冠状动脉血管造影图像三维分割方法

冠状动脉计算机断层扫描血管造影技术已广泛应用于心血管疾病的诊断,冠状动脉的有效分割在冠心病诊断中起着重要的作用。本文提出一种冠状动脉血管造影图像三维分割方法,首先进行数据预处理;然后,利用分水岭算法得到子区域;最后,利用区域生长方法将分水岭子区域合并,实现冠状动脉的三维分割。本文以放射科医生手动标注结果作为标准,验证提出算法的可行性和有效性。实验结果表明,本文提出的分割方法能够有效克服冠状动脉周围组织的干扰,从而取得精确的分割结果。     

基于X射线造影图像的冠状动脉运动分析

我们提出了一种采用X射线造影图像对冠状动脉的非刚性运动进行分析的方法,通过寻找两帧图像之间血管上点的对应关系,得到各点的运动向量。匹配中同时考虑了运动场的光滑性和血管的形状相似度。同时由于变形前后血管的长度可能不同,因而加入了对无匹配部分的处理,保证了匹配的均匀性。采用动态规划完成对最优匹配的搜索,减少了计算量。采用仿真图像和临床得到的造影图像分别对该算法进行了验证,对仿真图像运动向量估计的均方根误差在1个像素左右。对临床造影图像的实验也得到了较为满意的结果。     

基于冠脉造影图像血管树分割的血管狭窄自动识别方法

针对冠状动脉造影图像中的血管狭窄位置进行自动识别,并且定量评估其狭窄程度,为临床医生提供一种计算机辅助诊断方法,从而提高对冠状动脉狭窄的诊断准确率,同时减轻医生的劳动强度。所提出的基于冠脉造影图像的血管狭窄自动识别方法包括血管树分割以及血管狭窄识别两部分。在血管树分割部分,首先通过基于Frangi Hessian的改进模型进行图像增强,随后利用基于统计学区域融合方法对血管区域进行分割。在血管狭窄识别部分,首先利用水平集算法对分割结果进行细化获得血管骨架,随后提取血管边缘进行血管直径测量,最后采用局部最小点法计算整幅图像血管段狭窄的百分比,对狭窄段进行定位并分级。实验在153例患者的血管造影图像中检测出狭窄共计208段,其中轻度84段,中度42段,重度82段。统计分析结果显示,血管狭窄识别平均准确率为93.59%,敏感性为88.76%,特异性为95.58%,阳性预测值为90.51%,表明该方法能够有效地检测和定量评价动脉血管的狭窄程度,有助于心血管疾病的临床诊断。     

基于三维冠状动脉CTA图像的半自动血管分割方法

目的从患者胸腔部位的计算机断层血管造影(computed tomography angiongraphy,CTA)图像中分离出冠状动脉血管,并实现三维的可视化,以便医生对由冠状动脉病变引起的心血管疾病进行诊断和治疗。方法在传统区域生长的基础上提出一种半自动的血管分割方法。首先采用基于灰度值的主动脉预生长,然后进行基于自适应阈值的冠状动脉生长,最后进行后期处理,得到最终分割结果。结果通过这种半自动的区域生长得到的结果,在三维上进行可视化后能够较清晰地判断出血管的粗细、形状、狭窄等情况,且得到的模型也可用于后期的相关计算。结论基于传统区域生长算法的半自动血管分割方法提高了冠状动脉分割的适应性和有效性,能更好地对冠状动脉CTA图像进分割提取。     

基于Hessian矩阵的DSA图像冠状动脉直径的测量

【摘要】目的:通过对冠状动脉血管的数字减影血管造影技术（DSA）图像进行分析处理,得到血管的骨架与中心线,从而实现血管直径测量。方法:采用MATLAB语言进行图像处理,在对DSA图像平滑及均衡化处理后,得到血管的骨架与中心线。以Hessian矩阵的特征向量为参考方向,做与血管垂直的直线,利用该直线与血管骨架的两个交点求得血管直径。结果:实现冠状动脉血管中心线、骨架的自动提取和冠状动脉血管直径的自动测量。结论:对于随机抽取的DSA图像,该方法均取得理想的冠状动脉血管中心线与骨架,以及精确的冠状动脉血管直径数值,可为操作人员提供丰富的信息,具有一定的实用价值。     

