基于ct圖像的肝動脈分割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明主要涉及醫(yī)學(xué)圖像處理與應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CT圖像的肝動脈 分割方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在醫(yī)學(xué)圖像處理及應(yīng)用領(lǐng)域，CT圖像的應(yīng)用越來越廣泛了。CT(Computed Tomography)圖像，即電子計(jì)算機(jī)斷層掃描，它是利用精確準(zhǔn)直的X線束、y射線、超聲波 等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個(gè)接一個(gè)的斷面掃描。其具有掃 描時(shí)間快、圖像清晰等特點(diǎn)，可用于多種疾病的檢查。根據(jù)所采用的射線不同可分為：X射 線CT(X-CT)、超聲CT(UCT)以及y射線CT(y-CT)等。
[0003]其中，多層螺旋CT在臨床診斷中被廣泛使用，其增強(qiáng)掃描圖像根據(jù)病人在注射對 比劑后掃描時(shí)間的不同分為動脈期、門靜脈期和平掃期三期序列圖像。解剖學(xué)資料表明，大 約有30 %的肝臟存在著肝動脈變異。因此，在活體肝移植時(shí)，術(shù)前對供體行肝動脈造影檢查 是必要的。利用圖像處理技術(shù)，對肝動脈期CT圖像進(jìn)行處理，自動分割出肝動脈，避免了人 工標(biāo)注和半自動分割的復(fù)雜性，分割出的肝動脈信息可以作為醫(yī)務(wù)人員診斷疾病和指導(dǎo)手 術(shù)的重要依據(jù)。目前，圖像分割的方法很多，但是由于人體具有解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、組織器 官的不規(guī)則、個(gè)體之間也存在較大的差異，以及不同醫(yī)學(xué)成像模式的成像特征的不同、成像 設(shè)備的不同，各種不同的生物醫(yī)學(xué)圖像基本上沒有統(tǒng)一的分割方法。
[0004]圖像閾值化分割是一種傳統(tǒng)的最常用的圖像分割方法，因其實(shí)現(xiàn)簡單、計(jì)算量小、 性能較穩(wěn)定而成為圖像分割中最基本和應(yīng)用最廣泛的分割技術(shù)。但是，圖像閾值化分割基 本上不考慮像素的空間關(guān)系。
[0005] 此外，區(qū)域增長方法也是一種常規(guī)的圖像分割方法，其根據(jù)同一物體區(qū)域內(nèi)象素 的相似性質(zhì)來聚集象素點(diǎn)的方法，從初始區(qū)域（如小鄰域或甚至于每個(gè)象素）開始，將相鄰 的具有同樣性質(zhì)的象素或其它區(qū)域歸并到目前的區(qū)域中從而逐步增長區(qū)域，直至沒有可以 歸并的點(diǎn)或其它小區(qū)域?yàn)橹?。區(qū)域內(nèi)象素的相似性度量可以包括平均灰度值、紋理、顏色等 信息。基于區(qū)域增長的分割方法同時(shí)考慮了圖像的特征分布和空間性質(zhì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)閾值 分割沒有或很少考慮空間關(guān)系的不足。但是，這種區(qū)域增長方法的一般計(jì)算代價(jià)大，噪聲和 灰度不均一，可能會導(dǎo)致空洞和過分割。如果在閾值分割方法對數(shù)據(jù)粗分割的基礎(chǔ)之上進(jìn) 行了區(qū)域增長，較之常規(guī)的區(qū)域生長算法，其增長準(zhǔn)則的算法簡單、增長速度快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于CT圖像的肝動脈分割方法，該方法主 要利用了區(qū)域生長和閾值分割策略的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)肝動脈CT圖像的特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)知識，構(gòu)造閾 值分段函數(shù)，選取閾值進(jìn)行圖像分割，查找種子點(diǎn)進(jìn)行3D區(qū)域生長，從而得到有效的分割 結(jié)果，該結(jié)果能夠反映肝動脈的實(shí)際情況。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于CT圖像的肝動脈分割方法，其特點(diǎn) 在于，包括：
