[發明專利]一種顱內動脈分割方法及系統

有效

• 申請號: 202110665097.8
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113313728B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 李子孝;王擁軍;劉濤;張栗源;程健;劉子陽;朱萬琳;荊京;張喆
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學附屬北京天壇醫院
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/11;G06T17/00;G16H30/20;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種顱內動脈分割方法及系統。所述方法包括：獲取待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像；將待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像輸入顱內動脈分割模型得到待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像中的顱內動脈圖像；顱內動脈分割模型為對三維卷積神經網絡模型進行訓練得到的，三維卷積神經網絡模型包括依次連接的第一卷積塊模塊和第二卷積塊模塊；第一卷積塊模塊包括多個依次連接的空洞卷積塊，第二卷積塊模塊包括多個依次連接的三維卷積塊單元，三維卷積塊單元包括依次連接的三維卷積塊和三維體素渲染神經網絡模塊。本發明可以提高顱內動脈分割的準確性。

技術領域

本發明涉及圖像分割技術領域，特別是涉及一種顱內動脈分割方法及系統。

背景技術

顱內動脈狹窄是導致缺血性腦卒中發生的重要誘因，如果不及時發現并進行治療可能會導致嚴重的神經系統后遺癥并且致命。當前的顱內動脈篩查主要是醫生通過磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)顯示器觀察血管各個角度的最大信號投影圖(Maximum intensity projection，MIP)，以進一步對患者的顱內動脈狹窄情況進行篩查。在臨床上，三維時間飛躍磁共振血管圖像(Three Dimensional Time of Flight MagneticResonance Angiography，3D TOF MRA)存在不需要注射造影劑的優勢，所以被廣泛用作顱內動脈的篩查。

但是，現有的深度學習分割模型對3D TOF MRA采用逐層對血管區域進行預測，沒有利用到上下文信息，一定程度上限制了顱內動脈分割的效果，導致分割得到的結果并不精確。

發明內容

本發明的目的是提供一種顱內動脈分割方法及系統，以提高顱內動脈分割的準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種顱內動脈分割方法，包括：

獲取待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像；

將所述待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像輸入顱內動脈分割模型得到所述待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像中的顱內動脈圖像；所述顱內動脈分割模型為對三維卷積神經網絡模型進行訓練得到的，所述三維卷積神經網絡模型包括依次連接的第一卷積塊模塊和第二卷積塊模塊；所述第一卷積塊模塊包括多個依次連接的空洞卷積塊，所述第二卷積塊模塊包括多個依次連接的三維卷積塊單元，所述三維卷積塊單元包括依次連接的三維卷積塊和三維體素渲染神經網絡模塊。

可選的，在所述將所述待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像輸入顱內動脈分割模型得到所述待分割的三維時間飛躍磁共振血管圖像中的顱內動脈圖像，之前還包括：

對所述三維時間飛躍磁共振血管圖像進行重采樣得到重采樣圖像；

對所述重采樣圖像進行固定閾值門限分割得到二值圖像；

對所述二值圖像進行凸包檢測得到前景掩膜圖像；

對所述前景掩膜圖像進行處理得到感興趣區域。

可選的，所述第一卷積塊模塊，具體包括：

四個依次連接的空洞卷積塊，各所述空洞卷積塊均包括依次連接的空洞卷積層模塊和最大池化層。

可選的，所述顱內動脈分割模型的確定方法為：

構建三維卷積神經網絡模型；

獲取待訓練的三維時間飛躍磁共振血管圖像；

以所述待訓練的三維時間飛躍磁共振血管圖像為輸入，以所述待訓練的三維時間飛躍磁共振血管圖像中的顱內動脈圖像為輸出采用反向傳播算法和梯度下降算法對所述三維卷積神經網絡模型進行訓練得到顱內動脈分割模型。