三维血管造影数据的分割

血管疾病是严重危害公众健康的主要疾病之一。随着成像技术的发展,X射线血管造影(XRA)、磁共振血管造影(MRA)、计算机断层扫描血管造影(CTA)已经成为目前大多数医院主要采用的诊断成像设备,已能获取更大的图像尺寸、容积和更高空间、时间分辨率,这迫切需要血管疾病的自动化诊断技术应用于临床。对于一定尺寸和复杂度的血管造影获取物(数据),分割是对数据集进行可视化、诊断和血管病理学量化的关键,并且依然是一项富有挑战性的任务。文章主要①针对CTA和MRA,从血管图像的获取、预处理、血管提取三个方面对当前血管分割技术进行总结和比较;②对临床血管病理和特异性问题进行概括。综合比较各种血管分割技术,并从血管病理辅助角度讨论冠状动脉分割问题;集中讨论和强调了血管成像、分析方法、解决目标方面发展的趋势和主流。目的在于概括该领域的现状及可能的发展方向。     

冠状动脉造影图像降噪处理的3种方法比较

目的 对冠状动脉造影图像降噪处理的3种方法进行比较。方法 将冠状动脉造影图像数字化并输入计算机，然后再用中值滤波法，自适应滤波法和基于小波变换的降噪处理3种方法分别处理同一图像，比较效果。结果 成功地运用了3种方法对冠状动脉造影图像进行降噪处理，图像质量均有所提高。结论 自适应降噪处理和基于小波系数的降噪处理结果较好，但自适应降噪处理的速度要快。     

电子束CT冠状动脉血管造影与冠状动脉造影结果的关联性研究

目的　探讨电子束CT冠状动脉血管造影 (eletronbeamcomputedtomographicangiography ,EBA)与冠状动脉造影结果的关联性。方法　 2 4例临床怀疑冠心病患者分别行EBA及冠状动脉造影 (coronaryangiography,CAG) ,所有EBCT图像均经三维重建显像 ,按照AHA分段方法进行分段 ,每套重建显像血管分成左主干 (leftmainartery ,LM)及前降支 (leftanteriordescendingcoronaryartery ,LAD)、左旋支 (leftcircumflexartery ,LCx)、右冠脉 (rightcoronaryartery,RCA)各近、中、远三段共 10段血管 ,由 2名医生对LM和LAD、LCx、RCA的近、中段共 16 8段血管进行分析 ,其结果与CAG结果对比 ,比较EBA与CAG所示冠状动脉狭窄间的关系。结果　在 16 8个近段和中段血管中有 147段 (87.5 0 %)EBA能够清楚显像 ,其中LAD近段和中段清晰显像的百分比都为 95 .83%,而RCA近段和中段分别为 91.6 7%和 5 8.33%,LCx近段和中段为 91.6 7%、79.17%,而在 16 8个近段和中段血管中CAG全部清晰显像 ;如果以 >5 0%狭窄作为有意义狭窄 ,则EBA与CAG比较发现狭窄的敏感性和特异性是 83.33%和 92 .13%,其中LM是 10 0 .0 0%和 95 .6 5 %,LAD近段是 10 0 .0 0 %和 75 .0 0 %,LAD中段是 82 .35 %和 6 6 .6 7%,RCA近段是 80 .0 0 %和 71.43%,RCA中段是 5     

血管造影图像分割方法研究的现状与进展

血管分割能够为计算机临床辅助与可视化诊疗提供关键的结构和病灶信息。由于血管造影图像涉及多种数据模态以及个体化差异和复杂病理,诸多挑战性的问题仍待解决。我们对血管分割的主流方法进行了回顾和分析,并且讨论了血管分割的研究格局和发展趋势,旨在为该领域的进一步研究提供参考。     

