[發明專利]一種從胸部CT圖像中提取肺葉的方法及裝置

有效

• 申請號: 201710374181.8
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107230204B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 覃文軍;趙姝穎;姚洪柱;楊金柱;路石潔;栗偉;曹鵬;馮朝路;孫強;陳世偉;魏星;趙大哲
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/187;G06T7/194
• 代理公司: 11613 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 齊勝杰<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開一種從胸部CT圖像中提取肺葉的方法及裝置，涉及計算機技術領域。該方法包括基于3D區域生長的肺實質提取過程、基于區域特征的左右肺粘連氣管剔除過程、肺血管根部剔除過程、基于拓撲細化的肺血管中心路經提取過程和基于支持向量機分類的肺葉分割算法，以獲得肺葉組織。本發明能夠準確的從胸部CT圖像中提取出肺葉，準確的完成對每個肺葉的病情程度的定量評估，對肺部疾病的診斷和治療更加準確和有效。

技術領域

本發明屬于計算機技術領域，涉及一種從胸部CT圖像中提取肺葉的方法及裝置。

背景技術

CT(Computed Tomography)是利用精確準直的X線束與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位做一個接一個的斷面掃描，以不同的灰度表示器官和組織對X線的吸收程度，例如，在胸部CT圖像上，低密度的區域表示氣管、肺實質，高密度的區域表示血管、胸腔、骨骼等，具有掃描時間快，圖像清晰等特點，可用于多種疾病的檢查，為醫生觀察診斷疾病提供了方便可靠的依據。

由于CT設備可獲得清晰的胸部CT圖像，因此借助于CT圖像成了診斷慢阻肺病情的一個主要手段，然而目前的醫學水平只能做到對單個肺的定量診斷，對于單個肺葉病情的定量評估無法做到。慢阻肺的治療通常需要肺葉減容手術，然而手術前卻無法進行肺葉減容的定量評估，這勢必會影響慢阻肺的治療效果。如果能夠精確的分割出左右肺以及左右肺的各個部分，即肺葉，準確的完成對每個肺葉的病情程度的定量評估，必將對慢阻肺的診斷和治療有重大意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提供一種從胸部CT圖像中提取肺葉的方法，該方法能夠準確的從胸部CT圖像中提取出肺葉，準確的完成對每個肺葉的病情程度的定量評估，對肺部疾病的診斷和治療更加準確和有效。

本發明還提供一種從胸部CT圖像中提取肺葉的裝置，該裝置能夠準確的從胸部CT圖像中提取出肺葉，準確的完成對每個肺葉的病情程度的定量評估，對肺部疾病的診斷和治療更加準確和有效。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種從胸部CT圖像中提取肺葉的方法，包括以下步驟：

S1、接收輸入的n層胸部CT圖像，獲取中間圖像層，選取肺部區域的指定像素點為種子點，根據設定分割閾值以及初始種子點進行3D區域增長，獲得不帶肺血管的肺實質區域，其中，n為自然數；

S2、在步驟S1所得的肺實質區域通過腐蝕近似粘連邊界的左右肺粘連剔除方法，剔除粘連得到兩個獨立的肺實質；

S3、利用先膨脹后腐蝕的操作把血管填充到步驟S2所得的肺實質中，通過最大類間方差法自動獲得最優分割閾值T₀；

S4、以步驟S3所得的最優分割閾值T₀作為分割血管的閾值，計算大于閾值的點作為血管種子點，進行3D區域增長，獲得肺血管；

S5、從血管根部斷開不同肺葉的血管，使每一個肺葉中的血管成為一個獨立的連通域；

S6、根據步驟S5所得的肺血管，采用消去法來提取肺血管中心路徑；

S7、訓練二分類支持向量機模型，得到二分類支持向量機分類器，通過該分類器找到不同肺葉血管之間的分界面，以此分界面作為肺葉的分界面并計算獲得肺實質像素點的分類判別函數對肺實質上的每一個像素點進行判別，獲得肺葉組織。

優選的，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、接收輸入的n(n為自然數)層胸部CT圖像，獲取中間圖像層，在中間圖像層上選取肺部區域的指定像素點作為初始種子點；

S12、根據肺實質的特點設置分割閾值；