(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210043443.3 (22)申请日 2022.01.14 (71)申请人 江苏金马扬名信息技 术股份有限公 司 地址 213000 江苏省常州市新北区太湖东 路9-1号A 楼1001室 (72)发明人 吕江　王明霞　 (74)专利代理 机构 北京中政联科专利代理事务 所(普通合伙) 11489 专利代理师 黄娟 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种基于交互指导的血 管图像分割方法 (57)摘要 本发明涉及血管图像 分割技术领域， 尤其涉 及一种基于交互指导的血管图像分割方法。 其步 骤包括： 步骤一、 根据血管造影图像中的血管网 络结构特征对血管进行分类； 步骤二、 定义形状 描述算子， 建立血管分类与形状描述算子之间的 映射关系， 通过少量人机交互以确定血管图像折 线轮廓； 步骤三、 基于折线轮廓生成多段局部区 域， 利用水平集算法， 对 血管进行分割与优化。 本 发明通过少量的人机交互实现对血管的高效分 割， 与全自动分割相比， 能够避免过分割和欠分 割问题， 同时能够控制血管的分割程度， 具有较 高的实用性， 大大提高了血管分割的效率， 能够 为医生的工作带来极大的便利。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114511512 A 2022.05.17 CN 114511512 A 1.一种基于交 互指导的血 管图像分割方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 根据血 管造影图像中的血 管网络结构特 征对血管进行分类； 血管网络结构指血管网络整体呈树状结构而局部呈管状结构， 通过结合网络结构特征 对血管进行由粗到细分类； 步骤二： 定义形状描述算子， 建立血管分类与形状描述算子之间的映射关系， 通过少量 人机交互以确定血 管图像折线轮廓； 形状描述 算子是指局部区域内血 管的结构特 征， 可由描述 算子表示的血 管折线轮廓； 建立形状描述算子与 血管分类信 息之间的映射关系是通过不同的血管分类信 息， 获取 与形状描述 算子结构特 征相似的血 管并进行一 一对应； 人机交互确定血管轮廓 折线是通过形状描述算子与血管的对应关系， 在血管图像 中使 用相应的形状描述 算子辅助人机交 互在血管图像中作血 管轮廓折线； 步骤三： 基于折线轮廓生成多段局部区域， 利用水平集 算法， 对血 管进行分割与优化； 轮廓线确定的局部区域是指通过人机交互所画轮廓 折线， 以折线中每一组线段的起点 和终点为一组点， 定义一个包含 血管关键信息的外接矩形， 其长度与两端点之间长度相等， 多段线段都按照上述操作形成外 接矩形； 在血管局部区域使用水平集分割算法对目标血管进行分割， 每次对单段折线轮廓所形 成的外接矩形区域使用分割算法， 以每段折线的端点作为算法初始化种子点， 最后将所有 轮廓合并， 得到目标折线轮廓区域的血 管轮廓。 2.根据权利要求1中所述一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤一 中， 血管树状结构具有2.5D的特点， 因此血管树状结构被描述成一个相互连接的2.5D 几何 结构； 对于简单的没有分叉结构的血管用一个圆柱体表示， 但是对于复杂的血管树， 在实践 中根据分解的策略不同， 分解结果也不同， 因此将造影图像中的血管分为树状结构和管状 结构。 3.根据权利要求1所述的一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤一 中， 血管粗分类包括直到型与多分叉型； 直到型是指不含分叉点的单通血管， 分为I型、 ∠ 型； 多分叉 型指带有分叉点的多通血 管， 为Y型。 4.根据权利要求1所述的一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤一 中， 对血管的细分类是通过粗分类的结果进行的再分类， 具体如下： 多分叉型分类： Ym型、 Y2型、 Y1型； 将血管图像中分叉点处血管分支大于2且局部区域内 没有其他分叉节点的血管定义为Ym型； 将局部区域内有多个不连续的二分叉节点且分叉点 距离较大的定义 为Y2型； 而局部区域内仅有一个分叉点的定义 为Y1型； 直到型分类： I型、 ∠型； 对I型分类， 图像 中血管衡量因数小于0.1且弯曲处曲率较大的 定义为I1型； 血管衡量因数大于等于0.1且弯曲处曲率较小的定义为I2型； ∠型可依据血管 的拓扑结构特征分为S型、 L型、 Z型。 5.根据权利要求1中所述一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤二 中， 形状描述 算子分为 三类： |型、 > 型、 型。 6.根据权利要求1中所述一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤二 中， 轮廓折线并不要求必须同形状描述算子完全吻合， 在血管待分割区域以折线段和线段 组合的形式画血 管轮廓线并保持其形状结构与形状描述 算子相似即可。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114511512 A 27.根据权利要求1所述的一种基于交互指导的血管图像分割方法， 其特征在于， 步骤三 中， 分割算法存在分割轮廓不连续的问题， 因此采用如下方案对分割算法进行优化： 对于多 段折线段轮廓， 根据线段形状及其端点坐标， 将外接矩形以线段端点与矩形边界的交点进 行旋转， 直到矩形宽与相邻线段间夹角的角平分线平行； 在旋转的过程中保持原线段包含 在外接矩形内， 若不在则逐次增加矩形长与宽； 单一线段无需处理； 优化后使用水平集分割 算法得到新的血 管轮廓。 8.根据权利要求7所述一种基于交互指导的血管分割方法， 其特征在于， 旋转外接矩形 需包含血管图像中画线部分各段端点之间的血管， 为避免分割 结果出现血管轮廓不连续， 对局部区域内的外接矩形位置稍做变换， 再使用分割算法， 可得到连续且包含关键信息的 血管轮廓。 9.根据权利要求1中所述一种基于交互指导的血管分割方法， 其特征在于， 步骤三中， 初始化的种子点， 并非指人机交 互形成的折线 端点， 而是在该基础上二次定义的种子点。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114511512 A 3