本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別是涉及一種血管提取方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

血管成像技術(shù)包括CT血管造影(CTA，CT angiography)，磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiography，MRA)，以及MR非造影成像等。血管成像技術(shù)是當(dāng)前診斷血管疾病的重要方法之一,在臨床上主要用于診治多種血管疾病，如動(dòng)脈瘤、血管狹窄、血管鈣化等。

由于掃描部位范圍及掃描期項(xiàng)的不同，也會(huì)出現(xiàn)多種類型的血管增強(qiáng)數(shù)據(jù)，如圖1，如何將不同部位不同期項(xiàng)的血管從其他組織中分割出是血管造影技術(shù)中的關(guān)鍵步驟。由于CTA圖像中血管與骨頭等其他組織的CT值重疊，當(dāng)前主要的血管分割方法如區(qū)域增長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)輪廓等很容易將骨頭等組織誤當(dāng)成血管提取，造成過(guò)度分割，或者將細(xì)小血管等當(dāng)成非血管組織去除，造成欠分割。

因此，有必要改進(jìn)現(xiàn)有的血管提取方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提出一種血管提取方法及其系統(tǒng)，其能有效改進(jìn)現(xiàn)有的血管提取方法，提高血管提取精度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種血管提取方法，包括：

獲取醫(yī)學(xué)圖像；

基于第一條件在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取第一圖像；

基于第一閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取第二圖像；

提取所述第一圖像和第二圖像的減影圖像；

基于第二條件處理所述減影圖像，確定血管種子點(diǎn)集合；

根據(jù)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值；

將所述種子點(diǎn)集合以所述血管閾值進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取血管提取結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述獲取第一圖像，包括：

基于第二閾值和拉普拉斯增強(qiáng)處理所述醫(yī)學(xué)圖像，獲取所述第一圖像；或者

基于第三閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取所述第一圖像。

進(jìn)一步的，所述第二閾值取值范圍為圖像值大于120，所述第三閾值取值范圍為圖像值大于600。

進(jìn)一步的，所述第一閾值為圖像值大于150。

進(jìn)一步的，所述基于第二條件處理所述減影圖像，確定血管種子點(diǎn)集合，包括：

獲取所述減影圖像中若干個(gè)連通域；

基于所述第二條件依次判斷所述若干個(gè)連通域：

如所述連通域中像素點(diǎn)個(gè)數(shù)大于閾值大于a；或者

如所述連通域中各點(diǎn)在X方向上的均值為所述減影圖像橫斷面X方向1/3與2/3處；或者

如所述連通域在空間位置距離背景區(qū)域大于閾值b的像素點(diǎn)比例小于閾值c；距離剩余連通域小于閾值的d的像素點(diǎn)比例小于閾值e；

則確定如所述連通域?yàn)樗龇N子點(diǎn)集合；

否則去除該連通域。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值，包括：

獲取所述減影圖像中若干個(gè)連通域；

計(jì)算所述若干個(gè)連通域的邊界距離場(chǎng)值，獲取距離場(chǎng)圖像；

基于所述種子點(diǎn)集合在所述距離場(chǎng)圖像中進(jìn)行自適應(yīng)閾值增長(zhǎng)，獲取所述血管閾值。

進(jìn)一步的，所述方法還包括：對(duì)所述第一圖像作填實(shí)操作。

進(jìn)一步的，所述方法還包括：對(duì)所述減影圖像進(jìn)行腐蝕操作。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種血管提取系統(tǒng)，包括：

第一提取單元，用于基于第一條件在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取第一圖像；

第二提取單元，用于基于第一閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取第二圖像；

減影單元，用于提取所述第一圖像和第二圖像的減影圖像；

種子點(diǎn)確定單元，用于基于第二條件處理所述減影圖像，確定血管種子點(diǎn)集合；

血管閾值確定單元，用于根據(jù)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值；

血管提取單元，用于將所述種子點(diǎn)集合以所述血管閾值進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取血管提取結(jié)果。

進(jìn)一步的，所述第一提取單元，包括粗分割子單元，用于獲取粗分割圖像；第一處理單元，用于基于梯度法和拉普拉斯增強(qiáng)處理所述粗分割圖像，獲取所述第一圖像；

