[发明专利]基于三次B样条插值的血管内超声图像分割与测量方法

说明书

本发明公开一种基于三次B样条插值的血管内超声图像分割与测量方法，包括：获取待处理的心血管内超声图像，并在图上校准像素的实际单位；通过手动在图上取少量的点，利用三次B样条插值函数生成分割轮廓；若需要进一步精确分割轮廓，可计算生成样条的位置控制点和弧度控制点，手动微调得到精确位置；得到精确轮廓后，可通过轮廓上的点计算得到过质心的最短内径和最长内径；若需要进一步得到精确轮廓，可手动提取内径；通过两次分割得到的内外膜轮廓，可计算得到封闭轮廓包含的面积和血管狭窄率。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种基于三次B样条插值的血管内超声图像分割与测量方法。

背景技术

近年来，全球冠心病的发病率和死亡率呈上升趋势，冠状动脉疾病中常见的动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)已成为危害人类健康的首要疾病之一。通过对IVUS(心血管内超声)图像内外膜分割，不仅可对血管腔的面积进行精确的测量，而且可以发现早期的冠状动脉粥样硬化斑块，进而对斑块的偏心距、壁厚及成分含量进行检测。

目前主流的分割方法是手动或者半自动勾画IVUS图像的内外膜，但在严重的动脉粥样硬化病变时，典型的3层血管壁结构消失，中层变薄，且胶原纤维聚集，内膜增厚，这导致人工勾画IVUS图像非常费时，并且不同用户间存在差异。而当血管壁钙化时，会产生超声高反射性声影，遮盖住其后方的组织，这又使大多数半自动分割方法分割不精确。

发明内容

本发明提供一种基于三次B样条插值的血管内超声图像分割与测量方法，可以在内外膜上取少量的点，用三次B样条插值自动生成目标轮廓及最短、最长内径，比现有的纯手工勾画技术要节省很多时间。

为此，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于三次B样条插值的血管内超声图像分割与测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取待处理的心血管内超声图像，并在图上校准像素的实际单位；

2)通过手动在图上取少量的点，利用三次B样条插值函数生成分割轮廓；

3)得到分割轮廓后，通过分割轮廓上的点计算得到过质心的最短内径和最长内径；

4)通过两次分割得到的内外膜轮廓，计算得到封闭轮廓包含的面积和血管狭窄率。

进一步地：在步骤1)中，校准在图像上选取两个点，由点坐标计算得到两点之间的像素个数，取定两点之间的实际长度，得到实际像素单位。

进一步地：所述的三次B样条插值函数采用下列公式：

B(t)＝P₀(1-t)³+3P₁t(1-t)²+3P₂(1-t)t²+P₃t³,t∈[0,1]

其中，P₀,P₁,P₂,P₃，分别为轮廓上相邻的4个点，t的值由所插入点的个数决定。

进一步地：在步骤2)中，每两个手动选取的点之间，插入多个点。

进一步地：将所有手动取点和差值点放入集合s[i]，其中i表示点的序号，i＝1,2,3….N。

进一步地：手动取点需按顺时针或者逆时针的顺序。

进一步地：在步骤2)中，若需要进一步精确分割轮廓，可计算生成样条的位置控制点和弧度控制点，手动微调得到精确位置。