[发明专利]基于形态学的大脑中矢面提取方法、系统、终端及介质

说明书

本发明公开了一种基于形态学的大脑中矢面提取方法，方法包括：对头颅医学影像图像进行预处理得到预处理后的图像；将预处理后的图像进行颅骨去除，获得脑实质三维掩膜；对脑实质三维掩膜进行空洞补全，并膨胀至原颅骨处，得到膨胀后的图像；在膨胀后的图像中选取脑部中间切片作为参考切片，利用特征降维进行平面椭圆拟合；计算拟合椭圆的半长轴、半短轴和椭圆长轴特征向量和短轴特征向量，用长轴特征向量通过反三角函数计算旋转角；定位拟合椭圆长轴坐标，根据长轴坐标和旋转角得到中矢面。通过对大脑的MR或CT图像进行形态学变换，并利用特征提取及特征降维的方法进行中矢面的提取，能快速、准确地从头颅医学影像图像中提取中矢面。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，具体涉及一种基于形态学的大脑中矢面提取方法、系统、终端及介质。

背景技术

磁共振图像中的脑分割是医学图像临床诊断工具的难点和关键步骤之一。大脑是人体中最复杂的器官，它可以用一个平面分成两个近似对称的半球。这个平面被称为中矢面(MSP)。在脑对称/非对称分析中，对对称和非对称脑区独立的MSP自动提取是一项基本的脑分割任务。临床专家利用大脑的对称性来识别定性的非对称模式，这些模式代表着大量的病理学现象，例如脑肿瘤、脑感染、代谢紊乱、脑损伤等。类似地，计算机辅助诊断和图像分析系统可以利用对称性和非对称性信息作为先验知识来修饰系统在分析大脑解剖改变时的效率。在选择大脑切片时需要进行偏角特征降维进行估计，因为目前假设每个轴向切片的偏角应该相同，但在大脑真正的解剖结构中，MSP不是正平面。对于正常的大脑来说MSP也是曲面。虽然偏角估计对于诸如配准和脑图像的对称/非对称分析等许多应用来说是足够的，但是偏角特征降维估计的结果会在信噪比较高时影响算法性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供的一种基于形态学的大脑中矢面提取方法、系统、终端及介质，能快速、准确地从头颅医学影像图像中提取中矢面，提高了从医学影像中确定头颅对称面的一致性和准确性。

第一方面，本发明实施例提供的一种基于形态学的大脑中矢面提取方法，包括以下步骤：

对头颅医学影像图像进行预处理得到预处理后的图像；

将预处理后的图像进行颅骨去除，获得脑实质三维掩膜；

对脑实质三维掩膜进行空洞补全，并膨胀至原颅骨处，得到膨胀后的图像；

在膨胀后的图像中选取脑部中间切片作为参考切片，利用特征降维进行平面椭圆拟合；

计算拟合椭圆的半长轴、半短轴和椭圆长轴特征向量和短轴特征向量，用长轴特征向量通过反三角函数计算旋转角；

定位拟合椭圆长轴坐标，根据长轴坐标和旋转角得到中矢面。

第二方面，本发明实施例提供的一种基于形态学的大脑中矢面提取系统，包括：预处理模块、脑实质三维掩膜模块、空洞补全模块、平面椭圆拟合模块、计算模块和中矢面定位模块，其中；

所述预处理模块用于对头颅医学影像图像进行预处理得到预处理后的图像；

所述脑实质三维掩膜模块用于将预处理后的图像进行颅骨去除，获得脑实质三维掩膜；

所述空洞补全模块用于对脑实质三维掩膜进行空洞补全，并膨胀至原颅骨处，得到膨胀后的图像；

所述平面椭圆拟合模块用于在膨胀后的图像中选取脑部中间切片作为参考切片，利用特征降维进行平面椭圆拟合；

所述计算模块用于计算拟合椭圆的半长轴、半短轴和椭圆长轴特征向量和短轴特征向量，用长轴特征向量通过反三角函数计算旋转角；

所述中矢面定位模块用于定位拟合椭圆长轴坐标，根据长轴坐标和旋转角得到中矢面。