[0008] 載入肝動脈CT圖像數(shù)據(jù)和對應(yīng)的肝掩膜數(shù)據(jù)，并定位肝動脈種子點(diǎn)；
[0009] 根據(jù)所述肝動脈種子點(diǎn)的CT值對所述CT圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，分別得到包含脊柱 骨及其相連肋骨的第一二值體數(shù)據(jù)及包含脊柱骨及其相連肋骨和肝動脈的第二二值體數(shù) 據(jù)；
[0010] 在所述第二二值體數(shù)據(jù)中剔除與所述第一二值體數(shù)據(jù)相同的部分，獲得第三二值 體數(shù)據(jù)；
[0011] 利用所述肝動脈種子點(diǎn)在第三二值體數(shù)據(jù)上進(jìn)行三維區(qū)域增長，得到肝動脈分割 結(jié)果。
[0012] 可選地，通過對CT圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行脊柱骨閾值分割得到所述第一二值體數(shù)據(jù)；通過 對CT圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行肝動脈閾值分割得到所述第二二值體數(shù)據(jù)。
[0013] 可選地，所述定位肝動脈種子點(diǎn)還包括：
[0014] sn、確定查找肝動脈種子點(diǎn)的切片范圍；
[0015] S12、查找肝動脈種子點(diǎn)，并計(jì)算其CT值。
[0016] 可選地，所述步驟Sn中包括：
[0017] 查找出所述肝掩膜數(shù)據(jù)中肝體的起始層Ls和終止層Le，并找到單層肝面積的最 大值MaxArea;
[0018]自Ls依次向Le逐層比較肝面積，將第一個(gè)肝面積不小于MaxArea/2的層定義為 種子點(diǎn)查找范圍的起始層Vs，將最后一個(gè)肝面積不小于MaxArea/2的層定義為種子點(diǎn)查找 范圍的終止層Ve。
[0019] 可選地，所述步驟S12包括：自起始層Vs至終止層Ve逐層選取肝動脈CT圖像數(shù)據(jù) 進(jìn)行閾值分割，查找圓形度不小于〇. 7的連通塊并將其中面積最小的連通塊選作血管，選 取所述血管的區(qū)域重心作為種子點(diǎn)；
[0020] 選取以所述種子點(diǎn)為中心的n?!!方形區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的CT均值作為種子點(diǎn)CT值，其中 n等于3或者5。
[0021] 可選地，所述第一二值體數(shù)據(jù)的獲得還包括：
[0022] 利用脊柱骨閾值分段函數(shù)選取閾值對原始CT圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行粗分割，得到包含骨 頭和其他組織的骨頭二值體數(shù)據(jù)；
[0023] 對所述骨頭二值體數(shù)據(jù)分區(qū)域?qū)?，并利用疊加策略對每個(gè)所述區(qū)域?qū)又械臄?shù)據(jù)再 分割，得到包含脊柱骨及其相連肋骨的第一二值體數(shù)據(jù)。
[0024] 可選地，所述對骨頭二值體數(shù)據(jù)分區(qū)域?qū)?，并利用疊加策略對每個(gè)所述區(qū)域?qū)又?的數(shù)據(jù)再分割還包括：
[0025] S21、查找所述骨頭二值體數(shù)據(jù)中每一層垂直方向目標(biāo)區(qū)域的起止范圍；
[0026] S22、將所述骨頭二值體數(shù)據(jù)的序列層分成若干個(gè)區(qū)域?qū)樱⒗脜^(qū)域內(nèi)序列層疊 加，分割出區(qū)域中所有層中為脊柱骨及其相連肋骨的部分；
[0027] S23、對步驟S22中得到的結(jié)果在垂直方向進(jìn)行若干個(gè)像素的膨脹，擴(kuò)大脊柱及其相 連肋骨的區(qū)域。
[0028] 可選地，所述脊柱骨閾值分割所使用的分段函數(shù)為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于CT圖像的肝動脈分割方法，其特征在于，包括： 載入肝動脈CT圖像數(shù)