调节血管轮廓及中心线的方法及存储介质

技术领域

本发明涉及冠状动脉医学技术领域，特别是涉及一种调节血管轮廓及中心线的方法及存储介质。

背景技术

人体血液中的脂类及糖类物质在血管壁上的沉积将在血管壁上形成斑块，继而导致血管狭窄；特别是发生在心脏冠脉附近的血管狭窄将导致心肌供血不足，诱发冠心病、心绞痛等病症，对人类的健康造成严重威胁。据统计，我国现有冠心病患者约1100万人，心血管介入手术治疗患者数量每年增长大于10％。

冠脉造影CAG、计算机断层扫描CT等常规医用检测手段虽然可以显示心脏冠脉血管狭窄的严重程度，但是并不能准确评价冠脉的缺血情况。为提高冠脉血管功能评价的准确性，1993年Pijls提出了通过压力测定推算冠脉血管功能的新指标——血流储备分数(Fractional Flow Reserve，FFR)，经过长期的基础与临床研究，FFR已成为冠脉狭窄功能性评价的金标准。

血流储备分数(FFR)通常是指心肌血流储备分数，定义为病变冠脉能为心肌提供的最大血流与该冠脉完全正常时最大供血流量之比，研究表明，在冠脉最大充血状态下，血流量的比值可以用压力值来代替。即FFR值的测量可在冠脉最大充血状态下，通过压力传感器对冠脉远端狭窄处的压力和冠脉狭窄近端压力进行测定继而计算得出。

现有技术中都试图通过算法对图像像素的判断得到准确的血管轮廓及中心线，但在实际过程中，成像设备对图像像素的获取有一定的误差，单个图像像素之间的间距也是固定参数，图像像素只能反映血管轮廓及中心线的整体情况，无法决定细节上的精度，如果单纯依赖图像像素，血管轮廓及中心线在细节上将会和实际情况相差较大。

发明内容

本发明提供了一种调节血管轮廓及中心线的方法及存储介质，以解决通过算法对图像像素的判断无法得到准确的血管轮廓及中心线的问题。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种调节血管轮廓的方法，包括：

获取冠状动脉二维造影的血管中心线和血管轮廓线；

选取感兴趣的所述血管轮廓线的调整区域；

将处于所述调整区域内的所述血管轮廓线向所述血管中心线做靠近或者远离调整，得到血管修正轮廓线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述将处于所述调整区域内的所述血管轮廓线向所述血管中心线做靠近或者远离调整，得到修正后的所述血管轮廓线的方法，包括：

获取单次调整步长m；

在所述调整区域内选择1/3～2/3区域内的任一点作为原始轮廓点；

获取与所述原始轮廓点相对应的处于所述血管中心线上的点作为相应中心点；

获取所述原始轮廓点与所述相应中心点的单位向量和欧氏距离；

所述原始轮廓点沿着所述单位向量移动若干步数，获得轮廓调整点；

在所述调整区域内，拾取所述血管轮廓线的起点、轮廓调整点、若干种子点和末尾点，采用三次B样条拟合曲线算法拟合得到血管修正轮廓线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，还包括：对所述血管修正轮廓线进行校正和调整。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述对所述血管修正轮廓线进行校正和调整的方法，包括：

获取所述血管轮廓线上的原始轮廓点、相应中心点、轮廓调整点的夹角α；

获取所述相应中心点与所述轮廓调整点之间的欧氏距离L；

如果所述α＞90°或者L＜D

如果所述α≤90°且L≥D

在所述调整区域内，拾取所述血管轮廓线的起点、轮廓替换点点、若干种子点和末尾点，采用三次B样条拟合曲线算法拟合获得新的血管修正轮廓线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述获取冠状动脉二维造影的血管中心线和血管轮廓线的方法包括：

根据冠状动脉二维造影图像提取血管中心线；

根据所述血管中心线，获得拉直血管图像；

在所述拉直血管图像上，设定血管直径阈值D

根据所述D

将所述血管预设轮廓线向所述血管中心直线逐级靠拢，获取拉直后血管的轮廓线；

将所述拉直后血管的轮廓线投射回所述血管中心线的图像上，获得血管轮廓线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述根据所述血管中心线，获得拉直血管图像的方法包括：

将所述血管中心线拉直，获得血管中心直线；

沿着所述起始点至所述结束点的血管延伸方向，将所述局部血管区域图分为x个单元，其中x为正整数；

将每个所述单元的血管中心线沿着所述血管中心直线对应设置；

对应设置后的图像为所述拉直血管图像。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述将所述血管预设轮廓线向所述血管中心直线逐级靠拢，获取拉直后血管的轮廓线的方法包括：

