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一种血管建模方法，该方法包括下述步骤：构造球体、柱体和目标体密度分布；利用构造的球体生成管状目标；利用高斯噪声模拟目标背景；利用马尔可夫统计学模型生成背景的纹理；利用比例控制方法将背景和目标融合形成仿真图像。该血管建模方法能够为多种医学影像如CT或MR血管造影的数学分割模型提供系统的仿真训练数据集。

1.一种血管建模方法，该方法包括下述步骤: 构造球体、柱体和目标体密度分布； 利用构造的球体生成管状目标； 利用高斯噪声模拟目标背景； 利用马尔可夫统计学模型生成背景的纹理； 利用比例控制方法将背景和目标融合形成仿真图像； 所述利用马尔可夫统计学模型生成背景的纹理的步骤包括: 初始化，令j = O，以背景类别数C随机初始化矩阵Amxnxk,且矩阵元素A(m，n，k) G {1，...，L}，定义每点的初始能量Em，n，k为一整数值，退火温度参数初值Ttl= I ; 按照迭代顺序j = 1，2..，J执行以下各步:改变温度参数Tj，在图像点(m，n，k)处，随机产生一个新的标记值Ln„

计算机建模与仿真是一个非常广阔的技术领域，仅从医学器官(如心脏)的计算机建模与仿真来看，按需求大体上可以分为:形状建模、结构数据建模、功能和系统建模等等。其中结构数据的建模对于医学图像的分析研究具有重要意义。结构数据建模通常有以下几种途径:(1)手工或半自动方式生成仿真数据；(2)利用形状相似的、加入某种显像剂的自然物体或标本进行成像后，获得影像数据；(3)计算机模拟数据。其中计算机模拟数据的优点在于能够避免其它方式不易控制组织类别比例、效率低、成本代价太高的缺点。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

所述血管的建模方法能够通过构造的球体、柱体形成多种管状目标的几何形态并根据轨迹函数提供精确的中心线，或者构造若干种特异性管腔形状以近似血管动脉瘤、动脉粥样硬化和钙化情况，以及利用高斯噪声模拟多种背景噪声环境，为二维或三维管形目标的分割模型和算法提供所需的各种数据仿真体，从而能够满足临床和实验的客观要求。

技术合作

首先，依据血管模拟的生理要素准则，我们可以按照一定的比例关系，逐级指定各段血管半径的数值分布关系。其次，获取血管轴线，有两种方式:一是利用标准的冠状动脉血管树的中心线为轨迹；二是利用随机路径生成函数生成的血管树中心线为轨迹。最后生成血管管腔,选择密度为常数或高斯分布的球体分别沿各级血管段行走,从而形成标准管腔的冠状动脉树。可参考图11中的(a)、(b)、(c)。

[0101] (3)模拟不规则管腔和生成血管病态

[0102] 不规则内腔主要指血管横截面不是圆形。我们用近似椭圆形截面模拟不规则内腔。在采用不等轴椭球沿血管轴线行走过程中，通过连续和平滑地改变椭球的轴向和各轴的长度大小，便可以模拟出不规则管腔。

[0103] 血管病态情况主要表现为某段血管的特定位置处，血管管腔突然发生较大的隆起或变的狭细的情况，对应的直径变化超过正常血管直径的平均变化率。模拟该情况的发生，只需在椭球体的特定时间路径中指定发生变化的区段，然后令椭球体各轴的长度按照指定的趋势进行变化，其效果等同于一种特殊的可变扁腔体。

[0104] (4)根据需要可以增加各种非纹理、纹理条件下单类、多类噪声背景，然后利用比例控制方法将背景和目标融合形成左冠状动脉血管树或者具有血管病态的左冠状动脉血管树的仿真图像。

[0105] 本发明能够为二维或三维管形目标的分割模型和算法提供所需的各种数据仿真体，该数据仿真体包含了数学模型验证和方法评估所需的各种数据分类训练集，如:各种目标形状、各类混合噪声、复杂背景形状和纹理，以及管腔狭窄和非均匀扁腔体等特异性血管损伤结构。因此，本发明的血管建模方法能够为多种医学影像如CT或MR血管造影的数学分割模型提供系统的仿真训练数据集。

[0106] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。