專利名稱：一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)心腦血管疾病的研究表明，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂和繼發(fā)血栓形成才是急性冠狀動(dòng)脈綜合癥和腦卒中等血管疾病發(fā)生的主要原因，粥樣斑塊的穩(wěn)定性與其組分、形態(tài)結(jié)構(gòu)和斑塊受力狀況密切相關(guān)，逐漸形成了易損斑塊(vulnerable plaque)的概念。從生物力學(xué)角度出發(fā)，目前已有的評(píng)估方式主要是肩部區(qū)域的應(yīng)力值大小或者是斑塊表面處受到血液動(dòng)力學(xué)壓力和剪切應(yīng)力，當(dāng)斑塊不能抵抗上述應(yīng)力而失效時(shí)，即認(rèn)為是斑塊破裂?，F(xiàn)有技術(shù)中，高精度增強(qiáng)核磁共振(MRI)成像技術(shù)的發(fā)展使得這些血管中可能的高危特征能夠被很好地、無(wú)創(chuàng)傷地顯像出來(lái)。最新的頸動(dòng)脈成像技術(shù)已經(jīng)使得分辨率達(dá)到300μπι，同時(shí)黑血(Black- blood)技術(shù)也能精確的分辨管壁和整個(gè)斑塊形狀。使用不同的T2和Tl加權(quán)掃描方法能夠?qū)Π邏K的不同成分進(jìn)行成像，并已經(jīng)和組織學(xué)數(shù)據(jù)做了比較。現(xiàn)在已經(jīng)能夠準(zhǔn)確分辨和量化斑塊的主要成分，例如:纖維帽，粥樣脂質(zhì)池和神經(jīng)血管。目前也基本能分辨出鈣化和血栓，還可以活體測(cè)量巨噬細(xì)胞的活性。最近，自動(dòng)和半自動(dòng)的影像分析工具也被開(kāi)發(fā)出來(lái)，用以分割和量化斑塊的成分。然而，對(duì)于上述技術(shù)獲得的高分辨率的粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像和上述技術(shù)對(duì)疾病的診斷結(jié)果等數(shù)據(jù)，尚未形成系統(tǒng)的分析、處理方法，導(dǎo)致大量的臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)得不到分析，對(duì)醫(yī)學(xué)研究造成不可估量的損失。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，以病人已獲得的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件對(duì)臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，輔助醫(yī)學(xué)研究。技術(shù)方案:一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，主要包括以下步驟:I)用交互式的方式進(jìn)行血管壁、脂質(zhì)池以及斑塊三部分的半自動(dòng)化分割，勾畫(huà)出各自的輪廓線，記錄坐標(biāo)并輸出文件；2)讀入坐標(biāo)文件，在斑塊的裂紋肇始處產(chǎn)生裂紋，進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展模擬分析，計(jì)算斑塊破裂的壽命(plaque life，簡(jiǎn)稱PL)；3)結(jié)合已有病人樣本，計(jì)算得出該病人動(dòng)脈截面不同位置肇始裂紋的危險(xiǎn)指數(shù)，繪制危險(xiǎn)指數(shù)圖；其中，步驟2)中疲勞裂紋擴(kuò)展模擬分析過(guò)程劃分步驟進(jìn)行，每一步采取相同的裂紋擴(kuò)展步長(zhǎng)△&，某一步裂紋形態(tài)下的有限元分析后，依次提取應(yīng)力裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，計(jì)算裂紋擴(kuò)展方向，產(chǎn)生下一步的裂紋尖端，計(jì)算這一步裂紋擴(kuò)展的時(shí)間，重建模并重劃分網(wǎng)格，重復(fù)上述步驟直到斑塊破裂；有限元分析中，裂紋尖端的一層單元采用奇異單元，其他位置采用四邊形單元；提取應(yīng)力強(qiáng)度因子采用的是商用軟件自帶的圍道積分方法；計(jì)算裂紋擴(kuò)展方向，采用最大切向法則公式，擴(kuò)展角度的計(jì)算公式為:
