技术领域
本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及一种血管提取方法。
背景技术
血管造影技术(CTA)是当前诊断血管疾病的重要方法之一，在临床上主 要用于诊治多种血管疾病，如动脉瘤、血管狭窄、血管钙化等。将血管从其 他组织中分割出是血管造影技术中的关键步骤。由于CTA图像中血管与骨头 等其他组织的CT值重叠，当前主要的血管分割方法如区域增长、动态轮廓等 很容易将骨头等组织误当成血管提取，造成过度分割或者将细小血管等当成 非血管组织去除，造成分割不全。
文献1：P.T.Vieco，W.P.Shuman，G.F.Alsofrom and C.E.Gross. Detection of circle of Willis aneurysms in patients with acute subarachnoid hemorrhage：a comparison of CT angiography and digital subtraction angiography.AJR vol.165no.2425-430(1995)中提供的血 管剪影方法，病人需要同一部位扫描2次，分别为不注射造影剂扫描和
注射造 影剂扫描，得到非CTA图像和CTA图像。非CTA图像中，血管CT值低，CTA 图像中血管CT值升高。这样2种图像配准后相减就可以将血管提取出来。该 方法需要对病人扫描2次，比较耗时，同时给病人带来更多的扫描辐射量。
文献2：Cristian Lorenz，Steffen Renisch，ThorstenThomas Bülow.Simultaneous segmentation and tree reconstruction of the coronary arteries in MSCT images.Proceedings of SPIE Vol.5031(2003) 提供了一种基于水平集的分割方法，该方法在确定血管起始点后，通过水平 集算法向四周传播，传播过程中通过血管的拓扑结构如血管的半径、分叉等 修正传播的过程。该方法能有效提取树状结构的血管，但不适用于大动脉瘤 等情况，因为肿瘤很容易被半径判断否决。
文献3：Olivi er Cui senairea，Sunny Virmanib，Mark E.Olszewskib， Roberto Ardona.Fully automated segmentation of carotid and vertebral arteries from contrast enhanced CTA.Proc.of SPIE Vol.6914，69143R， (2008)提供了一种基于模型的方法，首先将CTA图像与已有的血管模型配准， 得到不同血管的起始点，然后通过算法连接起始点，得到血管的中心线。最 后在以中心线为起始，通过单纯网格向外扩张，提取血管。该方法效果较好， 但计算非常复杂，分割速度极慢，不适用实际临床应用。
现有技术还提供了一种基于阈值的区域增长方法，该算法从一组初始种 子点开始，将与种子点相似(如CT值处在相同范围)的相邻像素附加到区域 增长的种子点上。该方法计算速度快，因与阈值大小相关，鲁棒性差。阈值 范围偏小时，无法提取血管细小分支，阈值范围偏大时，部分骨头等组织会 被当成血管，造成过分割。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种血管提取方法，用以完整提取血管。
为了解决上述问题，本发明提供了一种血管提取方法，包括：读取血管 造影数据，并对所述数据分别采用区域生长方法获取第一结果，及采用水平集 方法获取第二结果，并根据所述第一结果和第二结果进行形态学组合，对所述 血管造影数据进行血管提取。 可选的，所述区域生长方法包括基于阈值及梯度的区域生长方法初步去 骨，然后基于梯度的区域生长方法提取血管；所述水平集方法为基于半径及 梯度的水平集方法提取血管。
可选的，将所述形态学组合对应的结果与所述第二结果进行并集相加操 作，以对所述第二结果进行补充血管的提取。
可选的，所述形态学结果包括通过所述第一结果与所述第二结果相减获 取的第一减法掩模。
可选的，还包括获取所述第一减法掩模中若干数目的独立连通域；并对所 述连通域进行结构判断，以去除所述第一减法掩模中的骨头及组织。
可选的，所述结构判断包括连通域点数判断及连通域横截面面积判断。
可选的，所述连通域横截面面积判断包括：首先计算所述连通域数目最多 的两层血管截面，对所述两层血管截面进行连通域计算，计算最大的连通域 横截面面积；并基于所述横截面面积判断骨头和血管。
可选的，所述形态学组合提取血管后还包括提取肾及细小血管。
可选的，所述提取肾及细小血管包括：所述血管造影数据为CT血管造影 数据，提供第一阈值及第二阈值，将CT值大于所述第一阈值的像素点作为种 子点进行提取，从所述血管造影数据中提取大于所述第二阈值的像素点，得 到骨头及血管的第一掩膜；将所述第一掩模减去第二结果对应的掩模，获取第 二减法掩模。
可选的，还包括提供第三阈值，并以大于所述第三阈值的点作为种子点， 在所述第二减法掩模中提取并去除骨头，获取第二掩模；将第二结果在所述第 二掩模上进行区域生长，以完成包含肾及细小血管的血管提取。
可选的，所述第一阈值范围为200～400；所述第二阈值范围为120～170； 所述第三阈值范围为700～900。
