心脏造影图像中血管直径测量技术研究

摘要

血管直径的测量技术是目前医学图像研究的一大课题,对心血管堵塞等疾病的研究具有重要的医学价值。精确的血管直径测量不仅可以准确地判定血管病变的具体位置,而且为血管的三维重建提供了必要的数据支持,因此对血管直径测量技术的研究有重要的现实意义。
　　 论文针对心血管造影图像进行了一系列研究,包括血管分割、血管中心线提取和血管直径的测量。论文着重研究了血管直径测量算法,同时提出了一种新型的直径测量算法,并在matlab7.0的环境下对感兴趣的血管进行了实验,论文的主要工作如下:
　　 (1)实现了血管直径测量的完整过程:血管特征图→血管中心线的提取→血管直径的测量。基于特征图的血管分割能够得到血管的轮廓、血管方向和各种拓扑结构信息:利用基于水平集的骨架化算法则可以提取出光滑、连续、单像素分布的血管中心线,且精度达到亚像素级。这为血管直径的测量做好了准备。
　　 (2)在分析血管拓扑结构的基础上,提出了一种基于MoM评价模型的血管直径测量算法。该算法是在血管中心线上,结合中心点的血管方向进行迭代测量的。它利用血管的两条边缘线相对于中心线对称的特征,并结合血管的边缘线和中心线的方向关系,提出了一种可伸缩的平行化探测器模型,模型中还融合了最优化的评价思想。实验结果表明,算法测量精度高,稳定性好,不仅可以有效提高直径测量的精度,而且还可以解决血管的分支和重叠处的直径测量问题。
　　 (3)在直径测量的同时,MoM评价模型法也可以准确地检测出血管的边缘。分别利用多项式曲线拟合法、高斯曲线拟合法和MoM评价模型法进行了血管边缘检测实验,结果表明MoM评价模型法提取的边缘点的效果连续性最好,算法的稳定性最高。