所述血管閾值確定單元包括，距離場(chǎng)單元，用于獲取距離場(chǎng)圖像；

自適應(yīng)單元，用于基于所述種子點(diǎn)集合在所述距離場(chǎng)圖像中進(jìn)行自適應(yīng)閾值增長(zhǎng)，獲取所述血管閾值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明通過(guò)閾值法和/或拉普拉斯邊緣增強(qiáng)的區(qū)域生長(zhǎng)條件初步提取骨骼，并與第二圖像相減獲取減影圖像，有效去除骨骼區(qū)域以及大部分貼骨骼的細(xì)小血管；通過(guò)閾值，連通域信息和空間信息在所屬減影圖像中確定種子點(diǎn)集合，提高提取精度；基于邊界距離場(chǎng)以及自適應(yīng)閾值法確定所述血管閾值。根據(jù)所述血管閾值和種子點(diǎn)集合提取血管區(qū)域，實(shí)現(xiàn)快速，準(zhǔn)確地提取血管。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中血管提取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中血管提取模塊的示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中血管提取的方法流程圖；

圖5a～d為本發(fā)明血管提取方法中各步驟的結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。

其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，所述示意圖只是實(shí)施例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示的是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例的一個(gè)血管提取系統(tǒng)的示意圖；血管提取系統(tǒng)100可以包括一個(gè)成像設(shè)備110，一個(gè)控制器120，一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130，一個(gè)輸入/輸出設(shè)備140、一個(gè)存儲(chǔ)器150、以及一個(gè)網(wǎng)絡(luò)160。

成像系統(tǒng)100中的不同組件/部件可以相互通信。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以與網(wǎng)絡(luò)160相互連接或通信，或者直接與成像系統(tǒng)100或其一部分(例如，成像設(shè)備110、控制器120等)相互連接或通信，或兩種方式的結(jié)合。成像設(shè)備110、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130、存儲(chǔ)器150、控制器120以及成像系統(tǒng)100可能包括的其它設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊，可以通過(guò)數(shù)據(jù)線、網(wǎng)絡(luò)160等或上述方式的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

成像設(shè)備110可以對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行掃描，并獲得與之相關(guān)的數(shù)據(jù)(例如，掃描數(shù)據(jù)等)。成像設(shè)備110可以是一個(gè)設(shè)備，或一個(gè)設(shè)備組。在一些實(shí)施例中，成像設(shè)備110可以是一個(gè)醫(yī)學(xué)信息采集設(shè)備，例如，一個(gè)正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(Positron emission tomography(PET))設(shè)備，一個(gè)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography(CT))設(shè)備，一個(gè)磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging(MRI))設(shè)備等。所述設(shè)備可以是單獨(dú)使用，也可以結(jié)合使用。成像設(shè)備110可以是一個(gè)PET-CT設(shè)備、一個(gè)PET-MRI設(shè)備或一個(gè)SPECT-MRI設(shè)備等。所述掃描數(shù)據(jù)可以是CT掃描數(shù)據(jù)、MRI掃描數(shù)據(jù)、超聲掃描數(shù)據(jù)、X-射線掃描數(shù)據(jù)等的一種或多種的組合。