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)用交互式的方式進(jìn)行血管壁、脂質(zhì)池以及斑塊三部分的半自動(dòng)化分割，勾畫(huà)出各自的輪廓線，記錄坐標(biāo)并輸出文件； 2)讀入坐標(biāo)文件，在斑塊的裂紋肇始處產(chǎn)生裂紋，進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展模擬分析，計(jì)算斑塊破裂的壽命(plaque life,簡(jiǎn)稱PL)； 3)結(jié)合已有病人樣本，計(jì)算得出該病人動(dòng)脈截面不同位置肇始裂紋的危險(xiǎn)指數(shù)，繪制危險(xiǎn)指數(shù)圖； 其中，步驟2)中疲勞裂紋擴(kuò)展模擬分析過(guò)程劃分步驟進(jìn)行，每一步采取相同的裂紋擴(kuò)展步長(zhǎng)△&，某一步裂紋形態(tài)下的有限元分析后，依次提取應(yīng)力裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，計(jì)算裂紋擴(kuò)展方向，產(chǎn)生下一步的裂紋尖端，計(jì)算這一步裂紋擴(kuò)展的時(shí)間，重建模并重劃分網(wǎng)格，重復(fù)上述步驟直到斑塊破裂；有限元分析中，裂紋尖端的一層單元采用奇異單元，其他位置采用四邊形單元；提取應(yīng)力強(qiáng)度因子采用的是商用軟件自帶的圍道積分方法；計(jì)算裂紋擴(kuò)展方向，采用最大切向法則公式，擴(kuò)展角度的計(jì)算公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，其特征在于:所述步驟I)中交互式的方式如下:分割之前，首先將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)比度拉伸以增加模糊邊緣的能辨度；勾畫(huà)輪廓時(shí)，利用Canny算子檢測(cè)出外邊緣，再利用邊界跟蹤算法將輪廓的坐標(biāo)點(diǎn)按順時(shí)針的順序掃描出來(lái)，得到有序的輪廓點(diǎn)，已勾畫(huà)部分的像素被設(shè)定為最低的O像素，對(duì)已勾畫(huà)好的圖像進(jìn)行參數(shù)的開(kāi)運(yùn)算以消除人眼不易分辨的連通部分；對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化，輪廓以外的所有的像素都會(huì)被設(shè)定為白像素，再利用像素與圖像邊緣的連通性將輪廓外的白像素消除。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，其特征在于包括以下步驟1)用交互式的方式進(jìn)行血管壁、脂質(zhì)池以及斑塊三部分的半自動(dòng)化分割，勾畫(huà)出各自的輪廓線，記錄坐標(biāo)并輸出文件；2)讀入坐標(biāo)文件，在斑塊的裂紋肇始處產(chǎn)生裂紋，進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展模擬分析，計(jì)算斑塊破裂的壽命(plaque life，簡(jiǎn)稱PL)；3)結(jié)合已有病人樣本，計(jì)算得出該病人動(dòng)脈截面不同位置肇始裂紋的危險(xiǎn)指數(shù)，繪制危險(xiǎn)指數(shù)圖。本發(fā)明以病人獲得的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊醫(yī)學(xué)圖像為基礎(chǔ)，提供一種動(dòng)脈醫(yī)學(xué)圖像的處理方法，利用商用軟件繪制出該病人動(dòng)脈醫(yī)學(xué)危險(xiǎn)指數(shù)圖，還可以不斷擴(kuò)充新的病人樣本使得繪制的危險(xiǎn)指數(shù)圖更加準(zhǔn)確、可靠，可輔助醫(yī)學(xué)研究。
文檔編號(hào)G06T7/00GK103164854SQ20131005792
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者裴璇, 李志勇, 吳佰建 申請(qǐng)人:東南大學(xué)