血管中心线的提取方法及装置与流程

本发明实施例涉及医学图像处理领域，具体涉及血管中心线的提取方法及装置。

背景技术：

1、血管成像技术，如计算机断层扫描血管造影(cta)、磁共振血管造影(mra)以及不使用造影剂的磁共振成像技术，为医生提供了诊断血管相关疾病的重要工具，这些疾病包括血管钙化、狭窄、动脉瘤和硬脑膜病变等。虽然这些技术能够生成血管的三维图像，但这些图像本身并不足以让医生获得直观的认识。因此，需要进一步从医学影像中提取血管的形态结构，并通过三维可视化技术来展示这些血管的形态。这样的展示方式有助于医生更精确地分析病变区域，从而提升诊断的准确性和科学性。这对于制定最佳的治疗策略和手术计划至关重要，对医学研究也具有深远的影响。

2、但是在实际血管提取中，由于空间位置错综复杂，同时增强后的血管ct值和骨的ct值重叠，通常的血管提取方法，例如区域生长，水平集等很容易混淆血管和骨骼，造成血管分割失败，不能提取出完整的血管中心线。

3、因此，亟需提供一种血管中心线的提取方法，从而提高提取血管中心线的精度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供的血管中心线的提取方法及装置，能够提高提取血管中心线的精度。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供了血管中心线的提取方法，包括：

3、获取血管局部区域图像，所述血管局部区域图像通过对血管的原始图像采样得到；

4、基于hessian矩阵滤波器对血管局部区域图像处理，得到血管特征的特征向量；

5、将特征向量映射到预设球面，并使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，所述预设球面的球心为采样中心点；

6、基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线。

7、可选的，所述使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，包括：

8、调整dbscan聚类算法的参数，以确定出局部血管的预设数量的第一类别，所述第一类别为血管所对应的类别占比高于预设值的类别；

9、对所述第一类别中的所有点计算中心点，作为局部血管的中心点。

10、可选的，所述基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线，包括：

11、计算中心点与采样中心点形成行进方向；

12、判断采样中心点与当前采样中心点形成方向向量与行进方向角度相差小于等于预设角度的目标采样中心点；

13、确定当前血管局部区域图像对应的分数是否不小于预设分数；

14、若是，则进行分岔识别处理，确定出血管中心线。

15、可选的，所述进行分岔识别处理，确定出血管中心线，包括：

16、确定分岔识别处理后的分岔点，所述分岔点为目标采样中心点中存在至少两个血管支路的交叉点；

17、基于中心点和分岔点，确定出血管中心线。

18、可选的，所述预设角度为20°；所述预设分数为score分数，所述score分数为不大于0.01的分数。

19、第二方面，本发明实施例提供了一种血管中心线的提取装置，包括：

20、获取模块，用于获取血管局部区域图像，所述血管局部区域图像通过对血管的原始图像采样得到；

21、hessian矩阵滤波器，用于对血管局部区域图像处理，得到血管特征的特征向量；

22、映射模块，用于将特征向量映射到预设球面，并使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，所述预设球面的球心为采样中心点；

23、计算模块，用于基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线。

24、可选的，所述映射模块，用于使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，包括：

25、调整dbscan聚类算法的参数，以确定出局部血管的预设数量的第一类别，所述第一类别为血管所对应的类别占比高于预设值的类别；

26、对所述第一类别中的所有点计算中心点，作为局部血管的中心点。

27、可选的，所述计算模块，用于基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线，包括：

28、计算中心点与采样中心点形成行进方向；

29、判断采样中心点与当前采样中心点形成方向向量与行进方向角度相差小于等于预设角度的目标采样中心点；

30、确定当前血管局部区域图像对应的分数是否不小于预设分数；

31、若是，则进行分岔识别处理，确定出血管中心线。

32、可选的，所述计算模块，用于进行分岔识别处理，确定出血管中心线，包括：

33、确定分岔识别处理后的分岔点，所述分岔点为目标采样中心点中存在至少两个血管支路的交叉点；

34、基于中心点和分岔点，确定出血管中心线。

35、可选的，所述预设角度为20°；所述预设分数为score分数，所述score分数为不大于0.01的分数。

36、基于以上，本发明实施例提供了一种血管中心线的提取方法，包括：获取血管局部区域图像，所述血管局部区域图像通过对血管的原始图像采样得到；基于hessian矩阵滤波器对血管局部区域图像处理，得到血管特征的特征向量；将特征向量映射到预设球面，并使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，所述预设球面的球心为采样中心点；基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线。基于以上，本发明实施例使用了hessian矩阵滤波器计算得到的特征向量，从而转换得到血管的方向特征，再经过聚类算法，则可以捕捉到每一步迭代的方向信息，从而获取到血管中心线以及几何拓扑结构。与类似方法相比，本发明实施例能够提取的血管级数更多，提高提取血管中心线的精度，同时保证了对细小，低对比度，断裂等情况下的血管的提取效果。

技术特征：

1.一种血管中心线的提取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的血管中心线的提取方法，其特征在于，所述使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，包括：

3.根据权利要求1所述的血管中心线的提取方法，其特征在于，所述基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线，包括：

4.根据权利要求3所述的血管中心线的提取方法，其特征在于，所述进行分岔识别处理，确定出血管中心线，包括：

5.根据权利要求4所述的血管中心线的提取方法，其特征在于，所述预设角度为20°；所述预设分数为score分数，所述score分数为不大于0.01的分数。

6.一种血管中心线的提取装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求1所述的血管中心线的提取装置，其特征在于，所述映射模块，用于使用dbscan聚类算法计算出局部血管的中心点，包括：

8.根据权利要求6所述的血管中心线的提取装置，其特征在于，所述计算模块，用于基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线，包括：

9.根据权利要求8所述的血管中心线的提取装置，其特征在于，所述计算模块，用于进行分岔识别处理，确定出血管中心线，包括：

10.根据权利要求9所述的血管中心线的提取装置，其特征在于，所述预设角度为20°；所述预设分数为score分数，所述score分数为不大于0.01的分数。

技术总结
本发明实施例提供了血管中心线的提取方法及装置，包括获取血管局部区域图像，所述血管局部区域图像通过对血管的原始图像采样得到；基于Hessian矩阵滤波器对血管局部区域图像处理，得到血管特征的特征向量；将特征向量映射到预设球面，并使用DBSCAN聚类算法计算出局部血管的中心点，所述预设球面的球心为采样中心点；基于所述中心点和采样中心点，确定出血管中心线。本发明实施例能够提高提取血管中心线的精度。

技术研发人员：刘鹏金,张鑫,任放,刘崇水,刘明杰,侯国庆,米程隆,齐全
受保护的技术使用者：苏州埃米迈德医疗科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5