一种血管提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及一种血管提取方法。
【背景技术】
[0002] 血管造影技术（CTA)是当前诊断血管疾病的重要方法之一，在临床上主要用于诊 治多种血管疾病，如动脉瘤、血管狭窄、血管巧化等。将血管从其他组织中分割出是血管造 影技术中的关键步骤。由于CTA图像中血管与骨头等其他组织的CT值重叠，当前主要的血 管分割方法如区域增长、动态轮廓等很容易将骨头等组织误当成血管提取，造成过度分割 或者将细小血管等当成非血管组织去除，造成分割不全。
[0003] 文献 1 ;P.T.Vieco,W.P.化uman,G.F.AlsofromandC.E.Gross.Detectionof circleofWillisaneurysmsinpatientswithacutesubarachnoidhemorrhage: acomparisonofCTangiographyanddigitalsubtractionangiography.AJR vol. 165no. 2425-430 (1995)中提供的血管剪影方法，病人需要同一部位扫描2次，分别为 不注射造影剂扫描和注射造影剂扫描，得到非CTA图像和CTA图像。非CTA图像中，血管CT 值低，CTA图像中血管CT值升高。该样2种图像配准后相减就可W将血管提取出来。该方 法需要对病人扫描2次，比较耗时，同时给病人带来更多的扫描福射量。
[0004] 文献 2:CristianLorenz,SteffenRenisch,ThorstenSchlatholter,Thomas Billow.Simultaneoussegmentationandtreereconstructionofthecoronary arteriesinMSCTimages.ProceedingsofSPIEVol. 5031 (2003)提供了一种基于水平集 的分割方法，该方法在确定血管起始点后，通过水平集算法向四周传播，传播过程中通过血 管的拓扑结构如血管的半径、分叉等修正传播的过程。该方法能有效提取树状结构的血管， 但不适用于大动脉瘤等情况，因为肿瘤很容易被半径判断否决。
[0005] 文献 3:01ivierCuisenairea,SunnyVirmanib,MarkE.Olszewskib,Roberto Ardona.Fullyautomatedsegmentationofcarotidandvertebralarteriesfrom contrastenhancedCTA.Proc.ofSPIEVol. 6914,69143R, (2008)提供了一种基于模型的 方法，首先将CTA图像与已有的血管模型配准，得到不同血管的起始点，然后通过算法连接 起始点，得到血管的中也线。最后在W中也线为起始，通过单纯网格向外扩张，提取血管。该 方法效果较好，但计算非常复杂，分割速度极慢，不适用实际临床应用。
[0006] 现有技术还提供了一种基于阔值的区域增长方法，该算法从一组初始种子点开 始，将与种子点相似（如CT值处在相同范围）的相邻像素附加到区域增长的种子点上。该 方法计算速度快，因与阔值大小相关，鲁棒性差。阔值范围偏小时，无法提取血管细小分支， 阔值范围偏大时，部分骨头等组织会被当成血管，造成过分割。
【发明内容】
[0007] 本发明解决的问题是提供一种血管提取方法，用W完整提取血管。
[0008] 为了解决上述问题，本发明提供了一种血管提取方法，包括；读取血管造影数据， 并对所述数据分别采用区域生长方法获取第一结果，及采用水平集方法获取第二结果，并 根据所述第一结果和第二结果进行形态学组合，对所述血管造影数据进行血管提取。
[0009] 可选的，所述区域生长方法包括基于阔值及梯度的区域生长方法初步去骨，然后 基于梯度的区域生长方法提取血管；所述水平集方法为基于半径及梯度的水平集方法提取 血管。
[0010] 可选的，将所述形态学组合对应的结果与所述第二结果进行并集相加操作，W对 所述第二结果进行补充血管的提取。
[0011] 可选的，所述形态学结果包括通过所述第一结果与所述第二结果相减获取的第一 减法掩模。
[0012] 可选的，还包括获取所述第一减法掩模中若干数目的独立连通域；并对所述连通 域进行结构判断，W去除所述第一减法掩模中的骨头及组织。
[0013] 可选的，所述结构判断包括连通域点数判断及连通域横截面面积判断。
[0014] 可选的，所述连通域横截面面积判断包括：首先计算所述连通域数目最多的两层 血管截面，对所述两层血管截面进行连通域计算，计算最大的连通域横截面面积；并基于所 述横截面面积判断骨头和血管。
[0015] 可选的，所述形态学组合提取血管后还包括提取肾及细小血管。
