[發(fā)明專利]一種基于CT的整條脊柱的分割方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110831278.3
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113487591A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖建如;孟子堯;盛斌;呂天予;矯健;周振華;馬科威;劉鐵龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海嘉奧信息科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/194;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取3D脊柱圖像，對3D脊柱進行脊柱和背景分割，得到脊柱部分3D圖像；

步驟2：對脊柱部分3D圖像進行基于切片U-net的脊柱分割。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟1包括：

步驟1.1：設(shè)置灰度化閾值，使用SLIC算法在橫向面切片上進行脊柱的分類；

步驟1.2：使用Felzenszwalb算法在矢狀面切片上進行實驗。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟1.1繪制訓(xùn)練集中脊柱圖像的灰度直方圖，將閾值設(shè)置為77-140；將分割大小限制在400*260*260的立方體中，并舍棄CT掃描的左側(cè)部分；使用腐蝕膨脹操作，進行脊柱分割效果的評估。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟1.2使用灰度化閾值方法去判斷分割區(qū)域是否屬于脊柱；設(shè)置閾值為72和150。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟2包括：

步驟2.1：對3D脊柱圖像進行切片；

步驟2.2：使用分割網(wǎng)絡(luò)對3D脊柱圖像切片進行處理；

步驟2.3：使用融合模塊將分割網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)果融合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟2.1對訓(xùn)練集中的3D脊柱圖像從橫狀面、冠狀面、矢狀面三個方向進行切片；得到橫向面切片、冠狀面切片、矢狀面切片三組2D切片圖像。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟2.2中的分割網(wǎng)絡(luò)由三個獨立的2D U-net網(wǎng)絡(luò)組成，分別對應(yīng)處理橫向面切片、冠狀面切片、矢狀面切片；每個2D U-net都由4個下采樣、4個上采樣模塊、1個最底層模塊和跳層連接模塊組成；下采樣模塊包括兩個3*3卷積操作、ReLU線性整流函數(shù)、一個2*2最大池化操作；上采樣模塊包括一個2*2反卷積操作、兩個3*3卷積操作、ReLU線性整流函數(shù)、操作；最底層模塊包括2個3*3卷積操作；跳層連接模塊連接相對應(yīng)的下采樣和上采用模塊。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，所述步驟2.3中的融合模塊將分割網(wǎng)絡(luò)中三個通道的結(jié)果融合成一個最終的結(jié)果；包括均值融合、投票和回歸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于CT的整條脊柱的分割方法，其特征在于，

所述均值融合對步驟2.2中得到的橫向面切片、冠狀面切片、矢狀面切片的結(jié)果進行評分，分別用Sa,Ss,Sc表示；

所述投票法用于在圖像二值化后的分割結(jié)果；

所述回歸法包括線性回歸和邏輯回歸,對于三個通道的回歸看作在分割網(wǎng)絡(luò)的輸出層額外增加一個1*1的卷積層。

10.一種基于CT的整條脊柱的分割系統(tǒng)，其特征在于，包括如下模塊：

模塊M1：獲取3D脊柱圖像，對3D脊柱進行脊柱和背景分割，得到脊柱部分3D圖像；

模塊M2：對脊柱部分3D圖像進行基于切片U-net的脊柱分割。