[發(fā)明專利]一種基于醫(yī)療影像的肺結(jié)節(jié)交互式分割方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011508141.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112581479A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁戎;石姝玥;艾鴿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 睿佳（武漢）軟件科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06T5/30;G06T7/187
• 代理公司: 武漢兮悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42246
• 代理人: 劉志強(qiáng)

一種基于醫(yī)療影像的肺結(jié)節(jié)交互式分割方法，根據(jù)實(shí)性結(jié)節(jié)和磨玻璃結(jié)節(jié)提取出病灶區(qū)域；分割算法為半自動(dòng)分割算法，肺部實(shí)性結(jié)節(jié)分割方法需要人工參與，圈定結(jié)節(jié)區(qū)域；肺部磨玻璃結(jié)節(jié)分割方法為自動(dòng)分割；分割完成后如需修改，可根據(jù)需求選擇二維修改或三維修改得到精確的分割結(jié)果。實(shí)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)的快速分割，用于進(jìn)一步的診斷分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的為一種基于醫(yī)療影像的肺結(jié)節(jié)的交互式分割方法。

背景技術(shù)

肺結(jié)節(jié)篩查用于肺癌早期防控的形勢(shì)依然嚴(yán)峻。我國(guó)患肺癌人數(shù)多，發(fā)病率高，醫(yī)療花費(fèi)大。按發(fā)病人數(shù)順位排序，肺癌占所有癌癥的20.3％，位居惡性腫瘤發(fā)病首位。據(jù)國(guó)家腫瘤質(zhì)控中心發(fā)布的《2019年全國(guó)癌癥報(bào)告》，惡性腫瘤死亡高達(dá)居民全部死因的23.91％，且近十幾年來(lái)惡性腫瘤的發(fā)病死亡呈持續(xù)上升態(tài)勢(shì),每年惡性腫瘤所致的醫(yī)療花費(fèi)超過(guò)2200億。在臨床診斷過(guò)程中，醫(yī)生需要在數(shù)百?gòu)圕T切片中，逐次篩查結(jié)節(jié)，這不僅極大地依賴于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)，且極其耗時(shí)耗力。因此急需設(shè)計(jì)肺結(jié)節(jié)計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化醫(yī)生的篩查工作，縮短診斷時(shí)間。

根據(jù)CT下肺結(jié)節(jié)能否完全遮蓋肺實(shí)質(zhì)，一般可將肺結(jié)節(jié)定義為實(shí)性結(jié)節(jié)和亞實(shí)性結(jié)節(jié)。而亞實(shí)性結(jié)節(jié)又可細(xì)分為純磨玻璃結(jié)節(jié)和部分實(shí)性結(jié)節(jié)。

肺結(jié)節(jié)特征：1)靠近血管、胸膜；2)CT值差異大；3)邊界模糊；4)內(nèi)含空腔。

實(shí)性結(jié)節(jié)CT圖像特征：1)CT值與肺部差異明顯；2)類球形。

而磨玻璃結(jié)節(jié)CT圖像特征：1)CT值與肺部差異小；2)邊界模糊、比較發(fā)散。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于醫(yī)療影像的肺結(jié)節(jié)交互式分割方法，實(shí)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)的快速分割，用于進(jìn)一步的診斷分析，以解決上述至少一個(gè)問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種基于醫(yī)療影像的肺結(jié)節(jié)交互式分割方法，

1)肺部實(shí)性結(jié)節(jié)分割流程

第一步：手工勾畫(huà)感興趣區(qū)域后，利用距離圖得到三個(gè)軸面上，各個(gè)像素點(diǎn)距離該軸面上感興趣區(qū)域邊界的距離值；將三個(gè)軸面距離值相加，大于等于0 的像素標(biāo)記為候選感興趣區(qū)域，小于0的區(qū)域標(biāo)記為非感興趣區(qū)域；

第二步：圖像裁剪，將第一步的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行最大外接長(zhǎng)方體裁剪，以加快處理速度；

第三步：圖像濾波，將圖像進(jìn)行7個(gè)方向的管狀濾波處理，以減少肺血管的干擾；

第四步：大津法閾值分割，得到初步分割結(jié)果，肺部實(shí)性結(jié)節(jié)與肺部區(qū)域 CT值分布曲線有明顯區(qū)別，直接使用自適應(yīng)閾值分割即可得到初步分割結(jié)果；

第五步：形態(tài)學(xué)腐蝕處理，若結(jié)節(jié)靠近胸膜部分，此步驟可斷開(kāi)部分連接；

第六步：計(jì)算最大連通區(qū)域，若閾值分割以及形態(tài)學(xué)腐蝕得到的分割結(jié)果并不是連通的，此步驟可去除小的噪聲區(qū)域；

第七步：填充空洞后作為最終分割結(jié)果，肺結(jié)節(jié)內(nèi)部可能含有空洞，此處填充，使結(jié)果更準(zhǔn)確。

優(yōu)選的，步驟一中，距離圖計(jì)算：

距離圖指圖中每個(gè)像素點(diǎn)距離最近邊緣點(diǎn)的距離值；區(qū)域內(nèi)部距離值為正數(shù)，區(qū)域外部距離值為負(fù)數(shù)，邊界上的像素點(diǎn)距離值為0。

距離圖算法流程如下：

A)區(qū)域內(nèi)部距離值設(shè)為大值，外部區(qū)域設(shè)置0；

B)前向?yàn)V波，對(duì)于體數(shù)據(jù)，從上至下、從前至后、從左往右，計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)26領(lǐng)域內(nèi)最小距離值；

C)后向?yàn)V波，與前向?yàn)V波相反，計(jì)算像素點(diǎn)26領(lǐng)域內(nèi)最小距離值；

D)B-C得到的是區(qū)域內(nèi)部正的距離值；