[发明专利]一种DSA和IVOCT的血管图像融合方法

权利要求书

1.一种DSA和IVOCT的血管图像与血管融合的方法，包括以下步骤：

（1）使用高斯滤波将数字减影图像DSA进行预处理；

（2）对于经过预处理的数字减影图像DSA，使用由hessian矩阵为基础的Frangi滤波器突出血管细节，得到多尺度滤波后的图像；

（3）将多尺度滤波后的图像使用最大类间方差法进行自适应二值化；

（4）对自适应二值化结果采用拓扑细化的方法提取整个血管中心线：不断删除边界线上的点，而不将对象分离，保留处理对象的骨架信息，得到提取了血管中心线的二值图像；

（5）对提取了血管中心线结果，将血管中心线剔除旁支，保留血管主干中心线；

（6）对于血管内光学相干层析成像图像IVOCT，提取点云；

（7）使第五步中提取的DSA血管主干中心线的尺寸放大到与IVOCT图像的尺寸相一致；

（8）提取DSA图像血管主干中心线的点坐标；

（9）按照IVOCT图像之间的距离在DSA图像血管主干中心线上进行等间隔采样；若采样点数与IVOCT图像个数不匹配，删去多余采样点数；

（10）确定IVOCT最狭窄面与DSA血管轮廓狭窄部位，设置DSA血管轮廓狭窄部位为坐标原点，其他采样点则以原点为参考，分别设置其他采样点的位置坐标，以原点为基准划分每个采样点所在象限，并计算每个采样点的切线斜率，采样点切线斜率的估算方法是：以某采样点的前后相邻的两个采样点为基准，计算此采样点的两个相邻采样点所连成的线的斜率，即是此采样点的切线斜率；

（11）计算IVOCT图像的中心点坐标：根据每个IVOCT图像轮廓面的坐标求平均值，计算每个轮廓面的中心点位置坐标，并把这个坐标设置为该轮廓面的新的原点，新的轮廓点位置坐标根据新的原点坐标进行相应的改变；

（12）根据每张IVOCT图像轮廓面的中心点位置坐标与DSA血管主干中心线相匹配，即将二维平面IVOCT轮廓进行三维化：对于每张IVOCT图像轮廓面，用DSA的x坐标赋值其上轮廓的z坐标， IVOCT图像的新轮廓位置的y坐标与DSA血管主干中心线的y坐标之和为新的y坐标，x坐标保持不变；

（13）根据DSA血管主干中心线每个采样点的切线斜率，在第十二步的基础上根据切线斜率调整每张IVOCT图像轮廓面在DSA血管主干中心线上的方向；分别计算不同象限的采样点的正弦值、余弦值；保持IVOCT平面上的x坐标不变，y、z坐标根据相应的切线斜率改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）按照下列步骤执行：

1)根据数字减影图像DSA的像素值构造由二阶偏导数组成的hessian矩阵，并求出对应特征值和特征向量；

2)根据求出的特征值带入Frangi滤波器构造函数中并输出每点最大值；

3)用枚举法确定卷积尺寸，即用不同的卷积尺度去做滤波，得到多幅滤波后图像；

4)对于多幅滤波后图像，在每一点处选择Frangi滤波器函数值最高的结果作为输出，得到多尺度滤波后的图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）按照下列步骤执行：首先，在整个二值图像中寻找全部连通域，保留其中最大的连通域，这个连通域中包含血管的主体信息；遍历图像中所有值为1的点，找到八连通域中仅有一个值为1的点，为端点；从端点开始，将值为1且不在集合之中的邻域点加入集合，再从新加入的点开始重复该操作，直到新加入的点的八邻域中有大于等于3个点的值为1；计算所有集合的像素数目，从大到小保留第一和第二个集合，将其他集合中的点置为0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（7）按照下列步骤执行：通过计算这两种图像血管横截面的平均直径的比，确定DSA血管主干中心线需要被放大的倍数；再使用形态学操作使放大后的DSA血管主干中心线变为与IVOCT图像尺寸相同的DSA血管主干中心线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（8）按照下列步骤执行：首先遍历图像中所有值为1的点，找到八连通域中仅有一个值为1的点，为端点，其次从端点开始，将值为1且不在集合之中的邻域点加入集合，重复此操作确定所有点坐标。