[发明专利]基于三维体素化结构的血管重构方法、评价方法及系统

权利要求书

1.基于三维体素化结构的血管重构方法，其特征在于：其包括：

获得血管的三维体素化结构图像或其经过增强处理后的增强结构图像；

对所述三维体素化结构图像或所述增强结构图像中的血管形体进行重构处理，得到重构血管图像；

其中，所述重构处理满足：

其所得重构血管图像中血管的形态学参数与血管的原始三维医学图像和/或所述血管的三维体素化结构图像中血管的形态学参数一致，且所述重构血管图像中血管的中心线为直线。

2.根据权利要求1所述的血管重构方法，其特征在于：所述重构处理包括：

基于所述三维体素化结构图像或所述增强结构图像，获得其中血管重构后的目标中心线；

根据所述目标中心线，提取其上每个中心点对应的血管重构后的目标轴截面；

根据所得全部目标轴截面的堆叠，获得所述重构血管图像。

3.根据权利要求2所述的血管重构方法，其特征在于：所述目标中心线的获得包括：

自所述三维体素化结构图像或所述增强结构图像中，提取其体素化的血管骨架线；

将所得骨架线上的每个体素坐标点设定一个初始化平移向量；

根据第一调整损失函数，对所述初始化平移向量进行调整；

基于调整后的平移向量，移动其对应的体素坐标点，根据移动后的体素坐标点，获得目标中心线；

其中，所述第一调整损失函数如下：

其中，l₁表示所述第一调整损失函数中的第一损失函数，l₂表示其第二损失函数，l₃表示其第三损失函数，β和ω分别表示所述第二损失函数及所述第三损失函数的权重系数，且：

其中，n表示体素坐标点的数目，c_v表示每个体素坐标点上对应的体素值，i表示体素坐标序号；

其中，d^j＝||c^j+1-c^j||表示任意相邻两个体素坐标点之间的距离，c表示每个体素坐标的向量，j表示体素坐标序号，表示全部体素坐标点之间的距离的平均值；

其中，δ表示平滑因子，k表示体素坐标序号。

4.根据权利要求3所述的血管重构方法，其特征在于：所述目标轴截面的获得包括：

在得到所述目标中心线后，通过所述中心线上的每个中心点提取一个穿过对应中心点并与该中心线的切线方向垂直的基础轴截面，在每个基础轴截面内随机初始化x轴和y轴；

为每一个基础轴截面初始化一个旋转角度，并基于以下第二调整损失函数对旋转角度进行调整：

其中，υ表示所述轴截面所在平面内的x或y轴的方向向量，θ表示υ的旋转角度，δ′表示平滑因子，m表示所述目标中心线上的中心点序号；

在获得最优旋转角度后，对基础轴截面的x轴和y轴进行旋转，即得到所述目标轴截面。

5.根据权利要求4所述的血管重构方法，其特征在于：所述重构血管图像的获得进一步包括：

在每一个所述目标轴截面上，使用与原始医学图像的水平分辨率相同的分辨率，参考所述目标轴截面内的旋转后的x轴和y轴，在所述原始医学图像上进行三线性插值，得到每一个目标轴截面内每一个坐标位置的CT值，根据所得CT值将对应的插值结果进行堆叠成像，即得到所述重构血管图像。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的血管重构方法，其特征在于：其中，所述三维体素化结构图像的获得包括：

获取血管三维医学图像；

通过训练好的具有体素分割功能的人工神经网络对所得三维医学图像进行分割，获得所述血管的三维体素化结构图像；

或，

所述增强结构图像的获得包括：

对所述三维体素化结构图像进行形态学操作，得到所述增强结构图像。