[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

说明书

本发明公开了基于三维体素化结构的血管重构方法、评价方法及系统，其中所述重构方法包括：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可使重构图像中血管的形态学参数与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、且所述重构图像中血管的中心线为直线的重构处理。本发明的重构方法可在统一标准下建立更加精准快速的血管的形态学测量体系，并在获得形态学参数后与血液力学参数结合，建立起更加综合的、基于血管多维度特征的血管功能特性评价方法。

技术领域

本发明涉及医学图像处理的技术领域。

背景技术

心血管疾病具有极高的发病率和致死率，临床上对于心血管疾病的诊疗决策以及术后评估非常依赖于患者血管的形态学特性，而对血管形态学参数的测量通常在二维层面进行，缺少精准的三维信息，而且测量过程明显受到医生个人经验的影响，缺少量化、统一的操作标准，容易对疾病治疗的方案规划造成干扰。此外，由于缺少对于血液流动状态的分析，临床对于血运功能和疾病严重程度的评价十分片面，易造成治疗不彻底或过度治疗的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可快速、准确地获得血管形态学参数，并进一步获得多维度血管特征的血管重构方法。

本发明的目的还在于提供一种基于所述重构方法的血管功能特性评价方法，其有利于辅助临床实现针对病灶血管的精准规范的测量，并实现对血管的形态与功能相结合的多维度综合分析评价。

本发明的目的还在于提供一种可实现上述评价方法的评价系统。

本发明首先提供了以下技术方案：

基于三维体素化结构的血管重构方法，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。

根据本发明的一些优选实施方式，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。

根据本发明的一些优选实施方式，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：