[發明專利]支氣管的分割方法及系統

有效

• 申請號: 201210423958.2
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102982531A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 葉建平;郭李云;施萬利;葉和興
• 申請（專利權）人: 深圳市旭東數字醫學影像技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 劉健;黃韌敏

技術領域

本發明涉及醫學圖像分割技術領域，尤其涉及一種支氣管的分割方法及系統。

背景技術

肺是人體重要的呼吸器官，包括左肺和右肺，分別位于胸部的兩邊，每個肺部都是由支氣管和氣管相連。右肺被兩個肺裂分成三個葉片，左肺被一個肺裂分成兩個葉片。支氣管樹起始于氣管，由主支氣管，肺葉支氣管，肺段支氣管，及以上逐級分支形成的樹狀結構。根據肺段支氣管可將左、右肺分為十段。CT(Computed?Tomography，計算機斷層掃描)，MRI(Magnetic?ResonanceImaging，磁共振成像)等影像技術可顯示肺段支氣管以上直徑為毫米量級的支氣管。為診斷和治療哮喘，支氣管擴張，肺部腫瘤或癌變組織切除提供了影像學基礎。

然而，CT，MRI二維斷層圖像雖然提供了病灶的信息，但是醫生只能憑借經驗判斷病灶信息，增加了手術的風險和難度。醫生根據經驗判斷腫瘤與支氣管的位置關系，切除上、下肺葉或上、中、下肺葉。計算機圖形圖像技術的發展為醫學圖像的處理提供了技術支持。從醫學圖像中準確地提取目標物體是圖像分割和三維重建的基礎，是計算機輔助診斷的前提，對提高醫學診斷率具有重要的應用價值。采用圖像分割的方法進行肺和支氣管提取，根據肺段支氣管將肺分為十段，醫生通過重建后的數據直觀形象地觀察腫瘤或癌變組織與每個肺段的相對關系，進而選擇性地切除肺段。可以降低手術的風險，提高手術的成功率。

中國專利申請CN201110034523.4公開了一種醫學圖像診斷輔助技術，實現被檢體胸部區域的三維醫學圖像的輔助診斷技術。通過肺葉區域和支氣管提取，根據支氣管的分支結構區域推斷出肺葉的局部亞段，根據肺葉的局部亞段進行肺評價值。該方案采用區域延伸法提取出支氣管區域的像素集合體，但是由于區域延伸法是根據支氣管的灰度特征進行分割，容易受到灰度值變化的影響，并且在支氣管與肺灰度相似的區域難以區分。由于胸腔內血管、器官、支氣管等組織分布密集交叉，并且支氣管末梢很細，此時胸腔區域難以和肺內空氣區域進行區別，因此采用基于區域擴展方法容易滲漏到肺部區域。

綜上可知，現有醫學圖像的支氣管分割技術，在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

發明內容

針對上述的缺陷，本發明的目的在于提供一種支氣管的分割方法及系統。其通過借助血管的信息來增強支氣管，以避免灰度值變化的影響，使得支氣管的分割結果更加穩定和準確。

為了實現上述目的，本發明提供一種支氣管的分割方法，包括步驟如下：

第一分割步驟，通過三維區域生長算法從原始肺部圖像中分割提取出肺部和支氣管總區域；

支氣管增強步驟，對所述肺部和支氣管總區域進行多次膨脹操作和多次腐蝕操作；

第二分割步驟，從多次膨脹操作和多次腐蝕操作后的所述肺部和支氣管總區域中分割提取出支氣管。

根據本發明所述的支氣管的分割方法，所述第一分割步驟進一步包括：

在所述原始肺部圖像中的肺部或支氣管上選取第一種子點，并設置第一閾值范圍，計算與所述第一種子點在鄰域范圍內相連通的并且灰度范圍在所述第一閾值范圍內的所有像素點，作為所述肺部和支氣管總區域進行分割提?。?/p>

所述支氣管增強步驟進一步包括：

將所述肺部和支氣管總區域中灰度值大于0的像素點的灰度值設置為0，得到灰度變換后的所述肺部和支氣管總區域；

對灰度變換后的所述肺部和支氣管總區域進行若干鄰域的多次膨脹操作，并對多次膨脹操作后的數據進行若干鄰域的多次腐蝕操作；

將多次膨脹操作和多次腐蝕操作后的所述肺部和支氣管總區域中每個像素點的灰度值與灰度變換后的所述肺部和支氣管總區域中每個像素點的灰度值進行第一次比較操作，選取較大的灰度值作為灰度計算結果值；

將所述灰度計算結果值與灰度變換后的所述肺部和支氣管總區域的灰度值進行第二次比較操作，若大于預定的閾值，則作為候選支氣管。

根據本發明所述的支氣管的分割方法，所述支氣管增強步驟中，對不同半徑的支氣管采用不同的操作次數進行所述膨脹操作、所述腐蝕操作、所述第一次比較操作和所述第二次比較操作，并且所述支氣管越粗則所述操作次數越多。

根據本發明所述的支氣管的分割方法，所述若干鄰域為四鄰域或者八鄰域。

根據本發明所述的支氣管的分割方法，所述第二分割步驟進一步包括：

在所述候選支氣管中選取第二種子點，并設置第二閾值范圍，計算與所述第二種子點在鄰域范圍內相連通的并且灰度范圍在所述第二閾值范圍內的所有像素點，作為最終的支氣管進行分割提取。