[0016] 可选的，所述提取肾及细小血管包括；所述血管造影数据为CT血管造影数据，提 供第一阔值及第二阔值，将CT值大于所述第一阔值的像素点作为种子点进行提取，从所述 血管造影数据中提取大于所述第二阔值的像素点，得到骨头及血管的第一掩膜；将所述第 一掩模减去第二结果对应的掩模，获取第二减法掩模。
[0017] 可选的，还包括提供第H阔值，并W大于所述第H阔值的点作为种子点，在所述第 二减法掩模中提取并去除骨头，获取第二掩模；将第二结果在所述第二掩模上进行区域生 长，W完成包含肾及细小血管的血管提取。
[001引可选的，所述第一阔值范围为200~400 ;所述第二阔值范围为120~170 ;所述第H阔值范围为700~900。
[0019] 本发明提出了一种结合区域生长及水平集的优点完成血管完整提取的方法。基于 阔值及梯度的区域生长方法可找到3-4级血管，但可能会长到部分骨头及组织；基于半径 及梯度的水平集方法提取的血管较干净，一般不长到骨头，但细小血管不能完全找到。本 发明将该两种方法的优点有效的结合，并且灵活运用骨头及血管的区域生长辅助血管的提 取，从而实现血管的完整提取。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明一个实施例的血管提取方法的流程示意图。
[0021] 图2为本发明一个实施例的形态学组合方法流程示意图。
[0022] 图3为本发明一个实施例的血管提取方法的各阶段结果对比图。
[0023] 图4所示为本发明一个实施例的血管提取中肾及细小血管提取的流程示意图。
[0024] 图5所示为本发明一个实施例的血管提取中肾及细小血管提取的效果示意图。
[0025] 图6所示为其他实施例的血管提取方法的效果示意图。
【具体实施方式】
[0026] 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发明。但是本发明能够W 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0027] 其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所 述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0028] 本发明提供了一种血管提取方法，其特征在于，包括；读取血管造影数据，并对所 述数据分别采用区域生长方法获取第一结果，及采用水平集方法获取第二结果，并根据所 述第一结果和第二结果进行形态学组合，对所述血管造影数据进行血管提取。其中，所述区 域生长方法包括基于阔值及梯度的区域生长方法初步去骨，然后基于梯度的区域生长方法 提取血管；所述水平集方法为基于半径及梯度的水平集方法提取血管。
[0029] 进一步地，获取上述的两个结果之后，还包括用所述第一结果对应的掩模减去第 二结果对应的掩模，获取第一减法掩模，W进行所述形态学组合。
[0030] 获取所述第一减法掩模后，对所述第一减法掩模进行连通域计算，获取所述第一 减法掩模中的若干数目的独立的连通域。并对所述第一减法掩模的连通域进行结构判断， W去除所述掩模中的骨头及组织。所述结构判断包括连通域点数判断及连通域横截面面积 判断。
[0031] 进一步地，所述连通域横截面面积判断包括；首先计算所述连通域数目最多的两 层血管截面，对所述两层血管截面进行连通域计算，获取最大的连通域，并计算所述连通域 的横截面面积，所述连通域横截面面积为连通域的点数乘W数据的分辨率。
[0032] 其中，所述连通域横截面面积判断还包括；提供面积阔值，若所述横截面面积大于 所述面积阔值，则所述连通域则为骨头，若所述横截面面积不大于所述面积阔值，则所述连 通域则为血管。
[0033] 具体地，所述面积阔值范围为100~200。较佳地，所述面积阔值为140。
[0034] 获取上述去除骨头及组织的第一减法掩模后，还包括将所述去除骨头的第一减法 掩模的形态学结果与第二结果进行并集相加操作，W对第二结果进行补充血管的提取。即 对所述第二结果进行血管补充，W补充提取在第二结果中未能成功提取的血管信息。
[00巧]进一步地，所述形态学组合提取血管后还包括；提取肾及细小血管。
[0036] 作为一个实施例，所述血管造影数据为CT血管造影数据，所述提取肾及细小血管 包括：提供第一阔值及第二阔值，将CT值大于所述第一阔值的像素点作为种子点，并W所 述种子点进行提取，从所述血管造影数据中提取大于所述第二阔值的像素，得到骨头及血 管的第一掩模。
[0037] 接着，将所述第一掩模减去第二结果对应的掩模，得到第二减法掩模。并从所述第 二减法掩模中提取并去除骨头，获取第二掩模