專利名稱：斷層圖像的分割方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及斷層圖像領(lǐng)域，具體而言，涉及一種斷層圖像的分割方法和裝置。
背景技術(shù)：
在臨床診斷中，計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography,簡(jiǎn)稱CT),核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,簡(jiǎn)稱MRI)和正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像 (PositronEmission Computed Tomography,簡(jiǎn)稱PET)應(yīng)用日益廣泛。這些設(shè)備所產(chǎn)生的圖像，統(tǒng)稱為斷層圖像，一般為選擇人體某一部位，按照一定方向進(jìn)行等間距掃描，得到一系列二維斷層圖像。每張斷層圖像，對(duì)應(yīng)人體中的一個(gè)斷層，由灰度像素排列組成?；叶认袼氐幕叶戎?，根據(jù)掃描設(shè)備的不同，反應(yīng)人體內(nèi)組織的不同信息。在臨床醫(yī)療和科研工作中， 對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中感興趣的解剖結(jié)構(gòu)或器官進(jìn)行三維分割，具有重要意義。解剖結(jié)構(gòu)或器官的分割結(jié)果，不僅能夠用于三維重建可視化，還可以進(jìn)行多種三維空間測(cè)量。并且，三維分割結(jié)果，在骨骼校正、整形手術(shù)、病灶切除、手術(shù)規(guī)劃、放療規(guī)劃中具有重要價(jià)值。現(xiàn)有技術(shù)中根據(jù)斷層圖像序列進(jìn)行器官三維分割的方法眾多，其中一類常用的分割方法原理為I)采用序列圖像作為輸入圖像，以序列圖像中感興趣結(jié)構(gòu)或器官作為分割目標(biāo)；
2)人工選取分割目標(biāo)所在的某一層面，作為初始層面；
3)通過(guò)人機(jī)交互操作，在初始層面中，指定分割算法所需要的初始輸入，包括初始種子點(diǎn)、初始輪廓或區(qū)域等；
4)采用某種二維分割方法得到分割目標(biāo)在初始層面中的二維分割結(jié)果；
5)采用相鄰層面“逐層傳遞分割”方式，將上一層面的分割結(jié)果作為下一層面的初始值，啟動(dòng)下一層面的分割過(guò)程；
6)完成分割目標(biāo)在所有層面的分割過(guò)程后，將分割目標(biāo)在各個(gè)層面的二維分割結(jié)果，組合構(gòu)成三維分割結(jié)果。
上述現(xiàn)有技術(shù)中的分割方法存在的問(wèn)題是由于人機(jī)交互操作被限制在單一層面，即只允許存在一個(gè)人機(jī)交互分割層面，在“逐層傳遞分割”過(guò)程中，受各種可能干擾因素的影響，分割算法在某一層面的分割結(jié)果有可能發(fā)生錯(cuò)誤，偏離分割目標(biāo)實(shí)際區(qū)域。并且， 一旦發(fā)生分割偏差，將被傳遞到下一層面和后續(xù)層面，有可能逐層放大。最終三維分割結(jié)果，和分割目標(biāo)相比，存在較大偏差，甚至分割失敗。此外，一旦分割算法在某一層面分割失敗，將造成后續(xù)層面分割無(wú)法繼續(xù)。
S卩，由于只允許存在一個(gè)人機(jī)交互分割層面，“逐層傳遞分割”過(guò)程一旦啟動(dòng)，無(wú)法再進(jìn)行人機(jī)交互或人工校正，分割結(jié)果的穩(wěn)定性和抗干擾性較低，從而影響分割精度，或存在分割失敗可能。
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中斷層圖像的分割方法分割精度較低的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種斷層圖像的分割方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中斷層圖像的分割方法分割精度較低的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種斷層圖像的分割方法，包括接收來(lái)自用戶的第一選擇指令，并從斷層圖像中獲取與第一選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割目標(biāo)；接收來(lái)自用戶的第二選擇指令并從斷層圖像中確定與第二選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第一人機(jī)交互分割層面；對(duì)第一人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到分割目標(biāo)在第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果；接收來(lái)自用戶的第三選擇指令并從斷層圖像中確定與第三選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第二人機(jī)交互分割層面；對(duì)第二人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到分割目標(biāo)在第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果；獲取第一人機(jī)交互分割層面與第二人機(jī)交互分割層面之間的中間層面，得到第一自動(dòng)分割層面；對(duì)第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割， 得到分割目標(biāo)在第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果；以及將分割目標(biāo)在第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、分割目標(biāo)在第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果和分割目標(biāo)在第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果進(jìn)行組合，得到分割目標(biāo)的三維分割結(jié)果。
進(jìn)一步地，對(duì)第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割包括獲取第一分割輪廓和第二分割輪廓，其中，第一分割輪廓為分割目標(biāo)在第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓，第二分割輪廓為分割目標(biāo)在第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓；以及以第一分割輪廓和第二分割輪廓為基礎(chǔ)采用層間輪廓自動(dòng)插值法對(duì)第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割。
