[發明專利]一種腦小血管結構特征的提取方法

在審

• 申請號: 202110769461.5
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113408647A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 張紫豪;李智信;薛蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T5/30
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 李娜

1.一種腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

獲取腦血管圖像，并對獲取的圖像進行預處理，得到腦小血管區域圖像；

對所述腦小血管區域圖像進行特征提取，得到腦小血管圖像特征；

基于所述腦小血管圖像特征，對腦小血管進行追蹤，獲得腦小血管追蹤結果；所述腦小血管包含主干腦小血管和分支腦小血管；

對所述腦小血管追蹤結果進行篩選，獲得正常腦小血管追蹤結果；

基于所述正常腦小血管追蹤結果，重建血管模型，輸出腦小血管的結構特征。

2.根據權利要求1所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

對獲取的所述腦血管圖像進行預處理的過程為：

對獲取的所述腦血管圖像進行顱骨剝離，獲得剝離后圖像；

對所述剝離后圖像進行非均勻性校正，獲得校正后圖像；

對所述校正后圖像進行0-255標準化處理，獲得處理后圖像；

對所述處理后圖像進行區域選定，選定的區域包括大腦中動脈MCA起始處到分叉處區域和從MCA發出的所有腦小血管起始到終末區域；

對所述選定的區域進行閾值法分割，得到腦小血管區域圖像。

3.根據權利要求1所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

采用卷積神經網絡CNN模型對所述腦小血管區域圖像進行特征提取，得到腦小血管圖像特征。

4.根據權利要求1所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

對所述腦小血管進行追蹤的過程為：

基于所述腦小血管圖像特征，對所述腦小血管區域圖像采用雙線性插值方式進行放大，獲得放大圖像；

采用均值濾波對所述放大圖像進行平滑，獲得平滑后的放大圖像；

采用圓柱體嵌套的方式對平滑后的所述放大圖像中的血管進行擬合，獲得擬合后的血管圖像；

基于擬合后的所述血管圖像，采用隨機森林方法獲取圓柱體頂點位置，通過圓柱體的參數判斷是否為所述腦小血管，獲得所述腦小血管的追蹤結果。

5.根據權利要求4所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

所述分支腦小血管在所述圓柱體頂點的球形區域中進行確定，所述球形區域的球心為所述圓柱體頂點橫截面的圓心，所述球形區域的半徑為所述圓柱體半徑的若干倍。

6.根據權利要求4所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

所述圓柱體的參數包括：

B:圓柱體內血管點數量占圓柱體體積的比值；

R:圓柱體頂點在四個方向到血管邊緣的距離方差；

A:圓柱體中心線的偏轉角度；

S:圓柱體頂點周圍血管點數量；

H:三維Hessian矩陣的三個特征值標準差。

7.根據權利要求1所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

對所述腦小血管追蹤結果進行篩選的方法包括：

基于所述腦小血管追蹤結果，建立篩選模型，所述篩選模型用于去除異常腦小血管追蹤結果，獲得正常腦小血管追蹤結果。

8.根據權利要求1所述的腦小血管結構特征的提取方法，其特征在于：

重建血管模型的方法包括：

基于所述正常腦小血管追蹤結果，采用VTK和VMTK的算法建立三維血管模型。