一种颅内血管图像流空伪影消除方法技术

本发明专利技术公开了一种颅内血管图像流空伪影消除方法，包括：获取颅内血管的若干个图像对，对每个图像对中的亮血图像和增强黑血图像进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像；对预处理后的若干个图像对，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到若干个配准后图像对，每个配准后图像对包括配准后亮血图像和配准后增强黑血图像；针对任意一对配准后图像对，提高配准后亮血图像的对比度，得到对比增强亮血图像；从对比增强亮血图像中提取出血液信息，得到亮血特征图；将亮血特征图与配准后增强黑血图像依据预设融合公式进行图像融合，得到该配准后图像对所对应的、流空伪影消除的目标增强黑血图像。标增强黑血图像。标增强黑血图像。

【技术实现步骤摘要】
一种颅内血管图像流空伪影消除方法


[0001]本专利技术属于图像处理领域，具体涉及一种颅内血管图像流空伪影消除方法。

技术介绍

[0002]据最新的医疗数据显示，高居中国人死亡原因第一位的是中风。中风又称为脑卒中，是由于颅内血管堵塞或发生破裂，影响血液正常流通，进而导致的梗死性疾病，如脑出血、脑梗等，如果治疗不及时，患者很可能发生死亡；而即使治疗及时，也有可能导致患者残疾。
[0003]目前临床上对于颅内血管病变程度与血管狭窄化程度的评估，通常使用基于管腔成像的方法，如数字减影血管造影术(Digital Subtraction Angiography,DSA)、CT血管成像(Computed Tomography Angiography,CTA)、磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography,MRA)以及高分辨率磁共振血管成像(High
‑
Resolution Magnetic Resonance Angiography,HRMRA)等。颅内动脉血管与颈动脉和椎动脉相连，在脑底部形成环状结构，结构形态特殊，走形曲折，且管壁厚度极薄。通过磁共振血管成像技术，能够清晰地描绘出颅内动脉血管的路径。
[0004]其中，磁共振血管成像技术(MRA或HRMRA)中的亮血序列能够抑制背景，显示并定量分析血流信息，但是由于管腔信号的污染，靠近管腔的血管壁区域很难用亮血序列进行可靠定量。为解决亮血序列无法评价薄血管壁的问题，常使用黑血序列。黑血序列能够提供黑血液和亮血管壁信号的强烈对比，通过抑制血液信号，增强管壁信号来评估管壁病变程度，检测动脉粥样硬化斑块的症状，是评价薄血管壁的有效方法。然而在医学磁共振成像过程中，在动脉弯曲处，包括近弯曲处和尖端附近，由于血液流速较慢会带来信号污染，称为流空伪影。当病患注射顺磁性造影剂后，使用黑血序列扫描得到的增强黑血图像，相较于直接使用黑血序列扫描得到的黑血图像中，血管壁结构显示更加清晰，并且能够清晰地反应动脉斑块的炎症反应与不稳定性，然而流空伪影也更加明显，即本应该为黑色的血液信号却显示为亮色。流空伪影会导致黑血图像对于血管和周围组织的不良描述，会模拟正常个体的壁增厚或斑块外观，从而影响医生的诊断，导致血管分析异常困难。
[0005]目前的流空伪影消除方法集中于改进医学图像成像技术，如采用新的成像原理、新的脉冲序列以及研究开发新的成像模式等，但这些方法实现复杂，临床应用推广较难，当医院设备没有这些脉冲序列或成像模式时，无法准确快速地消除流空伪影。

