[發明專利]一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法

有效

• 申請號: 201810122546.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108335304B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 彭佳林;揭萍;陳宏偉;袁直敏
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

1.一種腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，步驟如下：

1)對腹部CT掃描序列圖像進行預處理；包括調整圖像的寬窗和寬位、截取感興趣的圖像區域，以及對截取到的圖像區域進行重采樣到預設尺寸；

2)對預處理后的CT掃描序列圖像使用閾值分割算法和三維最大連通區域方法提取出主動脈血管內腔；

3)使用基于序列間傳遞先驗約束的圖割算法進行半自動的主動脈分割，通過序列間的關聯關系傳遞主動脈形狀先驗模板，最后求解基于形狀先驗約束的圖割模型得到全局最優主動脈分割結果；

4)將主動脈分割結果剔除血管內腔，得到主動脈瘤及血管壁；

5)根據剔除血管內腔后的主動脈瘤及血管壁的三維輪廓，重建出三維主動脈瘤模型。

2.根據權利要求1所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，如果輸入的腹部CT掃描序列圖像為平掃期CT掃描序列圖像，則經過步驟2)處理后，直接進行步驟3)；如果輸入的腹部CT掃描序列圖像為增強期CT掃描序列圖像，則經過步驟2)處理后，對腹部CT掃描序列圖像中的主動脈血管內腔進行像素填充。

3.根據權利要求2所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，像素填充的方法是使用鄰近像素值進行填充，將待分割的目標區域的像素值符合均勻分布。

4.根據權利要求1所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，步驟3)中，基于序列間傳遞先驗約束的圖割算法的步驟如下：

3.1)主動脈初始切片層的預分割；

3.2)序列間傳遞形狀先驗模板；

3.3)構建并求解基于形狀約束的圖割模型。

5.根據權利要求4所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，步驟3.1)中，選取預設條件的切片層圖像作為初始切片層；使用交互式圖割算法，人工標記主動脈目標和背景區域，得到前景和背景的直方圖模型，結合直方圖模型建立基于像素點的S-T圖，使用最大流最小割算法求得S-T圖的全局最優分割，得到初始層的主動脈分割結果

6.根據權利要求5所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，初始切片層中待求解的圖割模型描述如下：

其中，向量表示初始切片中所有像素點的標簽取值，表示初始切片層中第p個像素點的標簽值，表示該像素點屬于前景，反之則屬于背景；區域項由人工標記前后景區域的直方圖模型統計每個像素點標簽值分別為0和1的概率值，邊界項表示相鄰像素點被分配不同標簽的懲罰項，控制目標分割邊緣平滑度；λ₀為非負系數權重，控制能量函數中邊界項和區域項取值比例；

當該圖割模型函數達到最小時，所有像素點的取值向量為主動脈全局最優分割結果。

7.根據權利要求4所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，步驟3.2)中，基于序列間光流配準的方式傳遞主動脈形狀先驗模板：通過相鄰圖像間的光流信息得到所有像素點的位置偏移量ω，將鄰近層中已知的主動脈輪廓結合坐標偏移量配準得到當前切片圖像的主動脈形狀先驗模板，為當前圖像的主動脈分割提供形狀先驗信息，降低欠分割或過分割現象。

8.根據權利要求7所述的腹部CT掃描序列圖像的主動脈瘤分割方法，其特征在于，形狀先驗配準公式如下：

Shapeⁿ(x,y)＝A^n-1(x+μ,y+ν)；

其中，向量Shapeⁿ表示第n層圖像的主動脈形狀先驗的二值圖像模型，x和y表示第n層圖像的像素點坐標，μ和ν分別表示第n層圖像中對應像素點的水平和垂直方向的坐標偏移量，A^n-1為相鄰的第n-1層圖像的主動脈分割結果。