论文部分内容阅读
冠状动脉粥样硬化性心脏病指冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄或阻塞,或因冠状动脉功能性改变导致心肌缺血、缺氧或坏死而引起的心脏病。冠心病是一个全球性的健康问题,已成为当今人类一大灾难性疾病。血管造影术是指向血管内注入造影剂,使血管在X射线照射下显影,并将显影的过程拍摄下来,使医生能够更清楚地观察到血管几何形状的变化。冠状动脉造影是近年来广泛应用于临床诊断冠心病的技术,被公认为诊断冠心病的“金标准”。冠脉造影图像分割具有重要的意义：辅助医生诊断、评估血管的病变程度、是重建血管三维结构的前提。本文以冠状动脉造影图像为研究对象,分析了冠脉造影图像的特点,研究改进了血管树提取模型,主要的研究内容包括：(1)使用形态学头帽法和Gabor滤波提取冠状动脉血管区域。基于冠脉造影图像的成像特点和血管模型的灰度特征,本文研究改进了一种基于形态学方法与多尺度Gabor函数结合的冠状动脉造影图像分割方法：首先,对一幅冠脉造影图像使用形态学头帽变换法进行增强,使用自适应阈值对其进行分割；然后对同一幅冠脉造影图像使用Gabor函数滤波法进行增强,使用自适应阈值对其进行分割；最后,根据这两幅分割图像,判断两幅图像中血管的连通关系,将Gabor滤波法得到的血管附加在使用头帽法得到的主血管上,得到最终的分割图像。实验表明,该方法可以有效地提取血管区域。(2)使用Hessian矩阵和多尺度分析结合的方法提取血管的骨架线。首先研究了Hessian矩阵原理,分析了选择Hessian矩阵的原因,然后根据血管的灰度特征,研究改进了Hessian矩阵和多尺度分析结合的方法：将Hessian矩阵应用在冠脉造影二维图像中,血管区域像素点的两个特征向量一个垂直于血管轴的方向,而另一个平行于血管轴的方向,通过构造血管特征函数,遍历图像中的点并在该点处选择多个尺度值,并将最大特征函数值作为特征函数的输出值,这样就得到了血管特征函数图,进而提取出血管骨架线。实验表明,该方法可以有效地提取血管骨架。(3) DICOM医学图像显示的实际应用。本文基于Qt4构架,采用DICOM 3.0标准,使用C++语言进行程序编码,利用DCMTK工具包实现了DICOM标准文件的信息读取和图像显示,并将提取出的冠状动脉血管树直接在图像上标注出来,为DICOM图像的三维可视化、分割和配准打下了基础。