[發明專利]一種醫學影像的物體外輪廓分割方法及裝置

在審

• 申請號: 202010096775.9
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111402277A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 叢偉建;李文杰;郭龍騰
• 申請（專利權）人: 艾瑞邁迪醫療科技（北京）有限公司
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/136
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

一種醫學影像的物體外輪廓分割方法及裝置，能夠有效針對內部存在大量的空腔區域的被掃描物體，完成對此類物體最外層輪廓的精準分割。方法包括：(1)對不同模態的醫學影像進行歸一化，將輸入影像的灰度分布進行統一；(2)對影像的每個橫斷面切片進行二值分割并保留分割結果中的最大背景連通域，將其他連通域合并；(3)通過連通域分析，保留影像的每個矢狀面切片中的最大背景連通域，將其他連通域合并，得到影像中物體的最外層輪廓的分割結果。

技術領域

本發明涉及醫學圖像處理的技術領域，尤其涉及一種醫學影像的物體外輪廓分割方法，還涉及一種醫學影像的物體外輪廓分割裝置。

背景技術

影像引導的手術導航系統，基于計算機斷層掃描影像(CT)、核磁共振影像(MRI)等醫學影像、增強現實及跟蹤配準技術，為醫生提供手術器械及病灶區域的相對位置關系等重要導航信息，輔助醫生高效安全的完成手術。其中醫學影像中物體的最外層輪廓在提供可視化引導信息及術中空間配準等方面均有重要的作用，是手術導航系統中十分重要的組成部分。

被掃描物體在醫學影像中對應的體素值往往大于背景中的空氣在醫學圖像中對應的體素值，可以通過單一閾值將被掃描物體與背景中的空氣進行區分，但是大多數被掃描物體的內部存在大量與空氣的體素值相近的空腔區域，比如頭部額竇、蝶竇等區域，并且其中某些空腔與外界空氣是連通的，比如頭部中的鼻腔、耳道、口腔等區域，這些空腔所形成的外輪廓與物體最外層輪廓相連為一體，這些空腔的外輪廓通常將會保留在通過單閾值分割法所得的分割結果中，其重建所得的三維模型(如圖1.a所示)不能滿足手術導航系統應用場景的需求。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種醫學影像的物體外輪廓分割方法，其能夠有效針對內部存在大量與空氣的體素值相近的空腔區域的被掃描物體，完成對此類物體最外層輪廓的精準分割。

本發明的技術方案是：這種醫學影像的物體外輪廓分割方法，其包括以下步驟：

(1)對不同模態的醫學影像進行歸一化，將輸入影像的灰度分布進行統一；

(2)對影像的每個橫斷面切片進行二值分割并保留分割結果中的最大背景連通域，將其他連通域合并；

(3)通過連通域分析，保留影像的每個矢狀面切片中的最大背景連通域，將其他連通域合并，得到影像中物體的最外層輪廓的分割結果。

本發明通過對不同模態的醫學影像進行歸一化，將輸入影像的灰度分布進行統一，對影像的每個橫斷面切片進行二值分割并保留分割結果中的最大背景連通域，將其他連通域合并，通過連通域分析，保留影像的每個矢狀面切片中的最大背景連通域，將其他連通域合并，得到影像中物體的最外層輪廓的分割結果，從而能夠有效針對內部存在大量與空氣的體素值相近的空腔區域的被掃描物體，完成對此類物體最外層輪廓的精準分割。

還提供了一種醫學影像的物體外輪廓分割裝置，其包括：

預處理模塊，其配置來對不同模態的醫學影像進行歸一化，將輸入影像的灰度分布進行統一；

二值分割及連通域分析模塊，其配置來對影像的每個橫斷面切片進行二值分割并保留分割結果中的最大背景連通域，將其他連通域合并；

最外層輪廓獲取模塊，其配置來通過連通域分析，保留影像的每個矢狀面切片中的最大背景連通域，將其他連通域合并，得到影像中物體的最外層輪廓的分割結果。

附圖說明

圖1a是單一閾值分割重建結果示意圖；圖1b、1c示出了CT影像之間的差異。