[发明专利]基于能谱CT图像全分割方法及系统

说明书

本发明公开了基于能谱CT图像全分割方法，包括以下步骤：获取能谱CT数据组成的能谱CT序列图像；从能谱CT数据中提取能谱图像空间中每个点的能谱曲线，将能谱CT图像空间中每一点其他点进行基于能谱曲线的相似度聚类；跟据聚类结果，将同类的点分割出来形成新的图像。本发明还公开了基于能谱CT图像全分割系统具有操作简单，提高医学图像分割的实用性和精确性，应用前景广泛的技术效果。

技术领域

本发明涉及能谱CT图像处理技术领域，特别涉及基于能谱CT图像全分割方法及系统。

背景技术

传统的CT扫描模式是混合能量的，所得到的只能代表密度，而不能代表物质的成分。根据物理学原理，一定物质对应一系列单一能量X射线照射，其衰减曲线是唯一的，这就是能谱曲线，所以能谱曲线具有可以分辨物质性质的能力。

能谱CT改变了传统CT的扫描模式，即由kVp混合能量成像，转变为keV单能量成像。

可以提供传统图像外多个单能量图像、基物质图像、能谱曲线以及有效原子序数等。并进行物质分解和组织定性。这就是说在空间对比和时间分辨率外提供了能量分辨率和解析化学成分的“化学分辨率”，这些信息都是以往的CT无法获取的。

通过能谱CT扫描所得的数据集称为能谱CT数据集，可视化后则为能谱CT图像空间，空间中每个点的能谱CT数据可以用f_i(x,y,z)来表示，x,y,z分别是长、宽、高。i是能谱CT的谱数据，即空间每一个点有n个能谱CT数据，每个能谱CT数据分别对应一定的能谱值。例如，某能谱CT由40keV到140keV，每隔10keV扫描一次。即，i＝1，对应40keV；i＝2对应50keV；i＝3对应60keV；......i＝11对应140keV。因此，空间任意一点对应有n个能谱CT数据，即：

F(x,y,z)＝[f₁(x,y,z),f₁(x,y,z),f₁(x,y,z)...f_n(x,y,z)]

空间中一个点的这n个能谱CT数据组成了所谓能谱曲线。

现在，亟需一种对能谱CT图像空间每一点进行相似度聚类，得到相同化学性质的聚类结果，进而对能谱CT图像空间进行分割的方法。

发明内容

本发明意在提供一种，利用能谱曲线对应物质唯一性原理，将由能谱CT数据集中相似的点的集合作为同一类，从而对能谱CT图像进行分割的方法，提高医学图像分割的实用性和精确性。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：

一种基于能谱CT图像全分割方法包括以下步骤：

1)获取能谱CT数据组成的能谱CT序列图像；

在本发明的一实施例中，设x，y是横断面水平和垂直方向的坐标，优选的采用512×512分辨率，z是纵坐标方向，其大小由被扫描物体大小和层间距决定。优选的实施例中，扫描长度为30厘米，层间距1毫米，则z的最大值是300。

i用于标记单个能量。

本发明优选的能谱CT序列图像，采用keV值从40到140，每10keV为一个采样点，则：i＝1对应40keV单能量图像、i＝2对应50keV单能量图像、......i＝10对应130keV单能量图像、i＝11对应140keV单能量图像。

因此，优选的单能量图像f_i(x,y,z),i∈(1,2...n)的空间分辨率为512×512×300，也就是说包含了512×512×300个点值分别对应于空间中512×512×300个点。

设，i＝1......11，能谱CT序列图像可表示为：