[發明專利]基于雙分辨率斷層圖像的體素模型建立方法

有效

• 申請號: 202110976936.8
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113808229B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張曉敏;許旭;謝向東;寧靜;李大偉;紀云龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/136;G06T7/90;G06N3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 王守梅;袁文婷

本發明涉及輻射防護領域，提供一種基于雙分辨率斷層圖像的體素模型建立方法，通過建立包含兩種分辨率的斷層圖像的體素模型，實現對包含亞組織的器官或組織的真實描述，進而對包含亞組織的器官或組織進行準確的輻射劑量?效應關系評價；同時避免了體素模型中體素數量的急劇增加，達到了解決體素數量與計算效率之間矛盾的技術效果。

技術領域

本發明涉及輻射防護技術領域，涉及一種基于雙分辨率斷層圖像的體素模型建立方法。

背景技術

隨著電離輻射生物效應的深入研究，研究人員發現全身平均劑量并不能滿足生物效應評價的需要；而電離輻射生物效應與劑量的關系，是輻射防護即輻射損傷醫學處理的重要理論基礎。因此，研究人員通常利用實驗動物(小鼠、大鼠、猴子等)建立體素模型來研究光子外照射條件下的器官輻射劑量與生物效應的關系。但是，現有的體素模型可以反映心臟、肺、腎、脾、胃、肝、骨骼、皮膚、肌肉等關鍵器官或組織的解剖形狀、結構和位置；但是，對于一些含有亞組織的器官或者組織無法進行區分和描述。以骨骼組織為例，骨骼組織中還包括骨皮質、骨小梁和骨髓亞組織；利用元素組成和密度相同的均勻組織對骨骼組織進行描述，使體素模型無法真實反映骨骼組織的解剖情況，以及無法準確計算骨組織的器官輻射劑量，尤其是對于位于小梁骨腔內的骨髓輻射敏感組織的器官輻射劑量存在較大誤差，進而導致無法進行骨髓輻射劑量-效應關系評價。

因此，亟需一種可以準確高效的評估包含亞組織的器官或組織的器官輻射劑量的體素模型建立方法。

發明內容

本發明提供一種基于雙分辨率斷層圖像的體素模型建立方法，既能實現對包含亞組織的器官或組織進行真實描述，進而對其進行準確的輻射劑量-效應關系評價；同時避免了體素模型中體素數量的急劇增加，達到了解決體素數量與計算效率之間的矛盾的技術效果。

為實現上述目的，本發明提供的一種基于雙分辨率斷層圖像的體素模型建立方法，方法包括：

S1、分別按照CT掃描分辨率一和CT掃描分辨率二對實驗動物進行掃描，以獲取實驗動物的斷層圖像數據集A0和實驗動物的斷層圖像數據集B0；

S2、對所述斷層圖像數據集A0和所述斷層圖像數據集B0分別進行無用像素裁剪的預處理，獲得預處理后的斷層圖像數據集A1和斷層圖像數據集 B1；

S3、以待檢測的含有亞組織的器官作為目標器官，利用閾值分割技術按照預設的分割閾值一T1對斷層圖像數據集A1中目標器官進行識別和分割，得到分割后的斷層圖像集合；將所述分割后的斷層圖像集合中的各個器官分別按照顏色值進行顏色填充，并將顏色填充后的斷層圖像形成斷層圖像數據集A2；以及，

利用閾值分割技術按照預設的分割閾值二T2對所述斷層圖像數據集B1 中的斷層圖像進行器官識別，分割目標器官并去除目標器官以外的器官后，得到斷層圖像集合B2；利用閾值分割技術對所述斷層圖像數據集B2的斷層圖像進行目標器官亞組織的識別及分割，得到斷層圖像集合B3；

將所述斷層圖像集合B3的斷層圖像中各個目標器官亞組織分別按照顏色值進行顏色填充，并將顏色填充后的斷層圖像形成斷層圖像數據集B4；

S4、將斷層圖像數據集B4的斷層圖像中的含有亞組織的目標器官代替斷層圖像數據集A2的斷層圖像中的目標器官，形成新的斷層圖像數據集A3；并對斷層圖像數據集A3的斷層圖像中的目標器官亞組織及其他器官組織賦予不同的元素組成和密度值；

S5、利用斷層圖像數據集A3的斷層圖像建立實驗動物的體素模型。