本发明提出了一种结合区域生长及水平集的优点完成血管完整提取的方 法。基于阈值及梯度的区域生长方法可到3-4级血管，但可能会长到部分骨 头及组织；基于半径及梯度的水平集方法提取的血管较干净，一般不长到骨 头，但细小血管不能完全到。本发明将这两种方法的优点有效的结合，并 且灵活运用骨头及血管的区域生长辅助血管的提取，从而实现血管的完整提 取。
附图说明
图1为本发明一个实施例的血管提取方法的流程示意图。
图2为本发明一个实施例的形态学组合方法流程示意图。
图3为本发明一个实施例的血管提取方法的各阶段结果对比图。
图4所示为本发明一个实施例的血管提取中肾及细小血管提取的流程示 意图。
图5所示为本发明一个实施例的血管提取中肾及细小血管提取的效果示 意图。
图6所示为其他实施例的血管提取方法的效果示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发 明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施 的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便 于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
本发明提供了一种血管提取方法，其特征在于，包括：读取血管造影数 据，并对所述数据分别采用区域生长方法获取第一结果，及采用水平集方法获 取第二结果，并根据所述第一结果
和第二结果进行形态学组合，对所述血管造 影数据进行血管提取。其中，所述区域生长方法包括基于阈值及梯度的区域 生长方法初步去骨，然后基于梯度的区域生长方法提取血管；所述水平集方 法为基于半径及梯度的水平集方法提取血管。
进一步地，获取上述的两个结果之后，还包括用所述第一结果对应的掩 模减去第二结果对应的掩模，获取第一减法掩模，以进行所述形态学组合。
获取所述第一减法掩模后，对所述第一减法掩模进行连通域计算，获取所 述第一减法掩模中的若干数目的独立的连通域。并对所述第一减法掩模的连 通域进行结构判断，以去除所述掩模中的骨头及组织。所述结构判断包括连 通域点数判断及连通域横截面面积判断。
进一步地，所述连通域横截面面积判断包括：首先计算所述连通域数目最 多的两层血管截面，对所述两层血管截面进行连通域计算，获取最大的连通 域，并计算所述连通域的横截面面积，所述连通域横截面面积为连通域的点 数乘以数据的分辨率。
其中，所述连通域横截面面积判断还包括：提供面积阈值，若所述横截 面面积大于所述面积阈值，则所述连通域则为骨头，若所述横截面面积不大 于所述面积阈值，则所述连通域则为血管。
具体地，所述面积阈值范围为100～200。较佳地，所述面积阈值为140。
获取上述去除骨头及组织的第一减法掩模后，还包括将所述去除骨头的 第一减法掩模的形态学结果与第二结果进行并集相加操作，以对第二结果进 行补充血管的提取。即对所述第二结果进行血管补充，以补充提取在第二结 果中未能成功提取的血管信息。
进一步地，所述形态学组合提取血管后还包括：提取肾及细小血管。
作为一个实施例，所述血管造影数据为CT血管造影数据，所述提取肾及 细小血管包括：提供第一阈值及第二阈值，将CT值大于所述第一阈值的像素 点作为种子点，并以所述种子点进行提取，从所述血管造影数据中提取大于 所述第二阈值的像素，得到骨头及血管的第一掩模。
接着，将所述第一掩模减去第二结果对应的掩模，得到第二减法掩模。并 从所述第二减法掩模中提取并去除骨头，获取第二掩模。
进一步地，包括提供第三阈值，并在所述第二减法掩模中以大于所述第 三阈值的点作为种子点，从所述第二减法掩模中提取骨头，并去除所述骨头， 获取第二掩模。
进一步地，所述第一阈值范围为200～400，较佳地为300；所述第二阈值 范围为120～170，较佳地位130；所述第三阈值范围为700～900，较佳地为800。
最后，将上述获得的第二结果在所述第二掩模上进行区域生长，以获取 所述肾及细小血管。
下面结合附图对本发明一个实施例的血管提取方法进行详细说明。
图1是本发明一个实施例的血管提取方法的流程示意图。
如图1所示，包括执行步骤S1，提供血管造影数据；接着执行步骤S21 和步骤S22，即分别所述血管造影数据进行粗提血管获取第一结果，及进行精 提血管获取第二结果；接着执行步骤S3形态学组合，即将粗提血管的第一结 果和精提血管的第二结果进行形态学组合，对所述精提血管的第二结果进行 血管补充，以完整所述血管提取。最后在形态学组合后，还包括执行步骤S4， 补充肾及细小血管。
如图2所示为本发明一个实施例的形态学组合方法流程示意图，包括： 执行步骤S21，粗提血管的结果减去精提血管的结果；执行步骤S22，对相减 获得的结果进行连通域计算；执行步骤S23，去除骨头连通域；执行步骤S24， 将剩余连通域与精提血管组合，即进行并集相
加操作，以对精提血管进行补 充血管的提取。上述的粗提血管和精提血管分别对应第一结果和第二结果。 所述粗提血管的结果减去精提血管的结果获得的即为第一减法掩模。后续地， 还包括对所述第一减法掩模进行连通域计算，获取所述第一减法掩模中的若 干数目的独立的连通域；并对所述第一减法掩模的连通域进行结构判断，以去 除所述掩模中的骨头及组织。所述结构判断包括连通域点数判断及连通域横 截面面积判断。
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