[发明专利]基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法

权利要求书

1.一种基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法，其特征在于采用在待测量血管部位产生一条多段线Polyline，然后通过对该多段线进行迭代收敛到平衡状态以计算待测量部位血管的中心线、血管直径和血管长度参数；

多段线的迭代收敛过程由以下三个步骤组成：

步骤a).多段线的离散化，即以多段线上每一条线段的端点作为原始数据点，离散化就是在相邻原始数据点之间每隔一定的距离产生新的数据点，按照如下公式进行：

公式1

式中P_i表示离散之前多端线上第i个数据点的位置坐标， 表示经离散后P_i-1和P_i之间新增的第l_i个数据点位置坐标，i≥2，且P_i，0＝P_i-1，P_i，1＝P_i，d_i＝d(P_iP_i-1)表示数据点P_i和P_i-1之间的欧氏距离，d₁和d₂为距离常量， 函数ceil表示下取整；为了消除离散过程中的局部自相交曲线，对公式1补充一个约束条件，即令 其中m₁＝1，如果m＞3，且当l_i∈{1，2…m_i}，n∈{1，2…i-1}时，如果 使得 则 d₃是常量；

步骤b).对步骤a)中得到的数据点逐步膨胀为小球，即首先给定一个初始直径，以步骤a)中得到的数据点所在位置为中心作一个初始小球，然后不断增加小球的直径；

步骤c).对步骤b)中小球膨胀到与血管壁发生碰撞时，小球和多段线将发生变形，即对于与血管壁碰撞的小球，在保证多段线弹性能量最小的前提下沿着远离其与血管壁碰撞的方向运动并膨胀直到小球达到平衡状态，小球在运动过程中将不断改变小球中心，步骤a)中得到的数据点的新位置组成新的多段线并对新的多段线按照步骤a)进行离散化；

重复步骤c)直到多段线和小球不再继续变形即达到平衡状态，此时所有小球在血管内部处于最大充盈状态，平衡状态下，小球直径代表了血管直径，多段线表示血管的中心线，多段线的长度表示测量部位血管的长度，多段线长度按以下公式计算： 

l＝∑p_i-1p_i；

所述的平衡状态为所有小球在血管内部处于最大充盈状态。

2.根据权利要求1所述的基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法，其特征在于步骤c)中小球的变形包括小球的大小和位置的改变。

3.根据权利要求1所述的基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法，其特征在于步骤c)中小球的变形情况由小球与血管壁之间的碰撞情况决定，如果小球与血管壁无碰撞则小球继续膨胀，如果小球与血管壁碰撞，则小球沿着远离其与血管壁碰撞的方向运动并不断膨胀直到平衡状态。

4.根据权利要求1所述的基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法，其特征在于步骤c)中多段线的变形包括多段线的位置和形状的改变。

5.根据权利要求1所述的基于弹性小球动态平衡的医学图像中血管参数测量方法，其特征在于所述的平衡状态下，利用小球提供的血管直径信息可以作为血管狭窄率的诊断和血管微创介入手术规划的依据，包括依据血管长度和血管直径进行血管支架的选择，血管狭窄率的计算公式如下：

血管狭窄率＝(1-血管狭窄直径/血管参考直径)×100％

平衡状态下最小小球的位置表示血管的狭窄位置，其直径表示血管的狭窄直径，最大小球的位置表示血管无病变部位，其直径表示血管的参考直径。