一種肺組織分割方法、裝置，醫學圖像處理系統制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種肺組織分割方法，包括：獲取受檢者目標區域的第一醫學圖像，第一醫學圖像包括若干個片層圖像，每個片層圖像包含多個像素；對第一醫學圖像的矢狀面進行線性增強，并對第一醫學圖像和經過線性增強的第一圖像對應像素的灰度值相加，生成第二醫學圖像；確定第二醫學圖像的矢狀面皮膚線，并在矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像上確定第二醫學圖像的橫斷面皮膚線；獲取矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，并在連通域內獲取肺組織的分割結果。本發明專利技術肺組織分割方法可精確獲取肺組織的邊界區域。同時，本發明專利技術還提出一種肺組織分割裝置及采用該肺組織分割裝置的醫學圖像處理系統。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及醫學圖像處理
，尤其涉及醫學圖像中肺組織的分割方法、裝置以及醫學圖像處理系統。
技術介紹
發射型計算機斷層掃描儀(EmissionComputedTomography，ECT)主要包括單光子發射計算機斷層掃描(SPECT)和正電子發射型計算機斷層掃描(PET)，其中PET作為當今高層次的核醫學技術，已成為腫瘤、心、腦疾病診斷的不可缺少的重要方法。磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)可提供成像部位的解剖形態和生理功能信息，在反應解剖形態和生理功能信息方法具有無可比擬的優越性，特別是軟組織MR圖像呈現更好的對比效果，且無輻射。PET與MR檢查的結合具有靈敏度好、準確度高等優點。在PET/MR多模態成像系統中，需要對PET圖像進行衰減校正，但是由于MR圖像像素值僅與組織中的氫核密度和組織的松弛程度有關，而與電子密度相關的質量衰減系數無關，例如骨骼和空氣分別具有最高和最低的正電子衰減系數，在MR圖像上卻同為低信號，所以基于MR圖像的衰減校正比較困難。目前基于MR的衰減校正方法主要分為區域分割方法：把衰減特性不同的組織和器官分成不同的區域，如空氣、肺部、脂肪、肌肉和骨骼等，然后再獲得分割好的不同區域的511keV下相應組織的衰減系數，進行衰減校正。現有技術中，基于區域分割的方法的精度有待進一步提高，且無法實現多床位磁共振圖像中不同組織和器官的分割。鑒于此，有必要對現有醫學圖像分割方法進行改進。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提出一種精度高且可實現多床位掃描的醫學圖像分割方法。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種肺組織分割方法，包括如下步驟：獲取受檢者目標區域的第一醫學圖像，所述第一醫學圖像包括若干個片層圖像，所述每個片層圖像包含多個像素；對所述第一醫學圖像的矢狀面進行線性增強，并對所述第一醫學圖像和經過線性增強的第一圖像對應像素的灰度值相加，生成第二醫學圖像；確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線，并在所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像上確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線；獲取所述矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，并在所述連通域內獲取肺組織的分割結果。可選地，所述第一醫學圖像為CT圖像或MR圖像。可選地，所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線通過如下過程獲得：對所述第二醫學圖像矢狀面的每個像素采用設定閾值進行二值化處理；統計經二值化處理后所述第二醫學圖像矢狀面的每個片層所包含連通域的數量；判斷每個片層所包含連通域的數量是否小于第一設定閾值，若條件滿足，則保留所述連通域；否則，在所包含連通域中僅保留面積最大的一個或多個連通域；根據所述保留的連通域確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線。可選地，還包括獲取片層圖像邊界上像素值為1的點，并根據所述像素值為1的點將保留的連通域閉合。可選地，所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線通過如下過程確定：獲取所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像；對所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像橫斷面的每個片層進行二維腐蝕處理，保留面積大于第一設定面積閾值的連通域；對所述保留的面積大于第一設定面積閾值的連通域進行二維膨脹處理，并根據二維膨脹處理后的連通域確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線。可選地，所述肺組織的分割結果通過如下過程獲得：在所述連通域的橫斷面獲取高灰度值連通域的邊界像素點；在所述邊界像素點圍成的連通域內獲取橫斷面分割圖像和冠狀面分割圖像，所述橫斷面分割圖像或所述冠狀面分割圖像為低灰度值區域；根據所述冠狀面分割圖像獲取中心線；根據所述中心線在所述橫斷面分割圖像和所述冠狀面分割圖像的位置確定肺組織對應的連通域。可選地，所述中心線通過如下過程獲取：計算所述冠狀面分割圖像每個片層的連通域面積，確定連通域面積最大的片層；在所述連通域面積最大的片層中確定連通域的起始行和終止行；根據所述連通域的起始行和終止行確定中心線。可選地，根據所述中心線在所述橫斷面分割圖像和所述冠狀面分割圖像的位置確定肺組織對應的連通域的具體步驟為：在所述冠狀面分割圖像上保留中心線所在行的連通域；在所述橫斷面分割圖像上對所述中心線所在行的連通域進行填充，獲取肺組織對應的連通域。根據本專利技術的另一方面，還提出一種肺組織分割裝置，包括圖像分割模塊，該圖像分割模塊包括：第一醫學圖像獲取單元，用于接收受檢者目標區域的第一醫學圖像，所述第一醫學圖像包括若干個片層圖像，所述每個片層圖像包含多個像素；第二醫學圖像生成單元，用于對所述第一醫學圖像的矢狀面進行線性增強，并對所述第一醫學圖像和經過線性增強的第一醫學圖像對應像素的灰度值相加，生成第二醫學圖像；皮膚線確定單元，用于確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線，并在所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像上確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線；分割單元，用于獲取所述矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，并在所述連通域內獲取肺組織的分割結果。