控制器120可以用于控制成像設(shè)備110、輸入/輸出設(shè)備140，和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130。在一些實(shí)施例中，控制器120可以控制成像設(shè)備110中的X射線生成單元和/或X射線探測(cè)單元。控制器120可以從控制成像設(shè)備110、輸入/輸出設(shè)備140，和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130接收信息，或向上述系統(tǒng)/設(shè)備發(fā)出信息。在一些實(shí)施例中，控制器120可以接收來(lái)自成像設(shè)備110的圖像信號(hào)或與目標(biāo)物體相關(guān)的數(shù)據(jù)?？刂破?20可以向數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130發(fā)送圖像信號(hào)或與目標(biāo)物體相關(guān)的數(shù)據(jù)?？刂破?20可以接收來(lái)自數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130的已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)或重建圖像?？刂破?20可以向輸入/輸出設(shè)備140發(fā)送已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)或重建圖像。在一些實(shí)施例中，控制器120可以包括計(jì)算機(jī)，程序，算法，軟件，存儲(chǔ)設(shè)備，接口等。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以處理來(lái)自成像設(shè)備110、控制器120、網(wǎng)絡(luò)160和/或輸入/輸出設(shè)備140的信息。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以基于所述信息生成一個(gè)或多個(gè)CT圖像。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以向輸入/輸出設(shè)備140發(fā)送圖像。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以完成與數(shù)據(jù)處理相關(guān)的各類操作，例如，數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化處理，數(shù)據(jù)清洗處理，數(shù)據(jù)擬合處理，數(shù)據(jù)權(quán)重處理等一種或多種的組合。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以基于不同算法程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，例如，傅里葉轉(zhuǎn)換原理、濾波反投影原理、迭代重建、直方圖膨脹計(jì)算、圖像數(shù)據(jù)函數(shù)優(yōu)化、水平集函數(shù)計(jì)算等的一種或多種。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以處理有關(guān)血管圖像的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以從圖像中識(shí)別胸腹部的骨骼、腹部血管、下肢血管、血管中心線、或其他部位的血管。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以基于多種算法程序或方法對(duì)圖像進(jìn)行血管或骨骼定位，例如，定位肋骨、髂骨、骶骨、脛骨、或髂動(dòng)脈等。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以向存儲(chǔ)器150存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)器150讀取數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以是直接或間接來(lái)自于成像設(shè)備110的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130自身生成的臨時(shí)數(shù)據(jù)或非臨時(shí)數(shù)據(jù)、或是用于輔助數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130進(jìn)行圖像處理的數(shù)據(jù)等。

輸入/輸出設(shè)備140可以接收、發(fā)送、或顯示信息。在一些實(shí)施例中，輸入/輸出設(shè)備140可以包括鍵盤(pán)、觸控設(shè)備、鼠標(biāo)、音頻輸入設(shè)備、圖像輸入設(shè)備、和遠(yuǎn)程控制設(shè)備等中的一個(gè)或多個(gè)。輸入/輸出設(shè)備140可以將信息發(fā)送至終端(例如，顯示屏、投影儀、打印機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)算設(shè)備等一種或多種的組合)進(jìn)行相應(yīng)操作。在一些實(shí)施例中，輸入/輸出設(shè)備140可以包括圖形用戶界面，展示成像過(guò)程階段性的信息，或圖像處理結(jié)果(例如，圖像直方圖，骨骼掩膜，血管掩膜，經(jīng)圖像轉(zhuǎn)換后的血管相關(guān)圖像等的一種或多種的組合)。所述圖形用戶界面，可以對(duì)用戶輸入?yún)?shù)給予提示，也可以讓用戶參與數(shù)據(jù)處理過(guò)程(例如，啟動(dòng)或停止處理過(guò)程、選擇或修改運(yùn)算參數(shù)、選擇或修改算法、修改程序、退出系統(tǒng)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)升級(jí)或系統(tǒng)更新等)。

網(wǎng)絡(luò)160可以是單個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的組合。例如，網(wǎng)絡(luò)160可能是一個(gè)局域網(wǎng)(local area network(LAN))、廣域網(wǎng)(wide area network(WAN))、公共交換電話網(wǎng)(public switched telephone network(PSTN))、虛擬網(wǎng)絡(luò)(VN)、或者上述網(wǎng)絡(luò)的任何組合。網(wǎng)絡(luò)160也可以包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，并可以使用有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)混合構(gòu)架。有線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用金屬電纜、混合電纜、光纜等一種或多種線纜組合的方式。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以包括藍(lán)牙(Bluetooth)、無(wú)線網(wǎng)(Wi-Fi)、紫蜂(ZigBee)、近場(chǎng)通信(Near Field Communication(NFC))、蜂窩網(wǎng)絡(luò)(包括GSM、CDMA、3G、4G等)等一種或多種網(wǎng)絡(luò)模式的組合。網(wǎng)絡(luò)160可以適用于本申請(qǐng)所描述的范圍內(nèi)，但并不局限于所述描述。