将所述血管预设轮廓线分成y个单元，其中y为正整数；

获取每个所述单元的位于每条所述血管预设轮廓线上的z个点；

沿着垂直于所述血管中心直线方向，将z个点分别向所述血管中心直线分级靠拢，产生z个靠拢点，其中z为正整数；

设定RGB差值阈值为ΔRGB

获取所述靠拢点作为轮廓点；

依次连接所述轮廓点形成的平滑曲线即为所述拉直后血管的轮廓线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述根据冠状动脉二维造影图像提取血管中心线的方法，包括：

读取冠状动脉二维造影图像；

获取感兴趣的血管段；

拾取所述感兴趣的血管段的起始点、种子点和结束点；

分别对起始点、种子点、结束点的相邻两点间的二维造影图像进行分割，得到至少两个局部血管区域图；

从每个所述局部血管区域图中提取至少一条血管局部路径线；

将每个所述局部血管区域图上相对应的血管局部路径线连接，获得至少一条所述血管路径线；

选取一条所述血管路径线作为所述血管中心线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述分别从所述局部血管区域图上提取至少一条血管局部路径线的方法包括：

对所述局部血管区域图做图像增强处理，得到对比强烈的粗略血管图；

对所述粗略血管图做网格划分，沿着所述起始点至所述结束点方向，提取至少一条血管局部路径线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述对所述局部血管区域图做图像增强处理，得到对比强烈的粗略血管图的方法，包括：

在每幅所述局部血管区域图中，以所述感兴趣的血管段作为前景，其他区域作为背景，强化所述前景，弱化所述背景，得到对比强烈的所述粗略血管图。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述对所述粗略血管图做网格划分，沿着所述起始点至所述结束点方向，提取至少一条血管局部路径线的方法包括：

对所述粗略血管图进行网格划分；

沿着所述起始点至所述结束点的血管延伸方向，搜索所述起始点与周边n个网格上的交叉点的最短时间路径作为第二个点，搜索所述第二个点与周边n个网格上的交叉点的最短时间路径作为第三个点，所述第三个点重复上述步骤，直至最短时间路径到达结束点，其中，n为大于等于1的正整数；

按照搜索顺序，从所述起始点至所述结束点的血管延伸方向连线，获得至少一条血管局部路径线。

可选地，上述的调节血管轮廓的方法，所述选取一条所述血管路径线作为所述血管中心线的方法包括：

如果血管路径线为两条或两条以上，则对每条血管路径线从所述起始点至所述结束点所用的时间求和；

取用时最少的所述血管路径线作为所述血管中心线。

第二方面，本申请提供了一种调节血管中心线的方法，包括：

上述的调节血管轮廓的方法；

获取两条血管修正轮廓线的中心曲线，即为血管修正中心线。

第三方面，本申请提供了一种计算机存储介质，计算机程序被处理器执行时实现上述的调节血管轮廓的方法。

本申请实施例提供的方案带来的有益效果至少包括：

本申请改进了血管轮廓及中心线的自动化计算结果，通过人工调整驱动血管轮廓及中心线，结合血管实际情况，根据使用者经验动态修正，提高血管轮廓及中心线计算的准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

下面对附图标记进行说明：

图1为本申请的调节血管轮廓的方法的一个实施例的流程图；

图2为本申请的S100的流程图；

图3为本申请的S110的流程图；

图4为本申请的S120的流程图；

图5为本申请的S150的流程图；

图6为本申请的S300的流程图；

图7为本申请的调节血管轮廓的方法的另一实施例的流程图；

图8为本申请的S400的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

如图1所示，为了解决上述问题，本申请提供了一种调节血管轮廓的方法，包括：

S100，如图2所示，获取冠状动脉二维造影的血管中心线和血管轮廓线，包括：

S110，如图3所示，根据冠状动脉二维造影图像提取血管中心线，包括：

S111，读取冠状动脉二维造影图像；

S112，获取感兴趣的血管段；

S113，拾取感兴趣的血管段的起始点、种子点和结束点；

S114，分别对起始点、种子点、结束点的相邻两点间的二维造影图像进行分割，得到至少两个局部血管区域图；

S115，从每个局部血管区域图中提取至少一条血管局部路径线，包括：

在每幅局部血管区域图中，以感兴趣的血管段作为前景，其他区域作为背景，强化前景，弱化背景，得到对比强烈的粗略血管图；

对粗略血管图进行网格划分；

沿着起始点至结束点的血管延伸方向，搜索起始点与周边n个网格上的交叉点的最短时间路径作为第二个点，搜索第二个点与周边n个网格上的交叉点的最短时间路径作为第三个点，第三个点重复上述步骤，直至最短时间路径到达结束点，其中，n为大于等于1的正整数；

