擷取冠狀動脈

(a) (b)

圖 3-3：估計心臟範圍。(a)下層心臟的影像。(b)估計出來的心臟範圍，脊椎骨也被包含進去。

3.3 擷取冠狀動脈：

現在我們有了大略的心臟範圍，接下來就是要從這個範圍內找出冠狀動脈候選點。

由於冠狀動脈是環繞著心臟成長，因此以電腦斷層圖的縱軸切面來看，上層動脈呈現橢 圓與長條狀，而中間大約呈現圓形狀，若遇到動脈分支則呈現不規則狀，到了心臟下層 則呈現長條狀，根據這些特性我們採用了形態學影像處理中的斷開來找出這些結構。由 於冠狀動脈的直徑大約在 5mm 到 6mm 間，因此我們選擇一個直徑為 7mm 的圓形當作 結構元素，接著就從電腦斷層的每一張灰階影像做處理，將這些直徑小於 7mm 的結構 給平滑掉，再以原始未經過斷開的影像減去斷開後的影像，就可以得到那些被平滑掉的 結構，這個步驟在形態學影像處理中稱作：頂-帽轉換（top-hat transform）：

h: f (f b) ，

其中 f  為斷開（opening）b ，b 為結構元素（structuring element）。之後再取適當的臨界 值就可以得到冠狀動脈候選點，整個流程如圖 3-4 所示。

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

圖 3-4：擷取冠狀動脈候選點。(a)原始影像，左上角為結構元素。 (b)作完斷開後的影像。(c) 頂-帽轉換後的結果，圓形框框中為正確的冠狀動脈。(d)原始影像的心臟範圍。 (e)心臟範圍中 的冠狀動脈。(f)取臨界值後的二元影像，也就是冠狀動脈候選點。

經過以上一系列的計算，我們可以得到冠狀動脈候選點，在這邊我們臨界值的選取 為 200。這個數字是我們經由實驗得來的結果，取太高則容易遺失部分的動脈，取太低 則容易包含到一些不是動脈的雜訊。

到目前為止，我們所使用的影像皆是電腦斷層的縱軸切面，也就是由上往下看的切 面，而我們實驗過程中，也曾詴過另外兩個方向的切面（參考圖 3-5(b)、(c)）來找冠狀 動脈候選點，但可能是電腦斷層掃描的硬體因素，導致另外兩個方向的切面效果都不盡 理想，因此這方面就只能當作參考而不加以使用。

再來我們可以將這些候選點畫出來，呈現一個三維的冠狀動脈圖。如圖 3-6 所示，

主要的冠狀動脈都有被偵測出來，但是圖中的雜訊仍非常多，圖的右邊甚至有找到骨頭，

這表示我們大略的心臟範圍有一些誤差，但仍在可接受的範圍內。目前這些候選點的數 量非常龐大，大約數萬到數十萬，因此我們下一節就是要討論由這些候選點找出代表點，

來取代這些候選點以降低計算量。

圖 3-5：不同切面的電腦斷層掃描圖。(a)縱軸切面。(b)人體左右切面。(c)人體前後切面。其 中 XYZ 為電腦斷層掃描的三個軸，其中 Z 軸就是我們所謂的縱軸。

圖 3-6：冠狀動脈候選點。