[發明專利]多排螺旋CT影像中的自動分割肝臟區域的方法

無效

• 申請號: 200810059932.8
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101261732A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 袁昕;胡紅杰;王磊;童海妙;耿衛東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06K9/00;A61B6/03
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及計算機圖像處理領域及臨床醫學領域，尤其涉及一種多排螺旋CT影像中的自動分割肝臟區域的方法。

背景技術

Fast?Marching分割方法，在J.Sethian的論文A?marching?level?set?method?formonotonically?advancing?fronts(In?Proceedings?of?the?National?Academy?of?Sciences，volume?93，pages?1591-1595，1996)中提出的Fast?Marching方法，是通過從水平集方法出發，從不準確的初始輪廓開始計算，應用時間演化函數進行演化，到達終止條件后，得到比較準確的圖像邊界輪廓的方法。

直接應用Fast?Marching方法進行多排螺旋CT影像的肝臟分割，不能得到令人滿意的結果。這是因為，肝臟與周邊的器官如胃、腎、心臟具有相近的灰度值，因而會使輪廓演化到其它器官而仍未停止；肝臟器官與體腔壁的灰度也具有相似性，導致輪廓容易演化到體腔外；有的CT影像上的肝臟含有兩個肝葉，原始Fast?Marching方法無法從一個輪廓演化成多個輪廓。鑒于以上原因，在多排螺旋CT影像的肝臟分割的應用中，需要對該方法作出改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多排螺旋CT影像中的自動分割肝臟區域的方法。

包括如下步驟：

1)在多排螺旋CT影像序列中選定含有肝臟區域的子圖片序列，標注出子序列的首尾兩張圖片的序號；

2)根據體腔位置、肝臟解剖位置、肝臟灰度特征先驗知識確定感興趣的區域ROI；

3)在首張含肝臟的多排螺旋CT影像圖片上根據先驗知識、感興趣的區域ROI，以及和前一張圖片的灰度差異來確定用于Fast?Marching分割的初始輪廓；

4)設計Fast?Marching分割的演化函數，其演化公式如下：

T_i＝min({T_j+[(1+θh_ij)|I_i-I_j|+η]D_ij}

其中

i為窄帶narrow?band中的點，

j為活動點與i的鄰點的交集中的點，

T為到達時間，

I為圖像的灰度值，

D為像素間距離，

h_ij為1，當I_i＞I_j，反之為0，

θ和η為控制常數；

5)根據CT影像圖片中肝臟的輪廓區域的灰度特征確定Fast?Marching分割的終止條件；

6)在下一張影像圖片上的感興趣的區域ROI上，根據和當前CT影像圖片上的肝臟輪廓的差異來確定下一張影像圖片上的肝臟初始輪廓，重復步驟3)到步驟5)得到下一張圖片上的肝臟輪廓；

7)對子序列圖片重復步驟3)到步驟6)，得到多排螺旋CT影像序列的完整肝臟輪廓。

本發明與背景技術相比，具有的有益效果是：

不需要手工標注初始輪廓，而只需指定含有肝臟的多排螺旋CT影像子序列的首尾兩張圖片的序號；首張圖片的肝臟初始輪廓完全由程序生成；應用了圖像的灰度特征以及之前的肝臟輪廓分割結果，使得生成其他圖片的初始輪廓更加有效；可以實現從初始的一個輪廓區域演化成多個輪廓區域，保證了多個肝葉輪廓的完整性；充分利用體腔位置和肝臟位置先驗知識，可以有效地控制Fast?Marching的演化范圍；在分析肝臟輪廓區域的灰度特征基礎上確定終止條件，從而能有效地區分肝臟與相近灰度值的周邊器官，獲得準確的肝臟輪廓。

附圖說明

圖1是一張CT影像只有一個肝葉的情形的示意圖；

圖2是圖1的CT影像經過分割后得到的結果的示意圖；

圖3是一張CT影像中有兩個肝葉的情形的示意圖；

圖4是圖3的CT影像經過分割后得到的結果的示意圖；

圖5到圖9為一張典型CT影像的肝臟分割過程；

圖5是原始CT影像示意圖；

圖6是體腔區域的示意圖；

圖7是根據上一張的肝臟分割結果得到的本張CT影像的初始區域的示意圖；

圖8是根據體腔位置和肝臟位置等先驗知識得到的肝臟初始輪廓的示意圖；

圖9是最后的分割結果的示意圖。

具體實施方式

多排螺旋CT影像中的自動分割肝臟區域的方法包括如下步驟：