冠脈造影圖像血管樹提取方法研究.pdf

1、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病指冠狀動脈粥樣硬化使血管腔狹窄或阻塞,或因冠狀動脈功能性改變導(dǎo)致心肌缺血、缺氧或壞死而引起的心臟病。冠心病是一個全球性的健康問題,已成為當今人類一大災(zāi)難性疾病。血管造影術(shù)是指向血管內(nèi)注入造影劑,使血管在X射線照射下顯影,并將顯影的過程拍攝下來,使醫(yī)生能夠更清楚地觀察到血管幾何形狀的變化。冠狀動脈造影是近年來廣泛應(yīng)用于臨床診斷冠心病的技術(shù),被公認為診斷冠心病的“金標準”。冠脈造影圖像分割具有重要的意義:輔助醫(yī)生診斷

2、、評估血管的病變程度、是重建血管三維結(jié)構(gòu)的前提。本文以冠狀動脈造影圖像為研究對象,分析了冠脈造影圖像的特點,研究改進了血管樹提取模型,主要的研究內(nèi)容包括:
　　 (1)使用形態(tài)學頭帽法和Gabor濾波提取冠狀動脈血管區(qū)域。基于冠脈造影圖像的成像特點和血管模型的灰度特征,本文研究改進了一種基于形態(tài)學方法與多尺度Gabor函數(shù)結(jié)合的冠狀動脈造影圖像分割方法:首先,對一幅冠脈造影圖像使用形態(tài)學頭帽變換法進行增強,使用自適應(yīng)閾值對其進行

3、分割;然后對同一幅冠脈造影圖像使用Gabor函數(shù)濾波法進行增強,使用自適應(yīng)閾值對其進行分割;最后,根據(jù)這兩幅分割圖像,判斷兩幅圖像中血管的連通關(guān)系,將Gabor濾波法得到的血管附加在使用頭帽法得到的主血管上,得到最終的分割圖像。實驗表明,該方法可以有效地提取血管區(qū)域。
　　 (2)使用Hessian矩陣和多尺度分析結(jié)合的方法提取血管的骨架線。首先研究了Hessian矩陣原理,分析了選擇Hessian矩陣的原因,然后根據(jù)血管的灰度

4、特征,研究改進了Hessian矩陣和多尺度分析結(jié)合的方法:將Hessian矩陣應(yīng)用在冠脈造影二維圖像中,血管區(qū)域像素點的兩個特征向量一個垂直于血管軸的方向,而另一個平行于血管軸的方向,通過構(gòu)造血管特征函數(shù),遍歷圖像中的點并在該點處選擇多個尺度值,并將最大特征函數(shù)值作為特征函數(shù)的輸出值,這樣就得到了血管特征函數(shù)圖,進而提取出血管骨架線。實驗表明,該方法可以有效地提取血管骨架。
　　 (3)DICOM醫(yī)學圖像顯示的實際應(yīng)用。本文基于