本發(fā)明涉及圖像處理，特別是涉及一種基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置。

背景技術(shù)：

1、為了對(duì)用戶心血管疾病進(jìn)行檢測(cè)，相關(guān)技術(shù)中基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影（computed?tomography?angiography，cta）圖像對(duì)該疾病進(jìn)行檢查。

2、基于心臟cta圖像使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行分割冠狀動(dòng)脈，需要首先進(jìn)行主動(dòng)脈分割，再進(jìn)行主干分割，繼而進(jìn)行細(xì)節(jié)分割，繼而刪除靜脈假陽(yáng)。該方法中不能同時(shí)完成對(duì)主動(dòng)脈和冠脈的分割，且方法較為復(fù)雜、檢測(cè)效率低。

3、由此可見(jiàn)，如何對(duì)cta圖像進(jìn)行處理，以提高動(dòng)脈檢測(cè)的效率是本領(lǐng)域人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置，以解決基于心臟cta圖像使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行分割冠狀動(dòng)脈的方法無(wú)法同時(shí)完成對(duì)主動(dòng)脈和冠脈的分割，且方法較為復(fù)雜、檢測(cè)效率低的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置，包括：

3、第一獲取模塊，用于獲取心臟的當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像；

4、輸入模塊，用于將當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像輸入至預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；其中，所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練時(shí)的輸入為電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像和電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上標(biāo)注的類別；所述類別至少包括主動(dòng)脈、冠脈和圖像背景；

5、輸出模塊，用于通過(guò)所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型輸出所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像對(duì)應(yīng)的初始分割結(jié)果；

6、第二獲取模塊，用于根據(jù)所述初始分割結(jié)果對(duì)動(dòng)脈進(jìn)行連通區(qū)域分析；其中，不同血管類別下連通區(qū)域分析方式不同；

7、確定模塊，用于根據(jù)連通區(qū)域分析結(jié)果確定所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上的動(dòng)脈區(qū)域。

8、示例性地，所述基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置中包括訓(xùn)練模塊，所述訓(xùn)練模塊用于訓(xùn)練所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；

9、所述訓(xùn)練模塊具體包括：

10、處理操作模塊，用于對(duì)所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像進(jìn)行處理操作得到處理后的所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像；其中，所述處理操作至少包括圖像預(yù)處理操作、數(shù)據(jù)增強(qiáng)操作以及提取預(yù)設(shè)大小的子塊圖像操作；

11、標(biāo)注模塊，用于標(biāo)注處理后的所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上標(biāo)注的類別；

12、訓(xùn)練子模塊，用于將處理后的所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像和標(biāo)注的類別輸入至深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行訓(xùn)練。

13、示例性地，所述處理操作模塊執(zhí)行所述圖像預(yù)處理操作包括：

14、將所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的像素間距改為預(yù)設(shè)像素間距；

15、將像素間距改為預(yù)設(shè)像素間距的所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像中的計(jì)算機(jī)斷層掃描值轉(zhuǎn)換為矩陣格式；

16、獲取位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)斷層掃描值并進(jìn)行歸一化處理，以及將所有的所述計(jì)算機(jī)斷層掃描值中，位于預(yù)設(shè)范圍外的所述計(jì)算機(jī)斷層掃描值作為端點(diǎn)值；

17、所述處理操作模塊執(zhí)行所述數(shù)據(jù)增強(qiáng)操作為多維度的圖像翻轉(zhuǎn)操作、改變圖像對(duì)比度操作、增加運(yùn)動(dòng)偽影操作、圖像仿射變換操作、圖像彈性形變操作和增加高斯噪聲操作中的一種或多種；

18、所述處理操作模塊執(zhí)行所述提取預(yù)設(shè)大小的子塊圖像操作包括：

19、獲取處理所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的硬件情況；其中，所述硬件情況至少包括顯存占用情況；

20、根據(jù)所述硬件情況對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng)操作后的所述電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像分割成所述預(yù)設(shè)大小的子塊圖像。

21、示例性地，所述訓(xùn)練子模塊進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)使用混合損失函數(shù)以及采用優(yōu)化器優(yōu)化模型性能；其中，所述混合損失函數(shù)至少由骰子損失和交叉熵?fù)p失相加得到。

22、示例性地，所述輸出模塊具體包括：

23、預(yù)測(cè)模塊，用于在所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型中使用滑動(dòng)窗口大小預(yù)測(cè)所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像；其中，所述窗口大小等于訓(xùn)練所述深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型時(shí)所述子塊圖像的大??；步長(zhǎng)為所述窗口大小的一半；

