[發明專利]冠脈OCT圖像的自動分割方法、裝置、計算設備以及存儲介質

在審

• 申請號: 202111121100.6
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113850778A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 何京松;夏永清;劉欣;冷曉暢;向建平
• 申請（專利權）人: 杭州脈流科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;G06T5/00;G06T7/12;G06T7/13
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種冠脈OCT圖像的自動分割方法、裝置、計算設備以及存儲介質，包括：對OCT圖像采用粗分割和細分割兩個過程，且將上一幀OCT圖像的精細分割結果作為當前幀OCT圖像的粗分割結果，繼續進行細分割過程，保證了OCT圖像序列中管腔邊界整體分割結果的連續性；這樣，對于冠脈管腔中存在血液殘留的OCT圖像，基于前面無血液殘留的OCT圖像的細分割結果再進行細分割，可以大大地降低殘留血液對管腔分割精度的影響，能夠明顯提升血液的OCT圖像的分割準確性；采用dijkstra最小路徑算法在圖像中搜索識別管腔邊界，可以準確地區分分支血管，避免在血管分叉開口處高估管腔造成的管腔邊界分割不準確。

技術領域

本發明屬于醫學圖像處理領域，具體涉及一種冠脈OCT圖像的自動分割方法、裝置、計算設備以及存儲介質。

背景技術

在當今的臨床實踐中，冠狀動脈疾病的診斷大多采用有創成像方式，其中冠狀動脈造影是最流行的一種，目前被認為是心導管和血流動力學評估的金標準。然而，冠狀動脈造影術產生的光度圖只描繪了特定投影角度下管腔的二維投影直徑，而沒有任何關于管腔或者斑塊的幾何形態信息。因此，導致最近的冠狀動脈造影常常伴隨著較新的血管內成像技術如血管內超聲(Intra Vascular UltraSound,IVUS)和光學相干層析(OpticalCoherence Tomography,OCT)等，它們分別采用超聲波和近紅外光以生成冠狀動脈的橫斷面圖像。OCT圖像具有極高的圖像對比度以及空間分辨率(10-20微米)，其空間分辨率常常可達到IVUS圖像的10倍左右，因此可以清晰地表征動脈粥樣硬化斑塊形態和支架植入狀態，包括支架貼壁性和支架覆蓋率等。

通過分析OCT圖像得到的最小管腔直徑、最小管腔面積以及狹窄程度等參數對冠狀動脈疾病診斷具有重大意義，因此，在OCT圖像分析中，冠狀動脈管腔的精準分割是面臨的主要挑戰之一。

在OCT成像時，需要在一定時間內排空冠脈血管中的血液，如此方能更清晰地得到血管壁的結構信息，從而進行管腔分割或者斑塊識別。然而，在實際應用中，冠脈OCT的成像血管段(尤其是首尾兩端)往往會存在一定的血液殘留，這對管腔識別與斑塊分析造成了巨大的干擾，在現有的管腔分割技術中，對帶有血液的OCT圖像的分割結果準確性較低，魯棒性較差。

在現有技術中，動態輪廓與區域增長等方法常常應用于冠脈OCT圖像的管腔分割，但這些方法均具有各自的局限性。具體地，當應用動態輪廓方法進行管腔分割時，初始管腔輪廓對最終分割結果具有很大的影響，且該動態輪廓方法無法處理冠狀動脈內血液未排除干凈的OCT圖像。當應用區域增長方法進行管腔分割時，對于分叉處的OCT圖像往往分割結果欠佳，且同樣無法處理包含血液的OCT圖像。

再者，動態輪廓與區域增長等現有方法對于冠脈OCT圖像的每一橫截面圖像的管腔分割往往是獨立進行，這導致最終分割出的管腔輪廓連續性較差。

發明內容

鑒于上述，本發明的目是提供一種冠脈OCT圖像的自動分割方法、裝置、計算設備以及存儲介質，以提升包含血液的OCT圖像、分叉處OCT圖像中管腔分割的準確性，且提升相鄰幀管腔輪廓的連續性。

第一方面，實施例提供的一種冠脈OCT圖像的自動分割方法，包括以下步驟：

獲取對目標冠脈血管進行OCT分析得到的OCT圖像序列；

粗分割過程：將OCT圖像轉換成極坐標格式圖像后，依據像素點的灰度值計算邊界強度值，根據像素點的邊界強度值，應用dijksta(迪杰斯特拉)最小路徑算法在極坐標格式圖像中搜索管腔邊界，將得到的管腔邊界經平滑后反映射到OCT圖像，得到粗分割結果；

細分割過程：以粗分割結果中管腔邊界點為中心，沿外法線方向對OCT圖像進行重采樣，應用dijksta最小路徑算法在重采樣圖像中搜索管腔邊界，將得到的管腔邊界經平滑后反映射到OCT圖像，得到細分割結果；