[发明专利]自动提取CTA影像中头颈血管中心路径的方法

说明书

本发明提供一种自动提取CTA影像中头颈血管中心路径的方法，该方法适用从主动脉弓扫描至颅顶的CTA影像数据，包括如下步骤：S1：依据血管在CTA影像横断面的形状、灰度及位置特征，分别对颈动脉和椎动脉的起点和终点进行自动定位；S2：在步骤S1定位的血管起点和终点之间，对符合血管灰度特征的区域进行基于Raycasting的多尺度梯度归一化血管滤波，构建血管滤波权值图；S3：在步骤S2构建的血管滤波权值图中，采用Dijkstra最优路径提取算法完成对颈动脉和椎动脉血管中心路径的提取。本发明的优点：实现血管的自动定位，无需用户手动参与；提取的中心线准确，无需用户后期调整；方法运行速度快，满足实时性需求。

技术领域

本发明涉及一种自动提取CTA影像中头颈血管中心路径的方法。本发明属于医学影像处理技术领域。

背景技术

脑血管疾病是目前威胁人类健康的主要疾病之一，临床中主要通过对CTA影像(即非创伤性血管成像检查)后的图像进行分析，提取血管的中心路径来获取血管的三维结构信息，辅助医生判断血管病变程度。但是，由于血管在人体中的分布非常复杂，血管经常穿行于骨骼之中，同时在CTA影像后生成的图像中骨和血管均呈现高亮的灰度特征，这给血管中心路径的提取、病变分析带来很大的困难。

目前，对CTA影像后生成的图像进行血管分析时，通常先利用减影技术去除CTA影像中的骨骼，获取血管区域，然后再通过手动的方式定义血管的起始点和终止点，获取血管的中心路径。这种方法的弊端是：由于减影操作需要对患者进行两次扫描(CT和CTA扫描)，在两次扫描的间隔中患者很容易发生位移，这样就会造成减影后的血管结构出现缺失或断裂的情况，进而对后续血管的病变分析造成影响。

利用基于Hessian的血管增强法获取血管中心路径的方法，虽然可以在CTA图像中直接提取血管的中心路径，但是对于形态和周围组织较为复杂的血管，例如椎骨和颈内动脉的入颅段，通常效果不是很理想，而且也需要医生手动定义血管的起始点和终止点，给医生的分析工作带来一定的负担。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种自动提取CTA影像中头颈血管即椎动脉血管和颈动脉血管中心路径的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自动提取CTA影像中头颈血管中心路径的方法，该方法适用从主动脉弓扫描至颅顶的CTA影像数据，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：依据血管在CTA影像横断面的形状、灰度及位置特征，分别对颈动脉和椎动脉的起点和终点进行自动定位；

S2：在步骤S1定位的血管起点和终点之间，对符合血管灰度特征的区域进行基于Raycasting的多尺度梯度归一化血管滤波，构建血管滤波权值图；

S3：在步骤S2构建的血管滤波权值图中，采用Dijkstra最优路径提取算法完成对颈动脉和椎动脉血管中心路径的提取。

本发明的优点：实现血管的自动定位，无需用户手动参与；提取的中心线准确，无需用户后期调整；方法运行速度快，满足实时性需求。

附图说明

图1是本发明自动提取头颈血管中心路径的方法流程图；

图2是基于Raycasting(光线投射)的多尺度梯度归一化血管滤波图；

图3A是步骤S1.1.2后定位的颈动脉和椎动脉的起点(绿色标识点)；

图3B是步骤S1.2.1.2后定位的椎动脉终点(绿色标识点)；

图3C是步骤S1.2.2.2后定位的颈动脉终点(绿色标识点)；

图3D是步骤S3.2后提取的右侧颈动脉中心路径及其对应的CPR(曲面重建)结果图；

图3E是步骤S3.2后提取的左侧颈动脉中心路径及其对应的CPR(曲面重建)结果图；