技术实现思路

[0006]为了在临床应用中，准确快速地消除颅内血管图像的流空伪影。本专利技术实施例提供了一种颅内血管图像流空伪影消除方法。包括：
[0007]获取颅内血管的若干个图像对，每个图像对包括一个亮血图像和一个增强黑血图像；
[0008]对每个图像对中的所述亮血图像和所述增强黑血图像进行预处理，得到该图像对
的第一亮血图像和第一黑血图像；
[0009]对预处理后的若干个图像对，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到若干个配准后图像对，每个配准后图像对包括配准后亮血图像和配准后增强黑血图像；
[0010]针对任意一对配准后图像对，提高所述配准后亮血图像的对比度，得到对比增强亮血图像；
[0011]从所述对比增强亮血图像中提取出血液信息，得到亮血特征图；
[0012]将所述亮血特征图与所述配准后增强黑血图像依据预设融合公式进行图像融合，得到该配准后图像对所对应的、流空伪影消除的目标增强黑血图像。
[0013]可选的，所述对每个图像对中的所述亮血图像和所述增强黑血图像进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像，包括：
[0014]针对每个图像对，以所述增强黑血图像为基准，将所述亮血图像进行坐标变换和图像插值，使用基于互信息的相似性度量，并采用预定搜索策略，得到预配准后的第一亮血图像；
[0015]从所述增强黑血图像中，提取与所述第一亮血图像的扫描范围相同的区域内容，形成第一黑血图像。
[0016]可选的，所述对预处理后的若干个图像对，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到若干个配准后图像对，包括：
[0017]采用高斯分布抽样选取预处理后的部分图像对作为测试图像对；
[0018]对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵；
[0019]获得所有测试图像对的旋转矩阵的均值；
[0020]利用所述旋转矩阵的均值，对除所述测试图像对之外的、其余预处理后的图像对中的所述第一亮血图像进行坐标变换，完成图像配准，得到若干个配准后图像对。
[0021]可选的，所述对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵，包括：
[0022]针对每个测试图像对，基于下采样处理，由所述第一亮血图像得到亮血高斯金字塔，由所述第一黑血图像得到黑血高斯金字塔；其中，所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m个图像；m为大于3的自然数；
[0023]基于上采样处理，利用所述亮血高斯金字塔得到亮血拉普拉斯金字塔，利用所述黑血高斯金字塔得到黑血拉普拉斯金字塔；其中，所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m
‑
1个图像；
[0024]对所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中对应层的图像进行配准，得到配准的亮血拉普拉斯金字塔；
[0025]利用所述配准的亮血拉普拉斯金字塔作为叠加信息，对所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中各层图像进行自上而下的配准，得到配准的亮血高斯金字塔，并得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵。
[0026]可选的，所述基于下采样处理，由所述第一亮血图像得到亮血高斯金字塔，由所述第一黑血图像得到黑血高斯金字塔，包括：
[0027]获取第i层的输入图像，对所述第i层的输入图像利用高斯内核进行滤波，并删除滤波后图像的偶数行和偶数列，得到高斯金字塔的第i层图像G
i
，并将所述第i层图像G
i
作为第i+1层的输入图像，得到高斯金字塔的第i+1层图像G
i+1
；
[0028]其中，i＝1、2，
…
，m
‑
1；当所述高斯金字塔为亮血高斯金字塔时，第1层的输入图像为所述第一亮血图像，当所述高斯金字塔为黑血高斯金字塔时，第1层的输入图像为所述第一黑血图像。
[0029]可选的，所述基于上采样处理，利用所述亮血高斯金字塔得到亮血拉普拉斯金字塔，利用所述黑血本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颅内血管图像流空伪影消除方法，其特征在于，包括：获取颅内血管的若干个图像对，每个图像对包括一个亮血图像和一个增强黑血图像；对每个图像对中的所述亮血图像和所述增强黑血图像进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像；对预处理后的若干个图像对，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到若干个配准后图像对，每个配准后图像对包括配准后亮血图像和配准后增强黑血图像；针对任意一对配准后图像对，提高所述配准后亮血图像的对比度，得到对比增强亮血图像；从所述对比增强亮血图像中提取出血液信息，得到亮血特征图；将所述亮血特征图与所述配准后增强黑血图像依据预设融合公式进行图像融合，得到该配准后图像对所对应的、流空伪影消除的目标增强黑血图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每个图像对中的所述亮血图像和所述增强黑血图像进行预处理，得到该图像对的第一亮血图像和第一黑血图像，包括：针对每个图像对，以所述增强黑血图像为基准，将所述亮血图像进行坐标变换和图像插值，使用基于互信息的相似性度量，并采用预定搜索策略，得到预配准后的第一亮血图像；从所述增强黑血图像中，提取与所述第一亮血图像的扫描范围相同的区域内容，形成第一黑血图像。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对预处理后的若干个图像对，利用基于高斯分布抽样的互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到若干个配准后图像对，包括：采用高斯分布抽样选取预处理后的部分图像对作为测试图像对；对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵；获得所有测试图像对的旋转矩阵的均值；利用所述旋转矩阵的均值，对除所述测试图像对之外的、其余预处理后的图像对中的所述第一亮血图像进行坐标变换，完成图像配准，得到若干个配准后图像对。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对每个测试图像对中的所述第一亮血图像和所述第一黑血图像，采用基于互信息和图像金字塔的配准方法进行图像配准，得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵，包括：针对每个测试图像对，基于下采样处理，由所述第一亮血图像得到亮血高斯金字塔，由所述第一黑血图像得到黑血高斯金字塔；其中，所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m个图像；m为大于3的自然数；基于上采样处理，利用所述亮血高斯金字塔得到亮血拉普拉斯金字塔，利用所述黑血高斯金字塔得到黑血拉普拉斯金字塔；其中，所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中包括从下至上分辨率依次变小的m
‑
1个图像；对所述亮血拉普拉斯金字塔和所述黑血拉普拉斯金字塔中对应层的图像进行配准，得
到配准的亮血拉普拉斯金字塔；利用所述配准的亮血拉普拉斯金字塔作为叠加信息，对所述亮血高斯金字塔和所述黑血高斯金字塔中各层图像进行自上而下的配准，得到配准的亮血高斯金字塔，并得到配准后该测试图像对中所述第一亮血图像对应的旋转矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于下采样处理，由所述第一亮血图像得到亮血高斯金字塔，由所述第一黑血图像得到黑血高斯金字塔，包括：获取第i层的输入图像，对所述第i层的输入图像利用高斯内核进行滤波，并删除滤波后图像的偶数行和偶数列，得到高斯金字塔的第i层图像G
i
，并将所述第i层图像G
i
作为第i+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾思琪，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：