[发明专利]一种利用积分曲线计算血管壁厚度的方法

摘要

本发明涉及一种利用积分曲线计算血管壁厚度的方法，属于医学图像处理技术领域，主要包括如下步骤：1、血管壁分割，获取血管壁内外边界轮廓；2、在血管壁区域空间上计算调和函数；3、计算调和函数的梯度向量场；4、计算并跟踪积分曲线获得管壁厚度。本发明所述利用积分曲线计算血管壁厚度的方法，将血管壁区域看作三维空间的一个二维流形，从整体角度对血管壁进行度量，可重复计算，准确度高，便于全程量化数据的存储和回放分析。

主权项

1.一种利用积分曲线计算血管壁厚度的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：血管壁分割，获取血管壁内外边界轮廓：采用深度学习算法确定血管壁所在图像区域的范围，并在血管壁所在区域范围上设置初始轮廓位置，通过曲线演化，获得血管内外壁的轮廓曲线；步骤2：在血管壁区域空间上计算调和函数：血管壁分割得到血管壁内边界轮廓和血管壁外边界轮廓，将内外边界轮廓设置为不同的边界条件，如将外壁设置为1，内壁设置为0，之后在血管壁区域空间上采用热扩散方法计算偏微分方程其中，Δ是拉普拉斯算子，u(x,t)是点x在时间t的热分布，表示对时间t的偏导，由此得到流形空间中的调和函数；步骤3：计算调和函数的梯度向量场：步骤3.1，将血管壁区域空间进行三角剖分，形成三角化网格；步骤3.2，在三角化网格中的任一三角形上进行梯度的计算，设v₁,v₂,v₃分别为离散三角网格上的某个三角形的三个顶点，u(v₁)，u(v₂)，u(v₃)分别为对应顶点的调和函数的值，令a₁＝v₃‑v₂，a₂＝v₁‑v₃，a₃＝v₂‑v₁，则血管壁流形区域空间上调和函数的梯度向量场由计算得到，其中表示将向量a_i逆时针旋转90度，A表示三角形的面积；步骤4：计算并跟踪积分曲线获得管壁厚度：在梯度向量场上求解微分方程其中，F是梯度向量场，方程的解x(t)＝(x₁(t),x₂(t),...,x_n(t))是梯度向量场F的一条积分曲线_，由此得到调和函数梯度向量场上的积分曲线，积分曲线的长度即为管壁的厚度，遍历血管壁外表面上的所有点，得到所有的积分曲线；每一条积分曲线都起始于外表面上的点，在内表面有唯一的对应点，且任意两条积分曲线都不相交，由此得到任意角度的管壁厚度。