[发明专利]一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法

权利要求书

1.一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一、获取肺部CT图像数据；

步骤二、在肺部CT图像上分割出包含结节的肺组织区域；

步骤三、对包含结节的肺组织区域进行形态学运算填充肺段动脉，确定包含结节的肺动脉；

步骤四、断开包含结节的肺动脉根部，使其成为一个独立的连通域，并从肺段动脉根部至各分支末梢提取出中心线；

步骤五、按照所述中心线结构，设定分支结构，计算不同分支在肺组织区域内不同支配区域，从而完成对包含结节的肺组织区域的分段；具体步骤包括：

步骤五一、在包含结节和肺动脉的肺组织区域内部选取多个血管根部进行标记，从而设定多个血管分支，所述血管分支作为种子点，即多个血管分支对应多个种子点；

步骤五二、多个血管分支中每个种子点按照恒定速率向周围膨胀生长；

步骤五三、每个种子点达到生长停止条件时停止生长扩充，直到所有种子点停止生长即完成分段，各个种子点的膨胀边界构成了所述肺组织区域的流域范围。

2.根据权利要求1所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤二的具体步骤包括：

步骤二一、首先对CT图像数据统计直方图，得到一个初始分割阈值，在满足初始分割阈值的区域选取种子点，以该种子点为起点，利用3D区域生长提取出肺组织；

步骤二二、然后引入连通域方法来剔除气管，随后判断左右肺是否粘连，如果粘连，则剔除粘连区域，得到两个互不相连的区域；

步骤二三、最后，把两个互不相连的区域分别标记为左肺和右肺组织。

3.根据权利要求1所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤四中通过腐蚀肺组织边缘的肺动脉来断开肺动脉的根部。

4.根据权利要求1所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤四中采用消去法提取中心线。

5.根据权利要求4所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，采用消去法提取中心线的过程为：把三维体素点分为两类，所有肺血管像素点分为一类，即目标点；所有背景像素点分为一类，即背景点；如果目标点同时满足四个条件，则该目标点便可以消去为背景点。

6.根据权利要求5所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，所述四个条件为：该点是目标点且26邻域中存在至少两个别的目标点；该点26邻域内存在背景点；该点26邻域中除该点外，其他任意两个目标点都可以通过6邻接目标点到达对方，即只有一个6邻接连通域；该点26邻域中的任意两个背景点也可以通过6邻接背景点到达对方，即背景点只有一个6邻接连通域。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤五二中每个种子点采用26邻域区域做等距球形膨胀生长，且其生长准则为：邻域点与种子点的欧式距离小于等于且所述邻域点本身不是种子点，则将该邻域点合并到该种子点对应的待分段区域。

8.根据权利要求7所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤五三中所述生长停止条件为当生长区域到达肺边界或是斜裂、水平裂。

9.根据权利要求7所述的一种基于流域分析技术的肺叶自动分段方法，其特征在于，步骤五三中所述生长停止条件为两个生长区域相接。