摘要：冠脈造影圖像是臨床診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)。在其成像過(guò)程中，受心臟跳動(dòng)、成像設(shè)備等因素的影響，冠脈造影圖像不可避免地產(chǎn)生一定的噪音，使得圖像模糊尤其是血管邊緣和細(xì)節(jié)的模糊。為協(xié)助醫(yī)生對(duì)病情做出準(zhǔn)確診斷，該文對(duì)冠脈造影圖像進(jìn)行血管提取。心臟中的血管結(jié)構(gòu)特征比較復(fù)雜，使用單一的算法很難將冠脈造影圖像中完整的血管脈絡(luò)完整地提取出來(lái)。該文通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)冠脈造影圖像進(jìn)行分層處理，從而產(chǎn)生含有不同血管脈絡(luò)特征信息的圖像層，對(duì)這些圖像使用與之適應(yīng)的血管提取算法，從而將各圖像層里的血管特征信息很好的提取出來(lái)。

關(guān)鍵詞：經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解；小波變換；模極大值；徑向投影；Hessian矩陣

中圖分類號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）01-0176-0VNJcWJouztF6pvTb/eu3fw==4

1 概述

本文是對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中常見(jiàn)的冠狀動(dòng)脈造影圖像進(jìn)行數(shù)字圖像處理，使得醫(yī)生在對(duì)患者病情診斷時(shí)能夠只關(guān)注心臟血管的狹窄程度和支數(shù)而不受非血管部分的干擾，以期達(dá)到準(zhǔn)確的診斷效果。

本文將冠狀動(dòng)脈造影圖像作為研究對(duì)象，對(duì)造影圖像的去噪方法進(jìn)行了研究[1，2]。采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD，Empirical Mode Decomposition）方法將造影圖像分解成若干層子圖像[3]。此后通過(guò)多種血管提取方法，如小波變換模極大值、徑向投影、Hessian矩陣與Gabor濾波器，來(lái)分別獲取子圖像層中清晰明顯的血管段。最后重構(gòu)成血管脈絡(luò)明顯的心血管圖像。

本文的結(jié)構(gòu)為：第二部分描述對(duì)冠脈造影圖像的預(yù)處理過(guò)程；第三部分簡(jiǎn)單介紹經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法，并對(duì)預(yù)處理后的圖像進(jìn)行基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的分層處理；第四部分詳細(xì)描述對(duì)各子層圖像的血管特性信息分析，并給出各子層圖像對(duì)應(yīng)的算法與血管脈絡(luò)提取結(jié)果，具體為對(duì)含高頻血管脈絡(luò)信息的第一層圖像采用模極大值方法，含次高頻血管脈絡(luò)信息的第二層圖像采用徑向投影的方法，對(duì)含有低頻血管第三層圖像采用Hessian矩陣轉(zhuǎn)換和Gabor濾波器的血管提取方法；第五部分簡(jiǎn)單介紹將從各子層圖像中提取出的血管脈絡(luò)信息的拼接方法；第六部分是本文的總結(jié)部分。

2 冠狀動(dòng)脈造影圖像預(yù)處理

2.1 圖像特點(diǎn)分析

圖2.2所示的是臨床某患者的冠脈造影圖像。由于投影設(shè)備的限制，在圖像的四周會(huì)出現(xiàn)不含血管信息的無(wú)像素黑色區(qū)域。并且，在黑色區(qū)域與圓形亮色區(qū)域的相接處，此處像素點(diǎn)的灰度值變化劇烈，在后續(xù)的圖像經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)偽血管信息。所以，為實(shí)現(xiàn)相接處像素灰度值平緩過(guò)渡的目的，對(duì)圖像實(shí)行無(wú)像素黑色區(qū)域的像素填充是必要的。

2.2 預(yù)處理算法描述

根據(jù)圓形亮色區(qū)域與黑色區(qū)域相交處所在位置的不同，將圖2.1的冠脈造影圖像劃分為四個(gè)區(qū)域，分別為左上區(qū)、右上區(qū)、左下區(qū)和右下區(qū)，每個(gè)區(qū)域的像素填充方向各不相同。箭頭表示各個(gè)區(qū)的填充方向。