存儲(chǔ)器150可以用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以是成像系統(tǒng)100生成或獲得的數(shù)據(jù)，例如掃描數(shù)據(jù)、成像系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)組件運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、用戶通過(guò)輸入/輸出設(shè)備140輸入的數(shù)據(jù)、用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)160從其它數(shù)據(jù)源(圖1中未示出)獲取的數(shù)據(jù)等。存儲(chǔ)器150可以是一個(gè)具有存儲(chǔ)功能的設(shè)備/組件或幾個(gè)設(shè)備/組件的組合。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器150可以包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的設(shè)備，例如一個(gè)計(jì)算機(jī)或一個(gè)服務(wù)器等。存儲(chǔ)器150可以包括本地存儲(chǔ)器或者遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器(例如，架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)160中的云存儲(chǔ)器等)。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器150可以包括一個(gè)獨(dú)立設(shè)備中具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的組件，例如一個(gè)磁盤(pán)或一個(gè)磁盤(pán)陣列等。存儲(chǔ)器150可以包括成像系統(tǒng)100中的任何設(shè)備(例如，成像設(shè)備110、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130、輸入/輸出設(shè)備140等)中具有存儲(chǔ)功能的組件。

在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)160可以用于在成像系統(tǒng)100中的各個(gè)設(shè)備/組件之間傳輸信息。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)160可以用于成像系統(tǒng)100從一個(gè)遠(yuǎn)程服務(wù)器中獲取信息。網(wǎng)絡(luò)160可以是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)或者多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的組合。例如，網(wǎng)絡(luò)160可以包括局域網(wǎng)(local area network(LAN))、廣域網(wǎng)(wide area network(WAN))、公共交換電話網(wǎng)(public switched telephone network(PSTN))、虛擬網(wǎng)絡(luò)(Virtual Network(VN))等或者上述網(wǎng)絡(luò)的組合。網(wǎng)絡(luò)160可以包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)160可以使用有線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以及有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)混合構(gòu)架。有線網(wǎng)絡(luò)可以包括利用金屬電纜、混合電纜、光纜等一種或多種線纜組合的方式。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式可以包括藍(lán)牙(Bluetooth)、無(wú)線網(wǎng)(Wi-Fi)、紫蜂(ZigBee)、近場(chǎng)通信(Near Field Communication(NFC))、蜂窩網(wǎng)絡(luò)(包括GSM、CDMA、3G、4G等)等。

根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，圖2所示為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130的一個(gè)示意圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)獲取模塊210、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)模塊220、一個(gè)或多個(gè)顯示模塊230和一個(gè)或多個(gè)血管提取模塊240。所示模塊之間彼此直接(和/或間接)連接。

數(shù)據(jù)獲取模塊210可以獲取數(shù)據(jù)。所述獲取的數(shù)據(jù)可以來(lái)自成像設(shè)備110和/或控制器120。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)160從外部數(shù)據(jù)源獲得。所述數(shù)據(jù)可以是三維圖像數(shù)據(jù)，和/或二維圖像數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可以是根據(jù)檢測(cè)需求所設(shè)定的特定部位的數(shù)據(jù)，例如，目標(biāo)物體的全景掃描，目標(biāo)物體的胸部、肺部、下肢、支氣管、骨骼、血管、神經(jīng)分布等一種或多種。在一些實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)可以是血管造影數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取模塊210可以獲取血管圖像原始數(shù)據(jù)，血管圖像處理后的數(shù)據(jù)，或血管圖像處理的參數(shù)等。

存儲(chǔ)模塊220可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或信息。所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或信息可以來(lái)自成像設(shè)備110，和/或控制器120，和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130中的其他模塊/單元(數(shù)據(jù)獲取模塊210，顯示模塊230，血管提取模塊240或其他相關(guān)模塊(未示出)。存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或信息可以是各種形式，例如，數(shù)值、信號(hào)、圖像、目標(biāo)物體的相關(guān)信息、命令、算法、程序等一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以是血管圖像、血管圖像參數(shù)、血管圖像處理后的數(shù)據(jù)、或血管圖像處理所應(yīng)用的程序和/或算法等。

