維模型的建立方法

在審

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• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112669439A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈廣;李檀平;張向淮;郝嘉雪;黃旭楠;高敬龍;張小玲;湯敏;譚麗娜;苗啟廣;張昱;張藝飛;梁小鳳;王澤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/00;G06T7/30
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明公開了一種基于遷移學(xué)習(xí)的顱內(nèi)血管造影增強三維模型的建立方法，包括：獲取亮血圖像組、黑血圖像組和增強黑血圖像組；預(yù)處理得到第一亮血圖像和第一黑血圖像；對每個第一亮血圖像以對應(yīng)的第一黑血圖像為基準(zhǔn)，利用基于高斯分布抽樣的互信息和圖像金字塔的配準(zhǔn)方法得到配準(zhǔn)后亮血圖像組；流空偽影消除得到偽影消除增強黑血圖像組；將偽影消除增強黑血圖像組和黑血圖像組中對應(yīng)圖像相減得到K個造影增強圖；利用配準(zhǔn)后亮血圖像組，采用遷移學(xué)習(xí)方法建立血液三維模型，利用所述配準(zhǔn)后亮血圖像組建立血液邊界擴展的血管三維模型。本發(fā)明的方法能夠在臨床上簡便、快速、直觀地獲得顱內(nèi)血管整體狀態(tài)以進行顱內(nèi)血管病變分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于遷移學(xué)習(xí)的顱內(nèi)血管造影增強三維模型的建立方法。

背景技術(shù)

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對健康問題越來越重視。《Lancet》在2019年6月發(fā)表的論文分析了從1990年到2017年，中國34個省份(包括港澳臺)居民的死亡原因，發(fā)現(xiàn)高居中國人死亡原因第一位的是腦卒中。腦卒中是顱內(nèi)血管破裂、狹窄或堵塞引起腦組織壞死，進而產(chǎn)生的一系列癥狀，包括腦出血、腦梗死等，如果治療不及時，患者可能會死亡；而即使治療及時，也有可能造成患者殘疾。

目前臨床上對于顱內(nèi)血管病變程度與血管狹窄化程度的評估，通常使用基于管腔成像的方法，如數(shù)字減影血管造影術(shù)(Digital Subtraction Angiography,DSA)、CT血管成像(Computed Tomography Angiography,CTA)、磁共振血管成像(Magnetic ResonanceAngiography,MRA)以及高分辨率磁共振血管成像(High-Resolution Magnetic ResonanceAngiography,HRMRA)等。顱內(nèi)動脈血管與頸動脈和椎動脈相連，在腦底部形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形態(tài)特殊，走形曲折，且管壁厚度極薄。通過磁共振血管成像技術(shù)，能夠清晰地描繪出顱內(nèi)動脈血管的路徑。

其中，磁共振血管成像技術(shù)(MRA或HRMRA)作為一種對患者無創(chuàng)的成像方法，可以清晰地檢測到顱內(nèi)血管的血管壁結(jié)構(gòu)并進行分析，掃描得到的磁共振圖像對于軟組織的分辨率高，沒有骨偽影，圖像質(zhì)量好，且能夠使用多種序列掃描得到具有不同成像特點的組織結(jié)構(gòu)，在顱內(nèi)血管的顯示上具有明顯的優(yōu)越性。

由于磁共振血管成像技術(shù)得到的亮血序列、黑血序列對應(yīng)的圖像均為二維圖像，在臨床上，醫(yī)生需要憑借經(jīng)驗結(jié)合兩種圖像的信息，來獲得顱內(nèi)血管的綜合情況，以進行顱內(nèi)血管病變分析。但二維圖像具有局限性，不利于簡便快速地獲得顱內(nèi)血管的真實信息。

發(fā)明內(nèi)容

為了在臨床應(yīng)用上，簡便快速地獲得顱內(nèi)血管的真實信息，以進行顱內(nèi)血管病變分析。本發(fā)明實施例提供了一種基于遷移學(xué)習(xí)的顱內(nèi)血管造影增強三維模型的建立方法。包括：

獲取顱內(nèi)血管部位的亮血圖像組、黑血圖像組和增強黑血圖像組；其中，所述亮血圖像組、所述黑血圖像組、所述增強黑血圖像組分別包括K個亮血圖像、黑血圖像和增強黑血圖像；所述亮血圖像組、所述黑血圖像組、所述增強黑血圖像組中的圖像一一對應(yīng)；K為大于2的自然數(shù)；

將每個亮血圖像和對應(yīng)的增強黑血圖像作為一個圖像對，對每個圖像對進行預(yù)處理，得到該圖像對的第一亮血圖像和第一黑血圖像；

針對每個第一亮血圖像，以對應(yīng)的第一黑血圖像為基準(zhǔn)，利用基于高斯分布抽樣的互信息和圖像金字塔的配準(zhǔn)方法進行圖像配準(zhǔn)，得到包括K個配準(zhǔn)后亮血圖像的配準(zhǔn)后亮血圖像組；

利用所述配準(zhǔn)后亮血圖像組，對所述增強黑血圖像組中的增強黑血圖像進行流空偽影消除操作，得到包括K個目標(biāo)增強黑血圖像的偽影消除增強黑血圖像組；

將所述偽影消除增強黑血圖像組和所述黑血圖像組中對應(yīng)圖像相減，得到K個造影增強圖；

利用所述配準(zhǔn)后亮血圖像組，采用遷移學(xué)習(xí)方法建立血液三維模型；