根據本專利技術的又一方面，還提出一種醫學圖像處理系統，所述醫學圖像處理系統包括肺組織分割裝置，還包括：MR掃描模塊，用于掃描受檢者目標區域，并獲取所述目標區域對應的第一醫學圖像；PET掃描模塊，用于掃描所述目標區域，并采集所述目標歐區域對應的PET數據；重建模塊，用于獲取所述肺組織分割裝置獲取的肺組織分割結果，并為所述分割的肺組織每個像素分配相應衰減系數，生成衰減圖，以及根據所述衰減圖迭代重建所述PET數據產生PET圖像。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：結合磁共振圖像在矢狀面、橫斷面等不同切面圖像的灰度、位置信息，獲取矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，實現醫學圖像灰度值相似的背景區域和肺部、骨骼等成像組織的有效區分，避免背景區域對肺部分割結果的影響；在矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域橫斷面內分割獲取高灰度值區域，獲取肺組織可能包含的連通域，并根據肺組織的結構特征選定中心線對連通域進行篩選，有效排除骨骼對肺組織的影響；無需采用復雜先驗匹配模板，可適用于多床位掃描。附圖說明圖1為本專利技術一實施例的醫學圖像處理系統結構框圖；圖2為本專利技術一實施例的MR掃描模塊結構框圖；圖3為本專利技術一實施例的PET掃描模塊結構框圖；圖4為本專利技術一實施例的肺組織分割裝置結構框圖；圖5為本專利技術一實施例的肺組織分割方法流程圖；圖6a為本專利技術一實施例獲得的第一醫學圖像的橫斷面視圖；圖6b為本專利技術一實施例獲得的第一醫學圖像的冠狀面視圖；圖6c為本專利技術一實施例獲得的第一醫學圖像的矢狀面視圖；圖7為本專利技術一實施例第二醫學圖像的矢狀面皮膚線獲取流程圖；圖8為本專利技術一實施例在矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域內獲取肺組織的分割結果流程圖；圖9a為本專利技術一實施例獲取的橫斷面皮膚線結果示意圖；圖9b為本專利技術一實施例獲取的肺組織分割結果示意圖。具體實施方式為了更清楚地說明本申請的實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些示例或實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖將本申請應用于其他類似情景。除非從語言環境中顯而易見或另做說明，圖中相同標號代表相同結構或操作。如本申請和權利要求書中所示，除非上下文明確提示例外情形，“一”、“本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種肺組織分割方法，包括如下步驟：獲取受檢者目標區域的第一醫學圖像，所述第一醫學圖像包括若干個片層圖像，所述每個片層圖像包含多個像素；對所述第一醫學圖像的矢狀面進行線性增強，并對所述第一醫學圖像和經過線性增強的第一圖像對應像素的灰度值相加，生成第二醫學圖像；確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線，并在所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像上確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線；獲取所述矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，并在所述連通域內獲取肺組織的分割結果。

【技術特征摘要】
1.一種肺組織分割方法，包括如下步驟：獲取受檢者目標區域的第一醫學圖像，所述第一醫學圖像包括若干個片層圖像，所述每個片層圖像包含多個像素；對所述第一醫學圖像的矢狀面進行線性增強，并對所述第一醫學圖像和經過線性增強的第一圖像對應像素的灰度值相加，生成第二醫學圖像；確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線，并在所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像上確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線；獲取所述矢狀面皮膚線和橫斷面皮膚線圍成的連通域，并在所述連通域內獲取肺組織的分割結果。2.根據權利要求1所述的肺組織分割方法，其特征在于，所述第一醫學圖像為CT圖像或MR圖像。3.根據權利要求1所述的肺組織分割方法，其特征在于，所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線通過如下過程獲得：對所述第二醫學圖像矢狀面的每個像素采用設定閾值進行二值化處理；統計經二值化處理后所述第二醫學圖像矢狀面的每個片層所包含連通域的數量；判斷每個片層所包含連通域的數量是否小于第一設定閾值，若條件滿足，則保留所述連通域；否則，在所包含連通域中僅保留面積最大的一個或多個連通域；根據所述保留的連通域確定所述第二醫學圖像的矢狀面皮膚線。4.根據權利要求3所述的肺組織分割方法，其特征在于，還包括獲取片層圖像邊界上像素值為1的點，并根據所述像素值為1的點將保留的連通域閉合。5.根據權利要求1所述的肺組織分割方法，其特征在于，所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線通過如下過程確定：獲取所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像；對所述矢狀面皮膚線確定的第二醫學圖像橫斷面的每個片層進行二維腐蝕處理，保留面積大于第一設定面積閾值的連通域；對所述保留的面積大于第一設定面積閾值的連通域進行二維膨脹處理，并根據二維膨脹處理后的連通域確定所述第二醫學圖像的橫斷面皮膚線。6.根據權利要求1所述的肺組織分割方法，其特征在于，所述肺組織的分割結果通過如下過程獲得：在所述連通域的橫斷面獲取高灰度值連通域的邊界像素點；在所述邊界像素點圍成的連通域內獲取橫斷面分割圖像和冠狀面分割圖像，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鵬程，姜孌，李強，
申請(專利權)人：上海聯影醫療科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31