顯示模塊230可以顯示數(shù)據(jù)。所述顯示的數(shù)據(jù)信息可以來(lái)自數(shù)據(jù)獲取模塊210，存儲(chǔ)模塊220，和/或血管提取模塊240等。所述顯示的數(shù)據(jù)可以發(fā)送至輸入/輸出設(shè)備140。在一些實(shí)施例中，顯示模塊230可以將血管提取模塊240得到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送至終端顯示。在一些實(shí)施例中，顯示模塊230可以直接顯示來(lái)自網(wǎng)絡(luò)160或來(lái)自存儲(chǔ)模塊220中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。所述顯示的數(shù)據(jù)可以是各種形式，包括數(shù)值、信號(hào)、圖像、目標(biāo)物體的相關(guān)信息、命令、算法、程序等一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中，顯示模塊230可以顯示包括血管信息的圖像(例如，直方圖、血管灰度圖像、血管掩膜圖像、血管粗分割圖像、血管細(xì)分割圖像、骨骼分割圖像等)。

血管提取模塊240可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，以及根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)建圖像，包括基于數(shù)據(jù)提取血管組織。所述數(shù)據(jù)可以來(lái)自數(shù)據(jù)獲取模塊210、存儲(chǔ)模塊220和/或其他未示出模塊；也可以是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)160獲取的外部數(shù)據(jù)資源。所述構(gòu)建的相應(yīng)圖像，可以發(fā)送至顯示模塊230等。血管提取模塊240處理的數(shù)據(jù)可以是關(guān)于目標(biāo)物體的特殊部分的數(shù)據(jù)，例如，大腦、心臟、血管、肺、肝、脾、腎、骨骼等一種或多種的組合。

需要注意的是，以上對(duì)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130的描述，僅為描述方便，并不能把本申請(qǐng)限制在所舉實(shí)施例范圍之內(nèi)。可以理解，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在了解該系統(tǒng)的原理后，可能在不背離這一原理的情況下，對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行任意組合，或者構(gòu)成子系統(tǒng)與其他模塊連接，對(duì)實(shí)施上述方法和系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變。

圖3所示的是根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例的血管提取模塊230的一個(gè)示意圖。所述血管提取模塊230包括，一個(gè)第一提取單元310，一個(gè)第二提取單元320，一個(gè)減影單元330，一個(gè)種子點(diǎn)確定單元340，一個(gè)血管閾值確定單元350和一個(gè)血管提取單元360。

所述第一提取單元310，用于基于第一條件在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取第一圖像。包括分割子單元311，用于獲取粗分割圖像；以及第一處理單元312，用于基于梯度法和拉普拉斯增強(qiáng)處理所述粗分割圖像，獲取所述第一圖像；所述醫(yī)學(xué)圖像可以來(lái)源于存儲(chǔ)模塊220、數(shù)據(jù)獲取模塊210。

所述第二提取單元320，用于基于第一閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取第二圖像。所述減影單元330，用于提取所述第一圖像和第二圖像的減影圖像。所述種子點(diǎn)確定單元340，用于基于第二條件處理所述減影圖像，確定血管種子點(diǎn)集合。

所述血管閾值確定單元350，用于根據(jù)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值。所述血管閾值確定單元350包括距離場(chǎng)單元351，用于獲取距離場(chǎng)圖像；自適應(yīng)單元352，用于基于所述種子點(diǎn)集合在所述距離場(chǎng)圖像中進(jìn)行自適應(yīng)閾值增長(zhǎng)，獲取所述血管閾值。

所述血管提取單元360，用于將所述種子點(diǎn)集合以所述血管閾值進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取血管提取結(jié)果。

需要注意的是，以上對(duì)于血管提取模塊240及其各個(gè)單元的描述，僅為描述方便，并不能把本申請(qǐng)限制在所舉實(shí)施例范圍之內(nèi)?？梢岳斫?，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在了解該系統(tǒng)的原理后，可以對(duì)血管提取模塊240的各個(gè)單元進(jìn)行任意組合、分離或細(xì)節(jié)上的改變。血管提取模塊240可以去除一個(gè)或多個(gè)單元。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本申請(qǐng)的一些實(shí)施例提供一種血管提取方法的一種示例性流程圖。所述方法可以由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130執(zhí)行。所述生成的輸出圖像可以顯示在一個(gè)顯示裝置(例如，人機(jī)交互界面160、控制器120等)上，或存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置(例如，存儲(chǔ)器150等)中。

