[发明专利]肝脏医学图像动脉区域分割方法及系统在审

专利信息
申请号: 201910241626.4 申请日: 2019-03-28
公开(公告)号: CN110111354A 公开(公告)日: 2019-08-09
发明(设计)人: 朱呈瞻;董蒨;魏宾;董冰子;赵林;夏楠;王菲菲;王凤娇;楚宏硕 申请(专利权)人: 青岛大学附属医院
主分类号: G06T7/181 分类号: G06T7/181;G06T5/00;G06T7/62;G16H30/40
代理公司: 北京献智知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11434 代理人: 杨献智;赵丹
地址: 266003 山东省青岛*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 种子点 血管 主曲率 动脉区域 数值集合 血管边界 医学图像 运行区域 灰度 肝脏 追踪 半径设定 分割图像 肝脏动脉 肝脏血管 肌肉组织 数据空间 形状建模 血管截面 法曲率 肝脏CT 肝组织 分割 椭圆 保留 长轴 短轴 去除 拓扑 细化 像素 垂直 图像 参考 描绘
【说明书】:

本发明公开一种肝脏医学图像动脉区域分割方法及系统,该方法包括:去除肝脏CT图像上的肌肉组织及肝组织;选取肝脏血管轮廓上的数据空间作为运行区域;计算运行区域中每个点的Hessian矩阵函数数值,获得函数数值集合,在函数数值集合中选择指定步长提取种子点;计算获得的每个种子点的法曲率,设定种子点的两个主曲率,参考已设定的两个主曲率的参数范围,保留主曲率属于参数范围内的种子点;追踪保留的种子点,获得血管的中心线,比较垂直于拓扑细化法的追踪方向的像素的灰度值,设定血管边界的灰度值得到血管边界;以及确定血管数目、血管半径,根据血管半径设定血管的长轴和短轴,以椭圆来描绘血管截面形状建模,获取肝脏动脉分割图像。

技术领域

本发明涉及一种医学影像处理系统,特别涉及一种肝脏医学图像的处理系统。

背景技术

通常,肝病患者进行外科手术需要术前采集肝脏CT造影图像,显示出肝脏动脉的解剖结构,定位病灶供血的肝脏动脉,尽量减小手术对肝脏组织的影响。目前,动脉区域的分割是根据医生临床以及肉眼观察判断进行估计,往往由于不够准确而影响手术效果或造成手术失败。因此,医疗领域一直都在努力研发一种能够自动分割肝脏动脉区域的系统。

如中国专利申请201510313660.X号公开的一种基于CT图像的肝动脉分割方法,其包括:载入肝动脉CT图像数据和对应的肝掩模数据,并定位动脉种子点;对CT图像数据进行分割,分别得到包含脊椎骨及其相连肋骨和肝动脉的第一二值体数据以及分别得到包含脊椎骨及其相连肋骨和肝动脉的第二二值体数据;在第二二值体数据中剔除与第一二值体数据中相同的部分,获得第三二值体数据;利用干动脉种子点在第三二值体数据上进行三维区域增长,得到肝动脉分割结果。然而,该分割方法对于分割区域中存在血管交叉或与其他组织附着的情况缺乏精细处理,导致获得的肝动脉分割图像精确度较低,不利于病灶识别。

又如中国专利申请201410132571.0号公开的一种冠状动脉分割方法及装置,包括如下步骤:(1)确定原始图像中主动脉的位置,并对原始图像进行增强滤波,得到增强滤波图像;(2)根据主动脉位置、原始图像以及增强滤波图像的灰度,得到左、右冠脉的起始区域;(3)基于至少一项预设分割阈值分割增强率波图像,获取预设阈值对应的候选区域,并根据该候选区域和左、右冠脉的起始区域,确定左、右冠脉的候选区域;(4)根据主动脉和左、右动脉候选区域的位置关系,分别对左、右冠脉候选区域进行筛选,筛选后和起始区域进行连接,得到左、右冠脉。然而,该方法分割得到的冠状动脉存在血管交叉或与其他组织附着的问题。

因此,提供一种能够快速高效准确的在肝脏医学图像中分割肝脏动脉血管的肝脏医学图像动脉区域分割方法及系统法成为业内急需解决的问题

发明内容

本发明的目的是提供一种肝脏医学图像动脉区域分割方法及系统,该方法快速高效,解决了血管交叉或与其他组织附着的问题,分割处理后得到的肝脏动脉分割图像精确度高。

为了实现上述目的,本发明一个方面提供了一种肝脏医学图像动脉区域分割方法,包括:(1)去除肝脏CT图像上的肌肉组织及肝组织,露出肝脏血管轮廓;(2)选取肝脏血管轮廓上的距离最远的呈对角线的两点,以选中的两点为对角线建立长方体,以长方体所包含的数据空间作为运行区域;(3)通过Hessian矩阵函数计算运行区域中每个点的Hessian矩阵函数数值,获得函数数值集合,在函数数值集合中选择指定步长提取种子点,其中,指定步长设定为小于5个体素;(4)计算步骤(3)中获得的每个种子点的法曲率,将法曲率的最大值和最小值设定为种子点的两个主曲率,参考已设定的两个主曲率的参数范围,剔除主曲率不属于参数范围内的种子点,以剔除肝脏血管轮廓中的非管状组织,保留主曲率属于参数范围内的种子点;(5)基于拓扑细化法追踪步骤(4)保留的种子点,获得血管的中心线,比较垂直于拓扑细化法的追踪方向的像素的灰度值,设定血管边界的灰度值得到血管边界;以及(6)确定血管数目,根据中心线到血管边界的距离测算血管半径,根据血管半径设定血管的长轴和短轴,以椭圆来描绘血管截面形状建模,获取肝脏动脉分割图像。

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