進(jìn)一步地，第一自動(dòng)分割層面包括一個(gè)或多個(gè)分割層面，以第一分割輪廓和第二分割輪廓為基礎(chǔ)采用層間輪廓自動(dòng)插值法對(duì)第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割包括對(duì)第一分割輪廓的曲線長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)設(shè)份數(shù)等分，得到多個(gè)第一等分點(diǎn)；分別獲取多個(gè)第一等分點(diǎn)在第一人機(jī)交互分割層面中的圖像坐標(biāo)，得到第一序列；對(duì)第二分割輪廓的曲線長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)設(shè)份數(shù)等分，得到多個(gè)第二等分點(diǎn)；分別獲取多個(gè)第二等分點(diǎn)在第二人機(jī)交互分割層面中的圖像坐標(biāo)，得到第二序列；確定第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；以及采用預(yù)設(shè)插值公式按照確定出的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定分割目標(biāo)在第一層面內(nèi)的分割輪廓，得到分割目標(biāo)在第一層面內(nèi)的分割結(jié)果，其中，第一層面為第一自動(dòng)分割層面中的任一層面。
進(jìn)一步地，確定第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括計(jì)算第一分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第一質(zhì)心；計(jì)算第二分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第二質(zhì)心；以及通過(guò)以下公式確定第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)
權(quán)利要求
1.一種斷層圖像的分割方法，其特征在于，包括 接收來(lái)自用戶的第一選擇指令，并從斷層圖像中獲取與所述第一選擇指令相對(duì)應(yīng)的分害I]目標(biāo)； 接收來(lái)自所述用戶的第二選擇指令并從所述斷層圖像中確定與所述第二選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第一人機(jī)交互分割層面； 對(duì)所述第一人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 接收來(lái)自所述用戶的第三選擇指令并從所述斷層圖像中確定與所述第三選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第二人機(jī)交互分割層面； 對(duì)所述第二人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 獲取所述第一人機(jī)交互分割層面與所述第二人機(jī)交互分割層面之間的中間層面，得到第一自動(dòng)分割層面； 對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果；以及 將所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果和所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果進(jìn)行組合，得到所述分割目標(biāo)的三維分割結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分割方法，其特征在于，對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割包括 獲取第一分割輪廓和第二分割輪廓，其中，所述第一分割輪廓為所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓，所述第二分割輪廓為所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓；以及 以所述第一分割輪廓和所述第二分割輪廓為基礎(chǔ)采用層間輪廓自動(dòng)插值法對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分割方法，其特征在于，所述第一自動(dòng)分割層面包括一個(gè)或多個(gè)分割層面，以所述第一分割輪廓和所述第二分割輪廓為基礎(chǔ)采用層間輪廓自動(dòng)插值法對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割包括 對(duì)所述第一分割輪廓的曲線長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)設(shè)份數(shù)等分，得到多個(gè)第一等分點(diǎn)； 分別獲取所述多個(gè)第一等分點(diǎn)在所述第一人機(jī)交互分割層面中的圖像坐標(biāo)，得到第一序列； 對(duì)所述第二分割輪廓的曲線長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)設(shè)份數(shù)等分，得到多個(gè)第二等分點(diǎn)； 分別獲取所述多個(gè)第二等分點(diǎn)在所述第二人機(jī)交互分割層面中的圖像坐標(biāo)，得到第二序列； 確定所述第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與所述第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；以及 采用預(yù)設(shè)插值公式按照確定出的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述分割目標(biāo)在第一層面內(nèi)的分割輪廓，得到所述分割目標(biāo)在所述第一層面內(nèi)的分割結(jié)果，其中，所述第一層面為所述第一自動(dòng)分割層面中的任一層面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割方法，其特征在于，確定所述第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與所述第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括 計(jì)算所述第一分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第一質(zhì)心； 計(jì)算所述第二分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第二質(zhì)心；以及 通過(guò)以下公式確定所述第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與所述第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分割方法，其特征在于，確定所述第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與所述第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系包括 計(jì)算所述第一分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第一質(zhì)心； 計(jì)算所述第二分割輪廓區(qū)域的質(zhì)心，得到第二質(zhì)心；以及 通過(guò)以下公式確定所述第一序列中各個(gè)序列點(diǎn)與所述第二序列中各個(gè)序列點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分割方法，其特征在于，所述第一自動(dòng)分割層面包括多個(gè)分割層面，所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果包括多個(gè)分割結(jié)果，在得到所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果之后，所述分割方法還包括 