對(duì)于包含血管組織的醫(yī)學(xué)圖像中，由于多種原因，例如動(dòng)脈瘤、血管狹窄、血管鈣化等病變點(diǎn)導(dǎo)致血管形狀畸形，又例如由于掃描部位范圍及掃描期項(xiàng)的不同，也會(huì)出現(xiàn)多種類型的血管增強(qiáng)數(shù)據(jù)，醫(yī)學(xué)圖像中血管與骨頭等其他組織的CT值重疊，還例如緊貼骨頭組織的血管(如穿骨的髂骨內(nèi)動(dòng)脈)，造成血管提取的難度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)施例提供一種血管提取方法，所述方法如圖4所示，包括：

執(zhí)行步驟S401，獲取醫(yī)學(xué)圖像，所述醫(yī)學(xué)圖像包括所述醫(yī)學(xué)圖像醫(yī)學(xué)包括但不限于通過(guò)各類模態(tài)的成像系統(tǒng)掃描采集獲得三維或二維圖像，所述三維圖像包含若干層的二維圖像構(gòu)成的體數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)諸如存儲(chǔ)系影像歸檔和通信系統(tǒng)(Picture Archiving and Communication Systems，PACS)等內(nèi)部或外部存儲(chǔ)系統(tǒng)傳輸獲得。所述模態(tài)包括但不限于磁共振成像(MRI)、磁共振血管造影(MRA)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、CT血管造影圖像(CTA，CT angiography)、正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography，PET)等一種或多種的組合，也可以是縱向弛豫(T1)、橫向弛豫(T2)和快速翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(STIR)等不同序列的磁共振圖像，本發(fā)明對(duì)此不作具體限制，本實(shí)施例中優(yōu)選脊柱磁共振圖像；所述的體數(shù)據(jù)通常為掃描計(jì)劃中為獲取準(zhǔn)確掃描參數(shù)而進(jìn)行的粗掃描得到十幾層或幾十層等若干層二維圖像構(gòu)成的序列圖像。

執(zhí)行步驟S420，基于第一條件在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取第一圖像。由于血管提取中，骨骼是主要噪音，因此是否準(zhǔn)確提取骨骼組織的血管提取的關(guān)鍵步驟之一。本步驟，基于第一條件提取主要骨骼區(qū)域。所述第一條件可以是基于閾值法、梯度法、和/或拉普拉斯邊緣增強(qiáng)等方法，具體的，所述第一條件可以是基于閾值方法獲取粗分割圖像。所述第一條件還包括通過(guò)圖像增強(qiáng)方法增強(qiáng)醫(yī)學(xué)圖像中各個(gè)連通域的邊緣，用以斷開(kāi)血管和骨骼粘連部分。所述第一條件還包括根據(jù)骨骼組織內(nèi)部空心構(gòu)造，而血管內(nèi)部是均質(zhì)組織，通過(guò)梯度法處理所述醫(yī)學(xué)圖像。所述梯度法可以根據(jù)拉普拉色增強(qiáng)處理所述醫(yī)學(xué)圖像。所述第一條件中各種限定可以一種或多種組合，基于所述第一條件獲取如圖5a所示的第一圖像。

示例性的，所述第一條件可以為，基于第二閾值和拉普拉斯增強(qiáng)處理所述粗分割圖像，獲取所述第一圖像；所述第二閾值取值范圍為圖像值大于120，所述拉普拉斯增強(qiáng)可以通過(guò)計(jì)算所述醫(yī)學(xué)圖像中各個(gè)點(diǎn)的周?chē)?領(lǐng)域差后值獲取該點(diǎn)的拉普拉斯值，基于圖像值大于120以及所述拉普拉斯值大于120處理所述醫(yī)學(xué)圖像，獲取所述第一圖像。

示例性的，基于第三閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像中提取骨骼組織，獲取所述第一圖像，所述第三閾值取值范圍為圖像值大于600。

