[發明專利]一種用于肺部CT影像質量的自動評估系統及方法

有效

• 申請號: 202010180723.X
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111402231B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 程國華;韓自營;姜志強;龔向陽;何林陽;季紅麗
• 申請（專利權）人: 杭州健培科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06V10/764;G06V10/82;G06N3/0464
• 代理公司: 杭州匯和信專利代理有限公司 33475
• 代理人: 吳琰

1.一種用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，包括：

輸入模塊（10），該輸入模塊（10）獲取三維形態的肺部CT影像數據以及對應的定位片數據；

CT影像投影模塊（20），獲取三維形態的肺部CT影像數據并將其投影為二維形態的肺部CT影像數據；

體位檢測模塊（30），內搭載基于卷積神經網絡的體位分類模型，其中體位分類模型的特征提取單元卷積處理二維形態的肺部CT影像數據，得到二維局部特征提取的卷積神經網絡，其中體位分類模型的全連接神經網絡單元基于二維局部特征提取的卷積神經網絡輸出對應的體位類型及對應體位類型的概率；

定位片檢測模塊（40），內搭載基于卷積神經網絡的偽影檢測模型，偽影檢測模型處理定位片數據得出定位片數據中的目標檢測結果：檢測框、檢測目標類型以及該類型的預測概率；根據檢測框、檢測目標類型可以獲知定位片影像上金屬異物、鉛皮防護物和肺部區域的檢測框所在位置；

影像評估模塊（50），獲取對應的定位片數據上的目標檢測結果和體位類型以及對應的體位預測概率，評估得到影像評估結果。

2.根據權利要求1所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，CT影像投影模塊（20）通過垂直投影法以及最優閾值截斷的方法處理三維形態的肺部CT影像數據得到二維形態的肺部CT影像數據。

3.根據權利要求1所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，體位分類模型由基于卷積神經網絡的特征提取單元以及全連接神經網絡輸出單元構成，特征提取單元包括卷積層和池化層，采用卷積公式對輸入的二維形態的肺部CT影像數據對應的肺部CT影像進行卷積，得到輸入圖像的卷積特征圖；采用最大池化方法，對卷積特征圖進行池化處理，構成用于二維局部特征提取的卷積神經網絡。

4.根據權利要求3所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，全連接神經網絡輸出單元的輸出層包括4個獨立的神經元，分別對應四種體位類型：躺著頭到腳、趴著頭到腳、躺著腳到頭，趴著腳到頭，四個神經元的輸出值為體位類型及對應體位類型的概率。

5.根據權利要求1所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，卷積神經網絡結構包括特征提取網絡結構，該特征提取網絡結構包括多個卷積層和多個全連接層，每個卷積層用來提取輸入的定位片數據中的特征，每個全連接層用來預測特征的圖像位置和類別概率，進而可得到定位片圖像特征圖，卷積神經網絡的前端設有FPN網絡，FPN網絡用于對定位片圖像特征圖的尺寸進行調整，得到多尺度的特征金字塔，特征金字塔后面連接分類子網絡和回歸輸出子網絡分別進行分類和回歸。

6.根據權利要求5所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，其中分類子網絡輸出長度是K維的特征向量，輸出參數K代表檢測目標的類別，回歸輸出子網絡輸出長度是(x,y,w,h)的4維特征向量，所述輸出參數x、y、w、h分別代表檢測框的中心坐標、檢測框的寬、高。

7.根據權利要求1所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，影像評估模塊（50）根據肺部區域框和金屬異物檢測框的相對位置判斷該定位片對應的CT影像是否存在金屬偽影：若金屬異物檢測框的位置和肺部區域檢測框滿足設定條件，判斷該定位片對應的CT影像存在金屬偽影。

8.根據權利要求1所述的用于肺部CT影像質量的自動評估系統，其特征在于，影像評估模塊（50）根據鉛皮防護物和肺部區域的距離指標判斷該病人拍攝CT影像時是否需要防護以及當需要的情況下防護是否到位。