[发明专利]一种基于光学相干层析成像系统的血管分割方法

说明书

本发明公开了一种基于光学相干层析成像系统的血管分割方法。本发明依据光学相干层析的成像，首先将强度图像采用随机游走算法两次处理，获得血管边界和二值化图，之后，再二值化图映射到相位图中，获得新相位图，并对新相位图再次采用随机游走算法，进而获得流体区域的边界。之后，将带有流体区域边界的图像与带有血管边界的图像进行对比，进而能够判断出所检测的血管区域是否存在斑块。具有较高的准确度。每次采用随机游走算法时，都选用两类种子点进行处理，很好的解决因为光学相干层析的成像系统成像深度不够而造成血管底端的边界区域难以分割的问题，具有图像弱边界的分割效果。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于光学相干层析成像系统的血管分割方法。

背景技术

在血管吻合术中，血管健康状态的评估是判断一个手术成功的一个重要过程。光学相干层析成像技术(OCT，opticalcoherencetomography)因分辨率高、可实时成像而被广泛应用在生物组织成像上。但是，目前大多数对血管成像的光学相干层析系统是内窥式的，并且成像的对象是心血管疾病中的动脉，而本发明的针对对象是血管吻合术中的血管。由于要对手术后的血管进行成像，而经过手术处理的血管周边会存在很多缝线，这使得内窥式OCT系统没法应用，因此本发明采用体外式的多普勒OCT系统对血管进行成像。

谱域多普勒OCT系统可以提供血管结构信号和多普勒血流信号。其中血管的结构图像，也即强度图像提供了血管的轮廓信息；多普勒血流信号，也即相位图像展示了血管的流体区域。两者提供的血管信息可以很好的监测血管中血流区域面积。

通过探测血管壁的边界和血流区域的边界，来探测血管中斑块的区域面积，进而判断血管的健康程度，进而能够给显微血管吻合术中血管健康状态的评估提供辅助诊断。然而，在谱域多普勒OCT系统中，由于血管对光信号的吸收、散色等作用，导致强度图像从上到下，信号逐渐衰减，进而使得血管下端边界及其不明确。此外，由于系统噪声的存在，强度图像也有很多背景噪声干扰。因此，一般的分割算法是很难提取血管的边界。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于光学相干层析成像系统的血管分割方法，能够清晰的提取出血管的边界，进而能够给显微血管吻合术中血管健康状态的评估提供辅助诊断。

一种基于光学相干层析成像系统的血管分割方法，具体包括如下步骤：

步骤一、首先，光学相干层析成像系统对生物的血管进行成像，得到血管的强度图像和相位图像；采用余弦变换字典学习的降噪方法，对强度图像进行降噪处理，获得图像A；

步骤二、提取图像A的首行所有像素点，形成图像A的第一类种子点；提取图像A的最后一行的所有像素点，形成A的第二类种子点；根据这两类种子点，采用随机游走算法，对降噪处理得到的图像进行估计，获得血管图像的置信图B；

步骤三、将步骤二中获得的置信图B作为分割对象，选取置信图B的首行所有像素点，形成B的第一类种子点；提取置信图B的最后一行所有像素点，形成B的第二类种子点；采用随机游走算法对置信图B进行处理，提取出血管上分割线C，实现血管壁的第一次分割；令上分割线C以上部分为白色，上分割线C以下部分为黑色，形成第一个二值化图；

步骤四、将步骤三中获得的上分割线C的各像素点作为B的第一类种子点，置信图B的最后一行所有像素点仍作为B的第二类种子点，再次采用随机游走算法对置信图B进行处理，提取出血管下分割线D，实现血管壁的第二次分割；令下分割线D以上部分为白色，下分割线D以下部分为黑色，形成第二个二值化图；