[发明专利]一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法

权利要求书

1.一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取心血管三维图像；

S2：分别采用二维分割网络和三维分割网络对心血管三维图像进行分割处理，得到带标签的第一分割特征图和第二分割特征图；

S3：将第一分割特征图和第二分割特征图融合后进行冠状动脉图像预测，得到预测的冠状动脉二维图像；

S4：根据预测的冠状动脉二维图像重构出冠状动脉三维图像，即得到分割好的冠状动脉图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，所述二维分割网络为2D U-Net。

3.根据权利要求2所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，通过以下步骤得到第一分割特征图：

先将尺寸为l*h*w的心血管三维图像根据Z轴切片，得到w张2D切片，记第i张2D切片为I_i，其标签为L_i；然后将2D切片输入2D U-Net中对其冠状动脉部分进行分割，取2D U-Net倒数第二层的二维特征图，记为第一分割特征图M_i，i＝1,2,…,w，l、h、w分别为心血管三维图像的长、高、宽。

4.根据权利要求3所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，i＝3,4,…,w-2。

5.根据权利要求1所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，所述三维分割网络包括3D U-Net和3D modified U-Net；其中，

所述3D U-Net用于对心血管三维图像进行预分割；

所述3D modified U-Net用于对预分割后的心血管三维图像进一步分割。

6.根据权利要求5所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，在预分割处理中，标签数据包括心肌、左心室、右心室、主动脉、肺动脉、左冠状动脉和右冠状动脉。

7.根据权利要求6所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，通过以下步骤得到第二分割特征图：

S2.1：采用3D U-Net对心血管三维图像进行预分割；

S2.2：对预分割后的心血管三维图像依次进行下采样、归一化的预处理；

S2.3：将预处理后的心血管三维图像输入3D modified U-Net中进一步分割；

S2.4：取3D modified U-Net倒数第二层的三维特征图，并对三维特征图进行上采样；

S2.5：将上采样后的三维特征图按Z轴切片，第二分割特征图M_i′。

8.根据权利要求7所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，在步骤S2.4中，将三维特征图的尺寸上采样至与心血管三维图像相同，而保持三维特征图的通道数不变。

9.根据权利要求1所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，通过通道拼接将第一分割特征图和第二分割特征图融合，得到融合特征图。

10.根据权利要求9所述的一种基于多标签与分割网络的冠状动脉图像分割方法，其特征在于，通过集成模型对融合特征图进行冠状动脉图像预测，所述集成模型包括3*3二维卷积层、ReLU函数激活层、全连接层和残差结构；

在所述集成模型中，将融合特征图依次经过3*3二维卷积层和ReLU函数激活层，提取出高层语义特征图，通过残差结构将第一分割特征图和高层语义特征图进行叠加，最后经过全连接层输出预测的冠状动脉二维图像。