肝臟血管中心線及分級數(shù)據(jù)的提取方法.pdf

1、隨著肝臟部分切除術(shù)特別是活體肝移植的發(fā)展，肝臟分段解剖在手術(shù)中越來越重要。中心線及分級數(shù)據(jù)作為血管的結(jié)構(gòu)化描述方法，不僅是肝臟分段的重要依據(jù)，而且描述了血管的解剖位置和級數(shù)，也體現(xiàn)了供血關(guān)系，因此準(zhǔn)確提取肝臟血管的中心線及分級數(shù)據(jù)是肝臟臨床診斷和分析過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
　　由于肝臟血管分支復(fù)雜，并且肝臟血管的分割結(jié)果不平滑，使用傳統(tǒng)方法提取血管中心線和分級數(shù)據(jù)提取方法時(shí)，存在錯誤分支多、血管分叉處像素冗余和中心線不連續(xù)等缺陷。在

2、提取中心線和分級數(shù)據(jù)過程中通過剪枝策略去除細(xì)小分支，并且引入一種冗余像素判斷方法去除中心線中的多余像素就能提高傳統(tǒng)方法的魯棒性，最終提取準(zhǔn)確的血管中心線和分級數(shù)據(jù)。
　　中心線提取算法的基礎(chǔ)是快速步進(jìn)法（FMM），計(jì)算過程中根據(jù)FMM速度函數(shù)的不同，計(jì)算不同速度的場。首先設(shè)定FMM速度函數(shù)為常函數(shù)，計(jì)算血管中每一個(gè)像素到邊緣的最短距離，獲得低速場，自動選取距離場中值最大的像素作為血管源點(diǎn)Ps。然后設(shè)定FMM的速度函數(shù)是以低速場值為

3、自變量的開方函數(shù)，計(jì)算血管每一個(gè)像素點(diǎn)到源點(diǎn)Ps的最短距離，獲得中速場，將中速場取整分塊，通過寬度優(yōu)先遍歷的方法獲得血管端點(diǎn)。最后設(shè)定FMM的速度函數(shù)是以距離場值為自變量的線性函數(shù)，計(jì)算血管每一個(gè)像素到源點(diǎn)Ps的最短距離，獲得高速場，在高速場中利用梯度下降法從血管端點(diǎn)回溯到源點(diǎn)Ps，獲得血管中心線。
　　在提取分級數(shù)據(jù)的過程中，首先根據(jù)中心線上點(diǎn)的幾何特征，標(biāo)記出分叉點(diǎn)，然后從血管主干點(diǎn)開始遍歷中心線，構(gòu)建血管結(jié)構(gòu)字典樹，為了準(zhǔn)確