按照搜索顺序，从起始点至结束点的血管延伸方向连线，获得至少一条血管局部路径线；

S116，将每个局部血管区域图上相对应的血管局部路径线连接，获得至少一条血管路径线；

S117，选取一条血管路径线作为血管中心线，包括：

如果血管路径线为两条或两条以上，则对每条血管路径线从起始点至结束点所用的时间求和；

取用时最少的血管路径线作为血管中心线。

S120，如图4所示，根据血管中心线，获得拉直血管图像，包括：

S121，将血管中心线拉直，获得血管中心直线；

S122，沿着起始点至结束点的血管延伸方向，将局部血管区域图分为x个单元，其中x为正整数；

S123，将每个单元的血管中心线沿着血管中心直线对应设置；

S124，对应设置后的图像为拉直血管图像。

S130，在拉直血管图像上，设定血管直径阈值D

S140，根据D

S150，如图5所示，将血管预设轮廓线向血管中心直线逐级靠拢，获取拉直后血管的轮廓线，包括：

S151，将血管预设轮廓线分成y个单元，其中y为正整数；

S152，获取每个单元的位于每条血管预设轮廓线上的z个点；

S153，沿着垂直于血管中心直线方向，将z个点分别向血管中心直线分级靠拢，产生z个靠拢点，其中z为正整数；

S154，设定RGB差值阈值为ΔRGB

S155，获取靠拢点作为轮廓点；

S156，依次连接轮廓点形成的平滑曲线即为拉直后血管的轮廓线。

S160，将拉直后血管的轮廓线投射回血管中心线的图像上，获得血管轮廓线。

S200，选取感兴趣的血管轮廓线的调整区域；

S300，如图6所示，将处于调整区域内的血管轮廓线向血管中心线做靠近或者远离调整，得到血管修正轮廓线，包括：

S310，获取单次调整步长m；

S320，在调整区域内选择1/3～2/3区域内的任一点作为原始轮廓点；

S330，获取与原始轮廓点相对应的处于血管中心线上的点作为相应中心点；

S340，获取原始轮廓点与相应中心点的单位向量和欧氏距离；

S350，原始轮廓点沿着单位向量移动若干步数，获得轮廓调整点；

S360，在调整区域内，拾取血管轮廓线的起点、轮廓调整点、若干种子点和末尾点，采用三次B样条拟合曲线算法拟合得到血管修正轮廓线。

实施例2：

如图7所示，在实施例1的基础上，还包括：S400，对血管修正轮廓线进行校正和调整，如图8所示，包括：

S410，获取血管轮廓线上的原始轮廓点、相应中心点、轮廓调整点的夹角α；

S420，获取相应中心点与轮廓调整点之间的欧氏距离L；

S430，如果α＞90°或者L＜D

S440，如果α≤90°且L≥D

S450，在调整区域内，拾取血管轮廓线的起点、轮廓替换点点、若干种子点和末尾点，采用三次B样条拟合曲线算法拟合获得新的血管修正轮廓线。

本申请提供了一种调节血管中心线的方法，包括：

上述的调节血管轮廓的方法；

获取两条血管修正轮廓线的中心曲线，即为血管修正中心线。

本申请提供了一种计算机存储介质，计算机程序被处理器执行时实现上述的调节血管轮廓的方法。

所属技术领域的技术人员知道，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、驻留软件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明的各个方面还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。本发明的实施例的方法和/或系统的实施方式可以涉及到手动地、自动地或以其组合的方式执行或完成所选任务。

例如，可以将用于执行根据本发明的实施例的所选任务的硬件实现为芯片或电路。作为软件，可以将根据本发明的实施例的所选任务实现为由计算机使用任何适当操作系统执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，由数据处理器来执行如本文的根据方法和/或系统的示例性实施例的一个或多个任务，诸如用于执行多个指令的计算平台。可选地，该数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性储存器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性储存器，例如，磁硬盘和/或可移动介质。可选地，也提供了一种网络连接。可选地也提供显示器和/或用户输入设备，诸如键盘或鼠标。

可利用一个或多个计算机可读的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举列表)将包括以下各项：

具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括(但不限于)无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

例如，可用一个或多个编程语言的任何组合来编写用于执行用于本发明的各方面的操作的计算机程序代码，包括诸如Java、Smalltalk、C++等面向对象编程语言和常规过程编程语言，诸如"C"编程语言或类似编程语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络--包括局域网(LAN)或广域网(WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。

也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品(article of manufacture)。

还可将计算机程序指令加载到计算机(例如，冠状动脉分析系统)或其它可编程数据处理设备上以促使在计算机、其它可编程数据处理设备或其它设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现过程，使得在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行的指令提供用于实现在流程图和/或一个或多个框图方框中指定的功能/动作的过程。

本发明的以上的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。