[發(fā)明專利]一種乳腺圖像中分割胸肌的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410028053.4
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN104182965A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李華;石海林;王瀟崧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種乳腺圖像中分割胸肌的方法。

背景技術(shù)

除去內(nèi)外側(cè)斜(MLO)位中的人體胸肌區(qū)域是乳腺X線圖像(Mammograms)計(jì)算機(jī)輔助診斷(Computer-aided?Diagnosis，CAD)系統(tǒng)預(yù)處理中的基礎(chǔ)步驟。在MLO位的乳腺圖像中，胸肌區(qū)域通常位于圖像的左上角或者右上角，一般邊緣較為平緩，呈現(xiàn)三角形狀，具有整幅圖像中最高或較高的亮度。去除MLO位圖像的胸肌步驟，可以避免給后續(xù)處理帶來不良影響，例如腫瘤分割中的圖像規(guī)則化、乳腺密度估計(jì)等，并且可以為乳腺CAD有效抑制假陽性，從而提高病灶檢測率。

現(xiàn)有技術(shù)中，MLO位乳腺圖像中分割胸肌的方法主要有以下幾種：(1)基于閾值分割的方法。首先對原圖裁剪出包括胸肌部分的感興趣區(qū)域，然后進(jìn)行閾值分割，最后對圖像進(jìn)行閾值處理。由于不同的乳腺圖像中胸肌區(qū)域的像素灰度值在動態(tài)范圍內(nèi)差別很大，因此無法估算閾值，只能取經(jīng)驗(yàn)閾值，從而導(dǎo)致此方法適用性不廣，分割結(jié)果精確度低；(2)基于區(qū)域增長的方法。首先，對原圖進(jìn)行指數(shù)映射并量化以減少灰度級；然后進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理；在預(yù)設(shè)胸肌位于左上角的前提下，把種子點(diǎn)設(shè)在左上角的像素；然后用迭代的方法進(jìn)行區(qū)域生長，在生長的過程中加入尺度限制(Size?Restriction)，一旦過生長，則提高閾值重新生長。此方法能夠快速收斂，并且能有效控制過分，但是精確度低，容易產(chǎn)生偏差；(3)基于Hough變換的分割方法。此方法為現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的一種分割胸肌的方法，亦是各大生產(chǎn)商的專利技術(shù)。這一類方法只能對胸肌真實(shí)邊界近似直線的情況適用，對于曲率較大的胸肌邊界以及有皮層疊加的胸肌不適用；(4)Hough變換與Snake混合方法。首先，用前述的Hough變換方法得到接近真實(shí)邊界的直線，然后用Snake迭代方法對直線進(jìn)行校正。該方法在Snake步驟容易受到噪聲與周圍結(jié)構(gòu)的干擾而導(dǎo)致準(zhǔn)確度降低；(4)直線估計(jì)與精調(diào)(Refinement)方法。首先對原圖進(jìn)行閾值分割，得到二值圖像；利用二值圖像的邊界估計(jì)出一條接近胸肌真實(shí)邊界的直線；對于得到的直線上的每一像素，取其橫切線上的圖像灰度，得到一個一維波形，用Sigmoid函數(shù)去擬合這個波形，并用參數(shù)方法尋找最陡峭點(diǎn)(Cliff?Detection)，此點(diǎn)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)即為對原邊界點(diǎn)的更新。此方法的缺點(diǎn)與Hough變換的方法相似，一旦真實(shí)邊界較彎曲，直線與其相差較遠(yuǎn)，Refinement將不能把邊界校正回去。因?yàn)镽efinement只適用于小范圍精調(diào)，一旦擴(kuò)大精調(diào)范圍將導(dǎo)致邊界不收斂。此外，Sigmoid函數(shù)擬合不適用與波形復(fù)雜的情況。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，對于內(nèi)外斜側(cè)位(MLO為)乳腺圖像中分割胸肌的方法主要存在以下問題：適用性低，對于多灰度級，邊緣不規(guī)則性或模糊的胸肌不能有效地進(jìn)行分割；閾值不能實(shí)時調(diào)整，只能采用經(jīng)驗(yàn)值，參數(shù)的選擇受噪音影響較大，導(dǎo)致分割結(jié)果精確度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種乳腺圖像中分割胸肌的方法，用以解決MLO位乳腺圖像中分割胸肌方法不能有效分割邊緣不規(guī)則性或模糊的胸肌，閾值不能實(shí)時調(diào)整，只能采用經(jīng)驗(yàn)值，參數(shù)的選擇受噪音影響較大，分割結(jié)果精確低，魯棒性差。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種乳腺圖像中分割胸肌的方法，包括如下步驟：

對乳腺圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)限制的區(qū)域增長，獲得第一胸肌區(qū)域；

對所述第一胸肌區(qū)域進(jìn)行第一校正，獲得分割胸肌區(qū)域的乳腺圖像。

進(jìn)一步地，所述形態(tài)學(xué)限制的區(qū)域增長包括如下步驟：

(1)定義形態(tài)學(xué)限制；

(2)進(jìn)行形態(tài)學(xué)限制的自適應(yīng)區(qū)域增長，所述區(qū)域增長的閾值下限為：

th_L=(1-t)*(T_max+T_min)／2

其中T_max和T_min分別為當(dāng)前已生長區(qū)域的最大值和最小值；

(3)判斷：若已生長區(qū)域的面積S′與形態(tài)學(xué)限制區(qū)域的面積S之差△S≤a*S，則獲得所述第一胸肌區(qū)域；

否則，調(diào)整參數(shù)t＝t*b，并重復(fù)所述步驟(2)和(3)；

其中a、b、t均為介于(0，1)之間的常數(shù)。

進(jìn)一步地，所述定義形態(tài)學(xué)限制的方法包括如下步驟：在所述二維乳腺圖像上

定義點(diǎn)p(1，y)：取乳腺圖像第一行上胸肌與乳房的分界點(diǎn)為點(diǎn)p；

定義點(diǎn)q(x，1)：取乳腺圖像中乳房的列寬最大值的點(diǎn)所在的行數(shù)m，并下移c行，令點(diǎn)q所在行x=m+c；