本實(shí)施例中，所述第一條件可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130或輸入/輸出設(shè)備140預(yù)設(shè)，所述圖像值可以是圖像的灰度值，對(duì)于CT或者CTA圖像，所述圖像值可以是指CT值。

需要說(shuō)明的是，由于骨骼是中空的組織，為了便于后續(xù)處理，可以對(duì)所述第一圖像中若干個(gè)連通域的空心區(qū)域進(jìn)行填實(shí)操作。

執(zhí)行步驟S430～S440，基于第一閾值在所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取第二圖像；提取所述第一圖像和第二圖像的減影圖像。由于前述步驟中，在提取骨骼組織的同時(shí)，可能過(guò)分割骨骼緊貼的血管部分以及由于鈣化點(diǎn)等病變影響而與骨骼組織特征相近的血管部分。因此通過(guò)本步驟，選取較小閾值在所述所述醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取包含全部骨骼和大部分血管的第二圖像。將所述第一圖像和第二圖像相減獲取的減影圖像，可以去除大部分緊貼弍的血管組織。本實(shí)施例中，所述第一閾值為的取值范圍可以為圖像值大于150。對(duì)于血管造影圖像，所述第一閾值可以造影劑圖像作調(diào)整。

執(zhí)行步驟S450，基于第二條件處理所述減影圖像，確定血管種子點(diǎn)集合。所述第二條件值或閾值范圍、xy軸范圍、yz軸范圍、xy平面上的平均面積、與鄰近骨接近程度、連通域信息(如連通域點(diǎn)數(shù)、橫截面面積、橫截面面積比、橫截面長(zhǎng)短徑比、中間層連通域個(gè)數(shù)等)、數(shù)據(jù)可提取(例如，生長(zhǎng)等)或不可提取信息、距離場(chǎng)信息、與背景接近程度、組織結(jié)構(gòu)位置關(guān)系等一種或多種信息的組合。x軸對(duì)應(yīng)方向可以為從人體右側(cè)到左側(cè)的方向，y軸對(duì)應(yīng)方向可以為從人體前胸到后背的方向，以及z軸對(duì)應(yīng)方向可以為從人體足部到頭部的方向。所述xy軸范圍、yz軸范圍、xy平面分別是橫斷面、冠狀面和矢狀面。在一些實(shí)施例中，可以首先對(duì)各個(gè)連通域作腐蝕操作，以斷開(kāi)血管與骨骼組織的粘連部分；對(duì)于造影劑過(guò)強(qiáng)或者過(guò)弱，可以通過(guò)多次腐蝕實(shí)現(xiàn)。

示例性的，獲取所述減影圖像中若干個(gè)連通域基于所述第二條件依次判斷所述若干個(gè)連通域：

如所述連通域中像素點(diǎn)個(gè)數(shù)大于閾值小于a，則保留該連通域，通過(guò)統(tǒng)計(jì)連通域的點(diǎn)數(shù)以去除一些體積較大的連通域，例如腹部血管圖像中腎臟，所述a的取值范圍可以通過(guò)X軸維度和Z軸分比率的導(dǎo)數(shù)確定。

或者判斷所述連通域與背景區(qū)域的接近程度，若所述連通域在空間位置距離背景區(qū)域大于閾值b的像素點(diǎn)比例小于閾值c；距離剩余連通域小于閾值的d的像素點(diǎn)比例小于閾值e，則保留該連通域?yàn)榉N子點(diǎn)集合。所述接近程度可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)連通域中靠近背景區(qū)域的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)占連通域點(diǎn)的總數(shù)比例獲取，所述閾值c為大于50％，所述閾值e取值范圍為小于80％?？拷尘皡^(qū)域是指像素點(diǎn)與背景區(qū)域的距離，所述閾值b的取值范圍為大于0.5cm，靠近骨頭點(diǎn)指該連通域中改點(diǎn)與剩余連通域的距離，所述閾值的取值范圍為小于0.25CM。由于血管遠(yuǎn)離背景區(qū)域，并且與由于血管與骨骼的接觸面積較小，可以通過(guò)連通域與背景區(qū)域的接近程度確定所述種子點(diǎn)集合。

