[發明專利]基于二次三維區域生長的腹部器官分割方法無效

申請號：	200910022987.6	申請日：	2009-06-19
公開（公告）號：	CN101576997A	公開（公告）日：	2009-11-11
發明（設計）人：	周偉達;張莉;鄒海雙;武彩麗;焦李成	申請（專利權）人：	西安電子科技大學
主分類號：	G06T5/00	分類號：	G06T5/00;G06T15/20;G06T17/00;A61B6/03
代理公司：	陜西電子工業專利中心	代理人：	王品華;朱紅星
地址：	71007***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于二次三維區域生長腹部器官分割方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于醫學圖像處理領域，涉及一種腹部器官分割方法，可用于腹部CT圖像中，對感興趣腹部器官如肝臟、脾臟和腎臟進行提取，以輔助臨床醫療診斷。

背景技術

腹部器官的分割具有重要的理論價值和廣泛的臨床應用前景。從復雜背景中提取感興趣器官是進行三維可視化的前提和基礎。更重要的是，確定感興趣器官的病變位置和區域有助于進行外科手術、放射性治療等。醫學圖像的對比度低，邊緣模糊，以及不同病人器官形狀的不確定性，使得長期以來醫學圖像的分割大部分集中在人機交互水平，處理時間長，而且處理結果易受人為因素影響。因此，圖像自動分割一直是醫學圖像處理的研究重點和難點。

John?E.Koss等人1999年在《IEEE?Transactions?On?Medical?Imaging》雜志上提出利用Hopfield網絡對圖像的紋理特征進行聚類分割，分割得到的器官取決于Hopfield網絡中指定的聚類數目。該方法需要多次迭代才能收斂，時間消耗大，得到的區域往往不連續。Hyunjin?Park等人2003年在《IEEE?Transactions?On?Medical?Imaging》雜志上提出利用腹部器官的解剖學形態圖譜對圖像作配準，從而估計器官灰度值分布的高斯模型參數，并利用貝葉斯方法得到分割結果。該方法需要手工設置多個控制點，影響了方法的自動化。周永新等人2005年在《IEEE?Transactions?On?Information?Technology?In?Biomedical》雜志上提出了一種腹部器官的自動分割方法，該方法通過將圖像和解剖學形態圖譜做配準，并采用模糊連接分割來提取感興趣器官。但解剖學圖譜的建立需要用到大量的數據，也會花費大量的時間。意大利的Paola?Campadelli等人在2007年IEEE會議上發表的論文《Automatic?segmentation?of?abdominal?organs?from?CT?scans》中，提出了利用三維區域生長法進行腹部器官的自動分割。該方法能比較有效的提取出感興趣器官，但是由于腹部器官的灰度值與其周圍組織的灰度值很相近，使結果出現過分割現象；另外，該方法中各個感興趣器官的分割是按其解剖位置從上到下依次進行的，上一個器官的分割結果直接影響后續器官的分割；而且對各個感興趣器官分割的具體實施步驟也大不相同，缺少一個適用于所有感興趣器官分割的統一框架，使得該方法缺少魯棒性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種基于二次三維區域生長的腹部器官提取方法，以實現對感興趣器官的準確分割，并有效地提高了腹部器官分割方法的魯棒性。

為實現上述目的，本發明包括如下步驟：

(1)輸入一套完整的DICOM格式腹部CT切片，讀取每幅切片中的像素數據，得到一套切片圖像數據；

(2)根據腹部CT成像特點，截取每幅切片圖像數據中的身體區域，得到一套身體區域切片，并將這些身體區域切片按切片序號從小到大存成三維數據體D1；

(3)對三維數據體D1中的每幅身體區域切片，用二維高斯濾波器去除其噪聲，得到去噪三維數據體D2；

(4)利用Canny算法提取去噪三維數據體D2中每幅切片的邊緣，得到三維邊緣數據體Y；

(5)根據腹部CT圖像中感興趣器官的解剖位置及其灰度值分布，確定三維區域生長的初始種子點，結合三維邊緣數據體Y和初始種子點的灰度信息，確定三維區域生長的生長規則，根據已確定的初始種子點和生長規則，對去噪三維數據體D2進行第一次三維區域生長，得到生長后的三維數據體D3：

所述的確定三維區域生長的初始種子點，按如下步驟進行：

(5a)從去噪三維數據體D2中選取連續10幅包含感興趣器官面積較大的切片，將這些切片作為種子切片；

(5b)根據感興趣器官在腹部的解剖位置，在選取的種子切片中確定種子區域的范圍，并根據感興趣器官的灰度值分布，選取待定初始種子點；

(5c)對待定初始種子點進行三維形態學腐蝕，并提取每幅種子切片中的最大連通區域作為初始種子點；