接收來(lái)自所述用戶的第四選擇指令并從所述多個(gè)分割結(jié)果中確定與所述第四選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割結(jié)果，其中，所述第四選擇指令用于選擇所述多個(gè)分割結(jié)果中偏差最大的分割結(jié)果； 獲取與所述第四選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割結(jié)果所對(duì)應(yīng)的分割層面，得到第三人機(jī)交互分割層面； 對(duì)所述第三人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第三人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 獲取所述第一人機(jī)交互分割層面與所述第三人機(jī)交互分割層面之間的中間層面，得到第二自動(dòng)分割層面； 對(duì)所述第二自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第二自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 獲取所述第二人機(jī)交互分割層面與所述第三人機(jī)交互分割層面之間的中間層面，得到第三自動(dòng)分割層面；以及 對(duì)所述第三自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第三自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果， 其中，將所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、所述分割目標(biāo)在所述第三人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、所述分割目標(biāo)在所述第二自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果和所述分割目標(biāo)在所述第三自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果進(jìn)行組合，得到所述三維分割結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分割方法，其特征在于，所述分割目標(biāo)在所述第二自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果以及所述分割目標(biāo)在所述第三自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果均包括多個(gè)分割結(jié)果，在得到所述分割目標(biāo)在所述第二自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果，以及得到所述分割目標(biāo)在所述第三自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果之后，所述分割方法還包括 重新接收所述第四選擇指令以分別從所述第二自動(dòng)分割層面內(nèi)的多個(gè)分割結(jié)果和所述第三自動(dòng)分割層面內(nèi)的多個(gè)分割結(jié)果中確定與所述第四選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分割方法，其特征在于，在從斷層圖像中獲取與所述第一選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割目標(biāo)之后，所述分割方法還包括 接收來(lái)自所述用戶的第五選擇指令并從所述斷層圖像中確定與所述第五選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面方向， 其中，所述第一人機(jī)交互分割層面、所述第二人機(jī)交互分割層面和所述第一自動(dòng)分割層面均為沿所述層面方向上的分割層面。
9.一種斷層圖像的分割裝置，其特征在于，包括 第一接收單元，用于接收來(lái)自用戶的第一選擇指令，并從斷層圖像中獲取與所述第一選擇指令相對(duì)應(yīng)的分割目標(biāo)； 第二接收單元，用于接收來(lái)自所述用戶的第二選擇指令并從所述斷層圖像中確定與所述第二選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第一人機(jī)交互分割層面； 第一分割單元，用于對(duì)所述第一人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 第三接收單元，用于接收來(lái)自所述用戶的第三選擇指令并從所述斷層圖像中確定與所述第三選擇指令相對(duì)應(yīng)的層面，得到第二人機(jī)交互分割層面； 第二分割單元，用于對(duì)所述第二人機(jī)交互分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果； 第一獲取單元，用于獲取所述第一人機(jī)交互分割層面與所述第二人機(jī)交互分割層面之間的中間層面，得到第一自動(dòng)分割層面； 第三分割單元，用于對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割，得到所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果；以及 組合單元，用于將所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果、所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果和所述分割目標(biāo)在所述第一自動(dòng)分割層面內(nèi)的分割結(jié)果進(jìn)行組合，得到所述分割目標(biāo)的三維分割結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分割裝置，其特征在于，所述第三分割單元包括 獲取子單元，用于獲取第一分割輪廓和第二分割輪廓，其中，所述第一分割輪廓為所述分割目標(biāo)在所述第一人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓，所述第二分割輪廓為所述分割目標(biāo)在所述第二人機(jī)交互分割層面內(nèi)的分割結(jié)果對(duì)應(yīng)的分割輪廓；以及 分割子單元，用于以所述第一分割輪廓和所述第二分割輪廓為基礎(chǔ)采用層間輪廓自動(dòng)插值法對(duì)所述第一自動(dòng)分割層面進(jìn)行分割。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種斷層圖像的分割方法和裝置。其中，斷層圖像的分割方法通過(guò)根據(jù)用戶的選擇指令分別確定出兩個(gè)人機(jī)交互分割層面，并對(duì)確定出的這兩個(gè)人機(jī)交互分割層面進(jìn)行人機(jī)交互分割，同時(shí)還對(duì)這兩個(gè)人機(jī)交互分割層面之間的中間層面進(jìn)行自動(dòng)分割。通過(guò)本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中斷層圖像的分割方法分割精度較低的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷層圖像分割精確度的效果。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102982546SQ20121049738
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者崔彤哲, 周永新, 段明磊, 諶記文, 陳國(guó)楨, 孫毅 申請(qǐng)人:海納醫(yī)信(北京)軟件科技有限責(zé)任公司