發(fā)布時(shí)間：2021-06-13 15:07

　　冠狀動(dòng)脈數(shù)字圖像造影（CCTA）是一種有效的無創(chuàng)評(píng)估冠脈血管狹窄等病變情況的成像技術(shù),對(duì)CCTA的自動(dòng)篩查評(píng)估依賴于冠脈管腔的高精度分割。為探索能夠分割出高質(zhì)量的冠脈官腔的算法,本文進(jìn)行基于深度學(xué)習(xí)的端到端分割實(shí)驗(yàn)以及基于中心線先驗(yàn)信息結(jié)合CCTA灰度特征的冠脈管腔分割實(shí)驗(yàn),其中基于深度學(xué)習(xí)回歸方法的Polar1DMLP模型能夠結(jié)合中心線先驗(yàn)信息得到較好的分割效果�；诠_數(shù)據(jù)集Coronary Artery Stenoses Detection and Quantification Evaluation Framework中的78組冠脈截段數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練與驗(yàn)證,在16段數(shù)據(jù)的驗(yàn)證集上得到MSD（mean surface distance）為0.169 mm,DICE為0.796。結(jié)果表明本文提出的以中心線為導(dǎo)向信息的Polar1DMLP模型能夠較好地整合血管CCTA灰度特征,回歸出較為準(zhǔn)確的冠脈血管內(nèi)壁管腔輪廓半徑,得到較為平滑的冠脈管腔表面模型,本方法有著較大的潛力以及拓展空間。 

【文章來源】：CT理論與應(yīng)用研究. 2020,29(06)

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

RayCast分割效果

世界坐標(biāo)中的xyz坐標(biāo)系以及cMPR空間中的坐標(biāo)系。圖2數(shù)據(jù)集D2中三位專家標(biāo)注的一個(gè)血管截?cái)嗍疽猓ㄊ褂眉t黃藍(lán)三色輪廓線區(qū)別）Fig.2ManualannotationsofasegmentindatasetD2bythreeexpertsspecifiedbyred,yellowandbluecontourline注：白色點(diǎn)為等間距采樣后的中心線點(diǎn)，藍(lán)色點(diǎn)為原始標(biāo)注中的中心線點(diǎn)，紅色箭頭表示t，黃色箭頭表示u，綠色箭頭表示v。圖3cMPR坐標(biāo)系示意圖Fig.3DiagramofcMPRcoordinatesystem（a）cMPR在xyz坐標(biāo)系中采樣平面（b）在uvt坐標(biāo)系中疊放成的三維cMPR數(shù)據(jù)圖4cMPR采樣平面示意Fig.4DiagramofcMPRslices最后，將中心線上等距取得的采樣平面在第三維度進(jìn)行疊放構(gòu)成三維cMPR數(shù)據(jù)，得到血管類似拉直的效果（圖4（a）中的白線為中心線，圖4（b）拉直數(shù)據(jù)的正交三視圖在空間中的顯示結(jié)果），用于冠脈血管的管腔分割。1.2.2RayCast采樣方法在cMPR的uvt坐標(biāo)系中，將分割任務(wù)簡(jiǎn)化為在t軸上的每一幀圖片中尋找血管輪廓（contour），血管輪廓假設(shè)為多邊形，在xyz空間中血管內(nèi)壁模型假設(shè)為多段的廣義圓柱模型[16]。因此，為了更好地利用血管管腔輪廓圓周上的連續(xù)性[19]，本文采取RayCast的數(shù)據(jù)iCuvt

3所示，其中白色點(diǎn)為等間距采樣后的中心線點(diǎn)，藍(lán)色點(diǎn)為原始標(biāo)注中的中心線點(diǎn)，紅色箭頭表示t，黃色箭頭表示u，綠色箭頭表示v。由此得到CTA世界坐標(biāo)中的xyz坐標(biāo)系以及cMPR空間中的坐標(biāo)系。圖2數(shù)據(jù)集D2中三位專家標(biāo)注的一個(gè)血管截?cái)嗍疽猓ㄊ褂眉t黃藍(lán)三色輪廓線區(qū)別）Fig.2ManualannotationsofasegmentindatasetD2bythreeexpertsspecifiedbyred,yellowandbluecontourline注：白色點(diǎn)為等間距采樣后的中心線點(diǎn)，藍(lán)色點(diǎn)為原始標(biāo)注中的中心線點(diǎn)，紅色箭頭表示t，黃色箭頭表示u，綠色箭頭表示v。圖3cMPR坐標(biāo)系示意圖Fig.3DiagramofcMPRcoordinatesystem（a）cMPR在xyz坐標(biāo)系中采樣平面（b）在uvt坐標(biāo)系中疊放成的三維cMPR數(shù)據(jù)圖4cMPR采樣平面示意Fig.4DiagramofcMPRslices最后，將中心線上等距取得的采樣平面在第三維度進(jìn)行疊放構(gòu)成三維cMPR數(shù)據(jù)，得到血管類似拉直的效果（圖4（a）中的白線為中心線，圖4（b）拉直數(shù)據(jù)的正交三視圖在空間中的顯示結(jié)果），用于冠脈血管的管腔分割。1.2.2RayCast采樣方法在cMPR的uvt坐標(biāo)系中，將分割任務(wù)簡(jiǎn)化為在t軸上的每一幀圖片中尋找血管輪廓（contour），血管輪廓假設(shè)為多邊形，在xyz空間中血管內(nèi)壁模型假設(shè)為多段的廣義圓柱模型[16]。因此，為了更好地利用血管管腔輪廓圓周上的連續(xù)性[19]，本文采取RayCast的數(shù)據(jù)iCuvt

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]《中國(guó)心血管病報(bào)告2018》概要[J]. 胡盛壽,高潤(rùn)霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,陳偉偉.  中國(guó)循環(huán)雜志. 2019(03)
[2]FFR、IVUS、OCT和SPECT指導(dǎo)冠狀動(dòng)脈臨界病變治療的價(jià)值[J]. 王騁,朱水兵,胡德亮,許智惠.  江蘇醫(yī)藥. 2018(05)
[3]基于模糊C均值法的CTA圖像冠狀動(dòng)脈狹窄量化[J]. 孫巧榆,楊冠羽,舒華忠.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[4]結(jié)合區(qū)域生長(zhǎng)與圖割算法的冠狀動(dòng)脈CT血管造影圖像三維分割[J]. 姜偉,呂曉琪,任曉穎,任國(guó)印.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2015(05)
[5]基于概率決策和區(qū)域生長(zhǎng)的冠狀動(dòng)脈三維分割[J]. 張朝霞,李宏霄,陳曉冬,郁道銀,賈忠偉,浦奎,王星.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)

碩士論文
[1]冠脈CTA圖像中的血管分割算法研究[D]. 盧倩.河北大學(xué) 2019
[2]改進(jìn)的U-net網(wǎng)絡(luò)在冠狀動(dòng)脈血管分割中的應(yīng)用[D]. 孟笛.吉林大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3227769