[发明专利]一种基于计算机辅助肝脏CT诊断系统及方法在审

专利信息
申请号: 201910616971.1 申请日: 2019-07-09
公开(公告)号: CN110428488A 公开(公告)日: 2019-11-08
发明(设计)人: 钱月晶 申请(专利权)人: 浙江工贸职业技术学院
主分类号: G06T15/00 分类号: G06T15/00;G06T7/136;G06T5/00
代理公司: 北京阳光天下知识产权代理事务所(普通合伙) 11671 代理人: 赵飞
地址: 325000 浙江省温州市瓯海经济开*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 肝脏CT 肝脏 图像 计算机辅助 图像采集模块 图像分割模块 图像增强模块 切片图像 增强图像 诊断系统 血管 二维 计算机 三维 三维图像重建 三维重建模块 病变组织 辅助肝脏 肝脏区域 实质组织 血管位置 增强处理 出血管 分割 采集 绘制 诊断 重建 科研 研究
【权利要求书】:

1.一种基于计算机辅助肝脏CT诊断系统,其特征在于,包括:图像采集模块、图像三维重建模块、图像增强模块和图像分割模块;

所述图像采集模块包括CT机和计算机,所述CT机将采集到的肝脏CT切片图像导入所述计算机,所述计算机对所述肝脏CT切片图像进行掩膜、窗宽窗位调整及直方图均衡化处理后得到二维肝脏图像;

所述肝脏三维图像重建模块用于对所述二维肝脏图像进行绘制重建,得到三维肝脏图像;

所述图像增强模块用于对所述三维肝脏图像进行血管增强处理得到血管增强图像;

所述图像分割模块用于对所述血管增强图像进行分割,分割出血管与病变组织和正常肝实质组织。

2.一种基于计算机辅助肝脏CT诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

S10:将所述CT机采集到的肝脏CT切片图像导入计算机进行掩膜、窗宽窗位调整及直方图均衡化处理,得到二维肝脏图像;

S20:所述图像三维重建模块对所述二维肝脏图像进行绘制重建,得到三维肝脏图像;

S30:所述图像增强模块对所述三维肝脏图像进行血管增强处理,得到血管增强图像;

S40:所述图像分割模块对所述血管增强图像进行分割,分割出血管与病变组织和正常肝实质组织,所述分割算法采用3D区域生长阈值方法。

3.根据权利要求2所述的基于计算机辅助肝脏CT诊断方法,其特征在于,步骤S20具体包括:

S21:根据所述二维肝脏图像数据采用基于GPU的体绘制技术进行肝脏三维图像重建。

4.根据权利要求2所述的基于计算机辅助肝脏CT诊断方法,其特征在于,步骤S30具体包括两个血管增强处理过程:

S310:基于Hessian矩阵的血管增强方法;

S311:输入原始图像灰度图像,生成像素矩阵I;

S312:对于I的每一个像素矩阵中的元素依次进行下述步骤S313~S319);

S313:初始化空间尺度σ=a1;增强因子Zmax=0,空间尺度范围为[a1,a2];所述每一个元素对应若干个空间尺度σi和若干个增强因子Zi(max);

S314:计算元素与高斯函数二阶微分的卷积;

其中,

S315:生成Hessian矩阵H,并计算出特征值λ1、λ2、λ3

S316:计算增强滤波的输出值Zmax

Zmax=max(Zi(max),I(v,σi)

其中c为Hessian矩阵最大范数值得一半,v为特征向量,α,β为常量值;

S317:迭代σ(step),直到空间尺度σ满足σ=a2,其中step为迭代步长;

S318:尺度迭代结束,输出最大增强滤波输出值Zmax作为该元素的增强因子以及该输出值所对应的Hessian矩阵H的特征值λ1、λ2、λ3以及特征向量v1、v、v3,根据所获得的Zmax值来判断该像素是否为血管,Zmax值越大,该像素为血管的可能性越大。

S320:基于扩散方程的血管增强方法;

S321:对原始图像进行各项异性平滑,各项异性平滑过程可表述为:

u(x,y,0)=u0(x,y)

其中,uσ(x,y,t)=Gσ*u(x,y,t);表示方差为σ的高斯函数;div表示散度算子;是图像梯度;是扩散函数;

S322:根据k为梯度阈值,K过大会导致在不想执行平滑的地方产生平滑,K过小则易导致在需要平滑的区域产生增强,所述基于扩散方程的血管增强方法采用各项异性扩散算法使得K可以自适应地变化,能很好的增强血管图像。

5.根据权利要求2所述的基于计算机辅助肝脏CT诊断方法,其特征在于,步骤S40具体包括:

S41:对归一化后的所述血管增强图像进行灰度直方图统计,峰值所对应的灰度值记为ypeak,逆向第1个波谷记为ytrough;

S42:记区间B多数为血管仅含少量肝实质;区间A中多数为肝实质少量为血管;

S43:根据血管末梢处于区间A且与肝实质的灰度区分度不大,因此确定血管的灰度应大于ypeak,范围区间为A+B即[ypeak,255],灰度值小于ypeak则被认为是病变组织和正常肝实质组织。

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