24、輸出子模塊，用于輸出所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的每個(gè)體素所屬類別的概率，根據(jù)每個(gè)體素所屬類別的概率確定預(yù)測(cè)后的所述初始分割結(jié)果。

25、示例性地，所述預(yù)測(cè)模塊中還包括設(shè)置權(quán)重模塊；

26、所述設(shè)置權(quán)重模塊用于基于高斯重要性權(quán)重，增加歸一化指數(shù)函數(shù)聚合中心體素的權(quán)重。

27、示例性地，所述預(yù)測(cè)模塊在預(yù)測(cè)主動(dòng)脈類別和冠脈類別時(shí)，設(shè)置的主動(dòng)脈類別的閾值大于冠脈類別的閾值。

28、示例性地，所述第二獲取模塊具體用于根據(jù)所述初始分割結(jié)果獲取主動(dòng)脈的初始區(qū)域中所有連通區(qū)域中體素?cái)?shù)量最大的連通區(qū)域；

29、所述確定模塊具體用于將所述主動(dòng)脈的初始區(qū)域中所有連通區(qū)域中的體素?cái)?shù)量最大的連通區(qū)域作為所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上所述主動(dòng)脈的區(qū)域。

30、示例性地，所述冠脈類別包括左冠脈類別和右冠脈類別；

31、所述第二獲取模塊具體用于根據(jù)所述初始分割結(jié)果獲取左冠脈的初始區(qū)域中的第一候選區(qū)域和右冠脈的初始區(qū)域中的第二候選區(qū)域；其中，所述第一候選區(qū)域和所述第二候選區(qū)域均為像素?cái)?shù)量大于預(yù)定數(shù)量的體素的連通區(qū)域；

32、所述確定模塊具體用于從所述第一候選區(qū)域中篩選出第一目標(biāo)區(qū)域以作為所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上的所述左冠脈的區(qū)域；從所述第二候選區(qū)域中篩選出第二目標(biāo)區(qū)域以作為所述當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上的所述右冠脈的區(qū)域。

33、示例性地，所述確定模塊篩選出所述第一目標(biāo)區(qū)域包括：

34、從所有的所述第一候選區(qū)域中獲取第一最大連通區(qū)域；

35、從所有的所述第一候選區(qū)域中獲取第一目標(biāo)候選區(qū)域；其中，所述第一目標(biāo)候選區(qū)域三維方向上體素的最大值大于預(yù)設(shè)值；

36、判斷所述第一目標(biāo)候選區(qū)域的中心坐標(biāo)點(diǎn)是否在所述第一最大連通區(qū)域內(nèi)；

37、若是，則保留所述第一目標(biāo)候選區(qū)域作為所述第一目標(biāo)區(qū)域；

38、所述確定模塊篩選出所述第二目標(biāo)區(qū)域包括：

39、從所有的所述第二候選區(qū)域中獲取第二最大連通區(qū)域；

40、從所有的所述第二候選區(qū)域中獲取第二目標(biāo)候選區(qū)域；其中，所述第二目標(biāo)候選區(qū)域三維方向上體素的最大值大于預(yù)設(shè)值；

41、判斷所述第二目標(biāo)候選區(qū)域的中心坐標(biāo)點(diǎn)是否在所述第二最大連通區(qū)域內(nèi)；

42、若是，則保留所述第二目標(biāo)候選區(qū)域作為所述第二目標(biāo)區(qū)域。

43、本發(fā)明所提供的一種基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置，包括：第一獲取模塊，用于獲取心臟的當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像；輸入模塊，用于將當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像輸入至預(yù)先建立的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；其中，深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練時(shí)的輸入為電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像和電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上標(biāo)注的類別；類別至少包括主動(dòng)脈、冠脈和圖像背景；輸出模塊，用于通過(guò)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型輸出當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像對(duì)應(yīng)的初始分割結(jié)果。該基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置中，基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)將電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上動(dòng)脈區(qū)域中的主動(dòng)脈區(qū)域和冠脈區(qū)域區(qū)分出來(lái)，提高了動(dòng)脈區(qū)域檢測(cè)的效率；且相比于直接根據(jù)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果完成主動(dòng)脈區(qū)域和冠脈區(qū)域的區(qū)分的方式，本發(fā)明提供的基于心臟電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像的處理裝置中，在通過(guò)輸出模塊輸出初始分割結(jié)果后，繼續(xù)通過(guò)第二獲取模塊和確定模塊，對(duì)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果再次進(jìn)行處理，提高了確定出的當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影圖像上的動(dòng)脈區(qū)域的準(zhǔn)確性。