基于模糊聚类和改进C-V模型的冠状动脉图像分割方法

目的提出一种基于模糊聚类和改进C-V模型的新型图像分割方法,以精准和快速地提取冠状动脉CT血管造影图像中的冠脉轮廓。方法首先对原始冠脉CT造影图像进行预处理;然后利用模糊C均值聚类算法进行预分割,将获得的隶属矩阵和聚类信息耦合进改进的C-V模型中,完成对冠脉图像的分割;最后定性和定量分析本文模型与其他两种传统模型对冠脉CT造影图像的分割结果。结果定性分析结果显示,本文模型以较少的迭代次数完成了对冠脉轮廓的提取,对细小复杂的组织具有较强的分割能力,目标边缘光滑。定量分析结果显示,本文模型迭代200次耗时11.722 s、重叠率83.42%,迭代400次耗时16.493 s、重叠率85.13%。结论结合模糊聚类的改进C-V模型能以较少迭代次数完成对冠脉轮廓的提取,具有分割速度快、抗噪能力强、目标边缘光滑等特点。该方法可以用于冠脉的分割,并为后续冠脉图像的三维重建研究提供参考。     

Aberrant penetrating posterior descending artery from proximal right coronary artery

We report a rare variant of the posterior descending artery (PDA) in a 51-year-old African-American male discovered in coronary CT angiography. Arising from the proximal right coronary artery near its ostium, the anomalous PDA penetrated posteriorly toward the atrioventricular junction septum, exited through the inferior pyramidal space into the posterior interventricular groove and continued in the groove as a short PDA. Along its course it gave rise to small branches to the medial wall of the right atrium, the atrioventricular node region, and the inferoseptal wall of the right ventricle.     

冠状动脉追踪冻结技术对高心率儿童冠状动脉成像质量的改善

目的:探索第二代冠状动脉追踪冻结（SSF2）技术是否可以提升高心率儿童冠状动脉的形态分辨能力。方法:对53例心率≥75次/min患儿行冠状动脉CT血管成像,年龄平均（17.5±18.7）个月,平均体质量（10.68±5.13） kg,扫描电压80、100 kV,采用智能心电门控技术自动选择曝光期相。将原始数据分别重建为3组图像:A组为常规图像;B组为采用SSF1技术的重建图像;C组为采用SSF2技术的重建图像。对3组冠状动脉图像的质量评分及可诊断率进行评估。结果:53例共评价534个冠状动脉节段。B组与C组右冠状动脉、左前降支、冠状动脉起源和冠状动脉评分及可诊断率差异均有统计学意义（P均<0.05）,左回旋支（LCX）评分差异有统计学意义（P<0.05）,LCX可诊断率无统计学意义（P=0.05）。A组与B组左前降支、LCX和冠状动脉起源评分差异均无统计学意义（P=0.07、0.14、0.43）。结论:采用SSF2技术可进一步改善高心率患儿冠状动脉CT血管成像质量。     

基于投影图像和CT容积图像的三维冠状动脉运动跟踪新方法

目的利用双平面X射线投影图像序列和参考CT容积图像进行冠状动脉的三维运动跟踪建模。方法①提取投影图像序列中的冠状动脉树;②利用多尺度滤波和血管函数提取CT容积图像中的动脉血管;③采用基于B样条配准的方法进行三维运动建模。结果将双投影图像中血管的运动估计结果的三维重建形态与三维运动模型预测出的结果进行了量化比较,调整配准的B样条参数后,两者误差处于有效范围之内。结论由此表明采用投影图像和对应容积图像的联合先验知识进行冠状动脉的三维运动建模是有效的。     

Comparison of active contour models for image segmentation in X-ray coronary angiogram images

