[发明专利]一种基于人体解剖结构的X光消化道图像清晰度评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种图像处理方法，具体地说是医学领域图像处理方法。

背景技术

自1895年伦琴发现了X射线，一百多年来，不论在科学研究或是生活中，都有广泛的应用。X光图像作为图像的一种，近年来在医学、生命科学、军事、各工业部门和工程领域中的应用呈现持续增长的趋势。根据统计，医疗诊断仪器中，X光的应用占有60％。X光透视与成像早就在医院广泛应用。在医院各类高精度医疗装备中，医用X光诊断是应用最早、临床普及面最广的医学影像检查手段。X光诊断不仅曝光时间短、空间分辨率高，而且图像中包含了巨大的信息量。因此，尽管自20世纪50年代以后，其它医学影像设备相继出现，但是在骨骼、胃肠、血管及乳腺等检查方面，X光诊断设备检查仍然具有一定的优势。它大大提高了医疗检验的速度和准确程度，使我们可以更快更直接地了解身体一些部位的状况。

X光诊断具有两面性。生物细胞经一定量的X线照射后会受到损害甚至坏死。利用X线的这个效应，可以通过放射治疗来破坏肿瘤组织。然而，对于仅做X光常规检查的普通受检者，X光照射过量将会导致正常组织的损伤，可能产生随机性效应，如致癌和遗传效应，进而损害健康。如今，人们把健康看的越来越重要，因此在实施X光诊断中，在保证成像质量前提下，如何保障受检者的安全问题便越来越重要。为防止X光对人体的伤害，医学界通过降低医源性辐射限值来控制患者在X光诊断中遭受的辐射，并开展大量低剂量X光的成像研究。目前医学界的低剂量研究主要集中在肺部检查，尤其是CT检查，而普通X光的低剂量研究基本处于停滞状态。特别是消化道X光检查，由于其在急腹症和胃肠道等疾病诊疗过程中的广泛应用，因此，针对普通X光的低剂量研究具有重要意义。

腹部成像是普通X光成像难度较大的一类。图像质量由于受人体脂肪厚度、成像参数和X光机的成像系统等因素影响，在相同成像系统下，成像质量也有较大差异。目前，医院使用的X光机通常都是手动调节射线管的参数，在操作过程中，医师需要不断的改变参数的大小，以便在低放射剂量前提下找到最清晰、诊断信息最多的图像。而这种依赖医师经验对图像质量评价往往具有一定主观性，难以达到客观量化。如果操作医师经验不足，对图像判断不清；或者部分机器“雪花”大，图像质量差，放射线医师需长时间操作，造成受检者照射时间长，辐射量大，对受检者的身体会造成损害。

发明内容

本发明的目的在于提供通过图像处理方法自动提取边缘，判断图像上边缘的光滑程度，快速、简便地完成图像质量评价的一种基于人体解剖结构的X光消化道图像清晰度评价方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于人体解剖结构的X光消化道图像清晰度评价方法，其特征是：

(1)获取感兴趣区域：

选取图像上一个矩形感兴趣区域，使光滑边缘的一段位于该矩形的中，并保存该矩形内图像内容；

(2)基于阈值的图像分割：

在感兴趣矩形区域内图像中，光滑边缘将图像分为两部分，即对图像或上下、或左右、或对角线分割，两部分分别为图像的前景和背景；

利用直方图获得分割阈值，具体方法如下：

1)将感兴趣区域内图像所有像素按照从0到255像素值分组，每一阶均计算等于该像素值的像素个数；

2)将各阶像素个数累加，记为B_sum；

3)设置背景像素数为B_bsum，将初始化为0；

4)从0开始到255，将每一阶像素数累加到B_bsum中，直到B_bsum大于B_sum/2；

5)记录当前阶的像素值作为分割阈值Thd；

(3)解剖结构边缘提取：

通过阈值Thd将感兴趣区域内图像二值化，对该二值化后的图像进行形态学处理，包括连续N次侵蚀和连续N次膨胀，将形态学处理后的图像进行边缘提取，采用canny算子进行检测，从检测出的边缘中挑选长度最长的边缘作为解剖结构的边缘曲线E；

(4)边缘曲线拟合：

利用三次样条曲线对提取的边缘进行拟合：首先取边缘E中任意2点间曲线的三次多项式参数方程，然后对2点间曲线进行分段拟合，最后对各曲线进行光滑连接处理形成拟合曲线E_f；

(5)计算边缘光滑度：

对边缘曲线E中每个点，计算其到E_f的最近距离，该结果作为评价该曲线的光滑程度，同样也代表该图像的清晰度，具体方法如下：