[发明专利]一种基于三维CT图像的主动脉血管自动检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于三维CT图像的主动脉血管自动检测方法及系统，该方法包括一个自动定位主动脉、并确定快速行进(Fast Marching)算法所需种子点的过程；包括一个根据图像灰度和血管形态特征确定速行进算法所需的每个体素点处行进速度的过程；包括一个利用三维快速行进算法自动检测三维主动脉的过程。本发明通过自动确定种子点和有效的行进速度函数，保证了检测过程的自动性和有效性。结合Hessian矩阵和快速行进模型的处理方法，不仅保证了检测方法的简单、有效性，而且避免了现有算法模型的复杂性和对成像条件的依赖性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于三维CT图像的主动脉血管自动检测方法及系统。

背景技术

三维CT图像中主动脉检测在临床医学诊断、定量分析和计算辅助自动检测技术中有着重要的意义。人工检测即由医生手动勾画主动脉血管边界，非常费时费力，因此，用计算机算法准确、快速、自动地检测三维CT图像中主动脉就显得很有必要。目前，基于三维CT图像的主动脉检测算法主要有基于灰度阈值的方法和基于活动轮廓线的方法。基于灰度阈值的方法，主要适用于增强且在动脉相的CT图像，对于其他时相的CT图像则难以获得理想的结果。基于活动轮廓线的方法(1.孙浩等，“CT图像中的主动脉分割方法”，现代科学仪器，No.2,pp.45-48,2013。2.陈丹丹，“基于医学CT图像序列的主动脉夹层三维分割方法的研究”，天津工业大学硕士论文，2018。)简单易行，但是往往需要手动给定初始轮廓线，而且，检测结果易受初始轮廓线和噪声等复杂图像特征的影响。为更好地实现对三维CT图像中主动脉的自动、有效检测，亟待提出一种结合Hessian矩阵和快速行进(Fast Marching)模型的三维CT图像中主动脉自动检测法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于三维CT图像的主动脉血管自动检测方法及系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于三维CT图像的主动脉血管自动检测方法，其特征在于，该方法包括一个自动定位主动脉、并确定快速行进(Fast Marching)算法(James A.Sethian,“A fast marching level set method for monotonicallyadvancing fronts”,Applied Mathematics,Vol.93,pp.1591-1595,1996.)所需种子点的过程；包括一个根据图像灰度和血管形态特征确定速行进算法所需的每个体素点处行进速度的过程；包括一个利用三维快速行进算法自动检测三维主动脉的过程。

进一步的，在自动定位主动脉、并快速行进算法所需种子点的过程中，利用Hessian矩阵(Qiang Li，Shusuke Sone,Kunio Doi,“Selective enhancement filtersfor nodules,vessels,and airway walls in two-and three-dimensional CT scans”,Medical Physics,Vol.30,No.8,pp.2040-2051,2003.)和血管形态特征确定一段下行主动脉的位置，并以这段主动脉所包含的体素作为种子点。