Snakes, or active contours, are used extensively in computer vision and image processing applications, particularly to locate object boundaries. However, most present snake models cannot provide better capture range and evolution stop mechanism. This project presents a new external force for active contours, largely solving both problems. An extension of the gradient vector flow snake (GVF snake) method is presented. First, the adaptive balloon force has been developed to increase the GVF snake's capture range and convergence speed. Then, a dynamic GVF force is introduced to provide an efficient evolution-stop mechanism. In this way, we prevent the snake from breaking through the correct surface and locking to other salient feature points. The active contour models have been applied on X-ray coronary angiogram images. The segmentation results demonstrate the potential of improved GVF method is comparison with all previous active contour methods. Texture parameters have been calculated and results are compared with all active contour models.     

右冠状动脉起源于左主干5例临床分析

目的：分析右冠状动脉起源于左主干的临床特征，探讨其与心肌缺血的关系。方法：回顾分析5例右冠状动脉起源于左主干的临床资料及相关文献。结果：（1）本组5例患者中，女性1例，男性4例，年龄27～70岁。（2）临床表现主要为胸痛、胸闷等心绞痛症状，除1例老年患者外，其余4例病人都有典型的心绞痛症状和缺血心电图变化。（3）冠状动脉造影示3例合并严重冠状动脉粥样硬化，给予冠状动脉搭桥术，术后随访2月～6年无明显不适；另2例冠状动脉无明显病变，药物治疗后仍有劳累性心绞痛发作，其中1例半年后猝死。结论：右冠状动脉起源于左主干是一种罕见的冠脉畸形，对存在严重心肌缺血的患者应进行预防性冠状动脉搭桥术或介入治疗，预防不良事件的发生。     

基于自注意力的双通路全脊柱 X 光图像分割模型

全脊柱X光图像（包含脊柱、骶骨及髂骨）分割是目前脊椎疾病智能诊断中首要关键的环节。针对U-Net语义分割算法在全脊柱X光图像多区域分割精度较差的问题,提出一种双通道语义分割算法DAU-Net,通过空间通道与语义通道分别学习空间信息特征与图像语义特征,并在解码器端对两类特征进行融合,获取脊柱X光图像中更精准的分割边界。在空间通道中,使用空洞卷积及残差模块扩大视野域并保留更多远端特征信息。此外,将自注意力机制引入语义通道,并设计不同的自注意力编码与自注意力解码模块构建全局关联信息,实现对多个目标骨骼区域语义分割。实验结果表明,DAU-Net能够有效提高脊柱X光图像上的分割精度,相比U-Net、ResU-Net、Attention U-Net、U-Net++,Dice系数分别提高4.00%、1.90%、4.60%、1.19%。     

基于Metropolis—SA算法的脑部磁共振血管造影图像分割

目的利用三维Markov随机场（MRF）模型分割脑部磁共振血管造影（MRA）。方法MRF的似然概率采用了瑞利分布和高斯混合分布函数,并利用最大期望（EM）算法精确估计出混合参数;先验概率采用Ising—MRF模型,并利用误差试探法估计出正则化参数。为避免利用迭代条件模式（ICM）进行图像分割时常陷入局部最优解,实验提出了基于Metropolis采样算法的模拟退火（SA）技术。结果实现了三维MRF的全局最优解,分割模型可分辨3个体素的细小血管。临床数据采用南方医院影像中心提供的患者TOF-MRA数据（1.5TGE MRI scanner）,空间分辨率0．43mm×0．43mm×0．50mm：原始数据的像素空间大小为512×512×128;实际采用的空间大小和分辨率分别为256×256×64和0．80mm×0．80mm×1．20mm。实验对每一套临床数据采用SA、ICM、MSA算法分别进行分割比较,分割结果存在有限差异,采用15步迭代计算的时间消耗分别为1029S、463S、560S。结论实验通过三维仿真数据分割结果表明,Metropolis—SA迭代求解算法能够实现更低的全局误差．并且实际脑部MRA数据的分割与最大密度投影相比较．反映出较好效果．