[發(fā)明專利]一種基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110960219.6 | 申請日： | 2021-08-20 |
| 公開（公告）號： | CN113706492A | 公開（公告）日： | 2021-11-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邢文宇;侯東妮;朱志斌;童琳;他得安 | 申請（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學(xué) |
| 主分類號： | G06T7/00 | 分類號： | G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187;G06T7/62;G06T7/66;G06K9/62 |
| 代理公司： | 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204 | 代理人： | 郁旦蓉 |
| 地址： | 200433 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 胸部 ct 影像 實質(zhì) 自動 分割 方法 | ||
1.一種基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，用于從胸部CT影像中提取得到肺實質(zhì)區(qū)域，其特征在于，包括：
步驟S1，使用種子點(diǎn)提取方法從所述胸部CT影像中選取種子點(diǎn)；
步驟S2，基于所述種子點(diǎn)，使用區(qū)域生長方法以及孔洞填充方法提取得到胸腔輪廓；
步驟S3，在所述胸腔輪廓的范圍內(nèi)進(jìn)行連通域分析，判斷是否存在兩個面積相近的連通域；
步驟S4，當(dāng)步驟S3判斷為否時，使用角點(diǎn)檢測方法對所述胸腔輪廓進(jìn)行分離，得到兩個所述連通域；
步驟S5，使用面積閾值方法分別去除兩個所述連通域中的氣管區(qū)域，得到所述肺實質(zhì)區(qū)域；
步驟S6，將所述肺實質(zhì)區(qū)域作為標(biāo)簽，將所述肺實質(zhì)區(qū)域?qū)?yīng)的所述胸部CT影像作為與所述標(biāo)簽對應(yīng)的圖像，組成訓(xùn)練集，基于該訓(xùn)練集進(jìn)行分割網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的肺實質(zhì)分割網(wǎng)格模型，并使用所述肺實質(zhì)分割網(wǎng)格模型來從新的所述胸部CT影像中提取所述肺實質(zhì)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，其特征在于：
其中，所述種子點(diǎn)提取方法包括以下步驟：
步驟A1，使用具有預(yù)定尺寸及預(yù)定步長的滑窗對所述胸部CT影像進(jìn)行全局遍歷，判斷每個所述滑窗內(nèi)的圖像的平均像素灰度值是否高于設(shè)定閾值，當(dāng)判斷為是時，將所述滑窗作為初步選定滑窗；
步驟A2，對每個初步選定滑窗以及和所述初步選定滑窗鄰接的四個所述滑窗進(jìn)行相似性測度計算，判斷該初步選定滑窗和四個鄰接的所述滑窗是否都具有高相似性，當(dāng)判斷為是時，提取所述初步選定滑窗的質(zhì)心作為所述種子點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，其特征在于：
其中，所述相似性測度計算包括灰度相似性計算、紋理相似性計算以及結(jié)構(gòu)相似性計算，
所述灰度相似性計算采用了均值差分算法進(jìn)行計算：
所述紋理相似性計算采用了熵差分算法進(jìn)行計算：
所述結(jié)構(gòu)相似性計算采用了基于哈希編碼的漢明值進(jìn)行計算：
式中，N為圖像的尺度，X為中間區(qū)域圖像的像素灰度值，Yn為X的領(lǐng)域圖像的像素灰度值，Ex、Ey為圖像熵，i為像素的灰度值，j為領(lǐng)域圖像的灰度均值，Pij為圖像取灰度值ij的概率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，其特征在于：
其中，所述區(qū)域生長方法包括以下步驟：
步驟B1，已生長區(qū)域包括所述種子點(diǎn)；
步驟B2，對所述種子點(diǎn)的四鄰域的且不在已生長區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)進(jìn)行搜索，尋找灰度值小于設(shè)定閾值的所述像素點(diǎn)，當(dāng)找到所述像素點(diǎn)時，將所述像素點(diǎn)加入所述已生長區(qū)域，并將所述像素點(diǎn)作為新的所述種子點(diǎn)，重復(fù)步驟B2進(jìn)行區(qū)域生長，當(dāng)沒有找到所述像素點(diǎn)時，停止所述區(qū)域生長，所述已生長區(qū)域即為帶有孔洞的所述胸腔輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，其特征在于：
其中，所述角點(diǎn)檢測方法包括以下步驟：
步驟C1，計算所述胸腔輪廓的圖像中的每個像素點(diǎn)的響應(yīng)值；
步驟C2，選取所述響應(yīng)值遠(yuǎn)大于其他所述像素點(diǎn)的所述響應(yīng)值的兩個所述像素點(diǎn)作為兩個角點(diǎn)；
步驟C3，連接兩個所述角點(diǎn)，實現(xiàn)對兩個所述區(qū)域的分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于胸部CT影像的肺實質(zhì)自動分割方法，其特征在于：
其中，根據(jù)以下公式計算所述響應(yīng)值：
R＝detM-k(traceM)2
式中，R為響應(yīng)值，M為中間矩陣，k為檢驗常數(shù)，w為高斯函數(shù)，Ix、Iy分別表示圖像在X和Y方向上的兩個梯度。
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