或者根據(jù)連通域的空間位置確定所述種子點(diǎn)集合。由于血管一般為與醫(yī)學(xué)圖像中央，可以通過(guò)各連通域在所述減影圖像的橫斷面的位置確定所述種子點(diǎn)姐。示例性的，如所述連通域中各點(diǎn)在X方向上的均值為所述減影圖像橫斷面X方向1/3與2/3處，即該連通域位于醫(yī)學(xué)圖像中央?yún)^(qū)域，則確定所述連通域?yàn)樗龇N子點(diǎn)集合。

如不滿足所述第二條件，則去除該連通域，即將其圖像值設(shè)置為背景色，在醫(yī)學(xué)圖像中顯示為背景圖像。

如圖5b所示為一個(gè)實(shí)施例中確定種子點(diǎn)集合的示意圖。

需要說(shuō)明的是，所述第二條件可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)130或輸入/輸出設(shè)備140預(yù)設(shè)，所述圖像值可以是圖像的灰度值，對(duì)于CT或者CTA圖像，所述圖像值可以是指CT值。

執(zhí)行步驟S460中，根據(jù)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值。如圖5c所示，由于骨骼是中空組織，距離場(chǎng)值變化較小，二血管內(nèi)部是均質(zhì)組織的，距離場(chǎng)場(chǎng)較高，可以通過(guò)邊界距離場(chǎng)處理所述減影圖像，確定血管閾值。示例性的可以通過(guò)如下步驟確定所述血管閾值。

獲取所述減影圖像中若干個(gè)連通域；計(jì)算所述若干個(gè)連通域的邊界距離場(chǎng)值，獲取距離場(chǎng)圖像；基于所述種子點(diǎn)集合在所述距離場(chǎng)圖像中進(jìn)行自適應(yīng)閾值增長(zhǎng)，獲取所述血管閾值。例如，骨骼組織中心的距離場(chǎng)值為3，而血管中心的距離場(chǎng)值可以達(dá)20。由于血管與骨骼組織接觸面積較小，尤其是一般貼骨圣戰(zhàn)的血管一般為細(xì)小血管，因此可以根據(jù)是否發(fā)生連通域區(qū)域生長(zhǎng)過(guò)程中是否突然增大，即點(diǎn)數(shù)是否突變的情況來(lái)判斷血管是否生長(zhǎng)值骨頭。例如因此，可以首先對(duì)各個(gè)連通域中心點(diǎn)以閾值為3進(jìn)行生長(zhǎng)，如沒(méi)有點(diǎn)數(shù)突變的情況則將增大閾值，例如繼續(xù)以各個(gè)連通域中心點(diǎn)為起始點(diǎn)，以閾值為5進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，直至反射突變，則取上一個(gè)閾值作為所述血管閾值。

執(zhí)行步驟S460將所述種子點(diǎn)集合以所述血管閾值進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)，獲取血管提取結(jié)果，如圖5d所示。

需要注意的是，以上對(duì)于血管提取流程的描述，并不能把本申請(qǐng)限制在所舉實(shí)施例范圍之內(nèi)?？梢岳斫?，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在了解該流程的原理后，可以對(duì)該流程的一個(gè)或多個(gè)操作進(jìn)行細(xì)節(jié)上的改變。例如，調(diào)整操作順序、融合操作、分拆操作、去掉一個(gè)或多個(gè)操作、增加一個(gè)或多個(gè)操作等。這些改變都不會(huì)脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

本實(shí)施例提供的血管提取方法及其系統(tǒng)，通過(guò)閾值法和/或拉普拉斯邊緣增強(qiáng)的區(qū)域生長(zhǎng)條件初步提取骨骼，并與第二圖像相減獲取減影圖像，有效去除骨骼區(qū)域以及大部分貼骨骼的細(xì)小血管；通過(guò)閾值，連通域信息和空間信息在所屬減影圖像中確定種子點(diǎn)集合，提高提取精度；基于邊界距離場(chǎng)以及自適應(yīng)閾值法確定所述血管閾值。根據(jù)所述血管閾值和種子點(diǎn)集合提取血管區(qū)域，實(shí)現(xiàn)快速，準(zhǔn)確地提取血管。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。