[发明专利]一种腹部CT扫描序列图像的主动脉瘤分割方法

说明书

本发明涉及一种腹部CT扫描序列图像的主动脉瘤分割方法，包括五个部分：图像预处理；主动脉血管内腔提取；主动脉分割；主动脉瘤提取；三维重建主动脉瘤。本发明不需要任何已知标签的样本数据进行学习训练，适用范围广泛；将血管内腔和主动脉轮廓分别使用不同的分割算法提取，然后将得到的主动脉去除血管内腔区域得到空心的主动脉内壁和外壁动脉瘤轮廓，并对主动脉分割提出一种新的基于序列间先验约束的图割算法；充分利用了CT图像序列间特有的关联关系和相似性；能够很好的解决主动脉瘤病变等情况带来的欠分割和过分割影响。本发明可以为体外模拟手术提供3D打印的主动脉瘤模型，方便手术预案的制定和规划，降低主动脉手术的高风险。

技术领域

本发明涉及在线自学习和生物医学图像分析领域，更具体地说，涉及一种腹部CT扫描序列图像的主动脉瘤分割方法，特别涉及通过基于序列间传递先验约束的半自动主动脉分割方法，具体可应用于但不限于医学图像分割任务等。

背景技术

随着人们生活水平的提高和饮食习惯的改变，心血管发病率在疾病类统计中呈上升趋势，而主动脉瘤是目前较为凶险的一类心血管疾病，严重时会导致主动脉破裂引起死亡。主动脉瘤主动脉腔内的血液通过内膜的破裂口进入主动脉壁的中层而形成，以往多称为主动脉瘤动脉瘤，现多改称主动脉瘤血肿或主动脉瘤分离，简称主动脉瘤。主动脉瘤病症发病较急、症状严重、预后差并且手术期死亡率高，是临床常见的容易被漏诊、误诊的疾病之一。

目前该类疾病有效的解决方案以血管腔内放置支架隔离手术治疗为主，主治医生在术前需要清楚掌握主动脉血管腔内的结构信息，如主动脉内壁破口位置、范围大小以及数量等临床信息。鉴于主动脉瘤有关手术的高危险性和复杂性，基于医学影像(如电子计算机断层扫描：CT)的手术预案制定、手术规划、体外模拟手术等方案能够有效地提高手术的成功率，降低手术风险性和医护人员的工作难度。实现这些目的的重要前提是能够从医学图像中准确地分割出主动脉瘤，三维重建主动脉腔体内部动脉瘤膜的立体形态，直观呈现主动脉内壁和外壁间的形态结构关系，各角度、全方位呈现主动脉瘤病变的解剖学特点。

但是，目前现有的医学图像重建软件不能显示主动脉内腔动脉瘤壁的结构，而且由于主动脉形态多变、分支血管众多、血管壁钙化、动脉瘤血肿和动脉间外壁的边界模糊、疾病本身存在的复杂性等因素，对主动脉瘤的分割带来极大的困难，因而，主动脉分割是主动脉瘤分割的技术难点，容易造成主动脉过分割和欠分割结果，给主动脉分割带来了极大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够准确的提取出主动脉血管内腔、主动脉轮廓，并进行主动脉瘤三维重建的腹部CT扫描序列图像的主动脉瘤分割方法。

本发明的技术方案如下：

一种腹部CT扫描序列图像的主动脉瘤分割方法，步骤如下：

1)对腹部CT扫描序列图像进行预处理；包括调整图像的宽窗和宽位、截取感兴趣的图像区域，以及对截取到的图像区域进行重采样到预设尺寸；

2)对预处理后的CT扫描序列图像使用阈值分割算法和三维最大连通区域方法提取出主动脉血管内腔；

3)使用基于序列间传递先验约束的图割算法进行半自动的主动脉分割；

4)将主动脉分割结果剔除血管内腔，得到主动脉瘤及血管壁；

5)根据剔除血管内腔后的主动脉瘤及血管壁的三维轮廓，重建出三维主动脉瘤模型。

作为优选，如果输入的腹部CT扫描序列图像为平扫期CT扫描序列图像，则经过步骤2)处理后，直接进行步骤3)；如果输入的腹部CT扫描序列图像为增强期CT扫描序列图像，则经过步骤2)处理后，对腹部CT扫描序列图像中的主动脉血管内腔进行像素填充。

作为优选，像素填充的方法是使用相邻的像素值进行填充，将待分割的目标区域的像素值符合均匀分布。