一种胸部数字影像的心胸比测量算法及系统技术方案

技术编号:11639177 阅读:245 留言:0更新日期:2015-06-24 14:43
本发明专利技术公开了一种胸部数字影像的心胸比测量算法及系统,该方法具体包括如下步骤:对加载的胸部影像进行校准;对校准图像进行下采样和横向的均值滤波处理得到预处理后图像;对预处理后图像中每个像素点进行检测得到行数据候选峰值点并进行二值化处理;生长出肺部左右两侧的边缘线条;对肺尖待搜索列扫描得到列数据候选峰值点,得到肺尖位置;对心肺感兴趣区域进行分割得到心脏区域和肺部区域的分割;利用分割图像中的心脏和肺部区域计算心胸比和心胸面积比。本发明专利技术运算效率高,且有很好的鲁棒性,能够准确的测量患者心胸比和心胸面积比,对心脏肥大等疾病进行辅助诊断,提高医生工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字医学影像处理领域,具体涉及一种胸部数字影像的心胸比测量算 法及系统。本专利技术用于分割心肺区域测量患者心胸比和心胸面积比,测量结果可用于对心 脏肥大等疾病进行辅助诊断。 背景介绍 医疗成像是解译人体不同器官健康状况的一种先进的技术,数字化X光胶片已经 成为一种流行的诊断不同病症的方法。由于成本较低,可广泛使用于健康检查和不同病症 的第一诊断依据。 临床中,胸部影像常用于评估心脏和肺部区域的诸如心脏肥大等疾病。评估心脏 肥大有很多种诊断指标,其中心胸比(cardiothoracic ratio,CTR)是放射科医生通常诊查 标准诊断指标,其定义为是心脏横向最大直径和左右肺叶的横向最大直径的比值;另一个 更加直观的诊断指标--心胸面积比(cardiothoracic area ratio,CTAR)定义为心脏面 积和肺部感兴趣区域的面积的比值。 最早的心胸比指标评估是依靠医生肉眼对胶片的观察与判断,判断依据是医生的 经验,容易受到其他各种主观因素的影响,操作不方便且工作效率较低。数字化胶片投入使 用以来,国内外研宄人员开发了不同的基于计算机的心胸比测量技术。目前的心胸比测量 技术大致分为三类:(1)第一类方法通过医生在数字化胶片上手动的标记心脏范围和肺部 范围,计算机进行运算得出结果。这种方法本质上与早期的基于胶片的诊断方法类似,工作 效率并没有得到提高;(2)第二类方法利用图像的像素灰度信息进行心肺区域的分割,固 定的将图像中像素分为两类。由于心肺区域会受到其他组织的干扰,导致基于灰度的分割 精度较低。(3)第三类方法基于心肺的多模匹配方法。胸片影像在身体各器官交界处会有 平滑过度的特点,基于多模匹配的分割方法在这种渐入渐出的图像特点下很难达到精确的 匹配效果,并且在患者和成像条件的多样化使得这样的方法无法在精度和时间复杂度上达 到很好的平衡。综上,这些方法均无法同时满足高精度、实时性和自动化的要求。
技术实现思路
针对上述技术中存在的缺陷或不足,本专利技术提供了一种胸部数字影像的心胸比自 动测量算法。 为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案予以解决: -种胸部数字影像的心胸比测量算法,具体包括如下步骤: 步骤1 :对加载的胸部影像进行校准,得到校准后图像; 步骤2 :对校准图像进行下采样和横向的均值滤波处理,得到预处理后图像; 步骤3 :对步骤2得到的预处理后图像Xf中每个像素点进行检测得到行数据候选 峰值点,根据行数据候选峰值点对预处理后图像进行二值化处理,得到肺部边缘感兴趣点 的二值图像; 步骤4:利用肺部边缘感兴趣点的二值图像Xi中的所有肺部边缘感兴趣点,生长 出肺部左右两侧的边缘线条; 步骤5 :从步骤2得到的预处理后图像选取肺尖待搜索列,对肺尖待搜索列进行扫 描,得到列数据候选峰值点,由列数据候选峰值点得到肺尖位置; 步骤6 :由步骤4得到的肺部左右两侧边缘线条和步骤5得到的肺尖位置确定心 肺感兴趣区域,对心肺感兴趣区域进行分割得到心脏区域和肺部区域的粗略分割;对心肺 感兴趣区域图像进行边缘检测得到边缘图像,利用边缘图像得到精确的分割图像; 步骤7 :利用步骤6得到的精确的分割图像中的心脏和肺部区域计算心胸比和心 胸面积比。 进一步的,所述步骤1的具体步骤如下: I. 1)横向校准:加载大小为MXN的胸部影像,对所述胸部图像由上向下的第 行的左、右两端分别向中间进行逐个像素扫描,分别得到左、右两个灰度大于50的像素点, 两个所述像素点的横坐标分别为氏、若这两个像素点距离胸部影像边界的像素数均超 过16,则将胸部影像中第B1-Ie列左边的所有列以及第Β,16列右边的所有列的像素删除, 横向校准完成; 1. 2)纵向校准:分别沿经过横向校准后的胸部影像的第氏+16和Β,-16列进 行像素扫描,分别遇到两列中第一个灰度大于50的纵坐标&和S J亭止,计算二者均值【主权项】1. 一种胸部数字影像的心胸比测量算法,其特征在于,具体包括如下步骤: 步骤1 :对加载的胸部影像进行校准,得到校准后图像; 步骤2 :对校准图像进行下采样和横向的均值滤波处理,得到预处理后图像; 步骤3 :对步骤2得到的预处理后图像&中每个像素点进行检测得到行数据候选峰值 点,根据行数据候选峰值点对预处理后图像进行二值化处理,得到肺部边缘感兴趣点的二 值图像; 步骤4:利用肺部边缘感兴趣点的二值图像Xi中的所有肺部边缘感兴趣点,生长出肺 部左右两侧的边缘线条; 步骤5 :从步骤2得到的预处理后图像选取肺尖待搜索列,对肺尖待搜索列进行扫描, 得到列数据候选峰值点,由列数据候选峰值点得到肺尖位置; 步骤6 :由步骤4得到的肺部左右两侧边缘线条和步骤5得到的肺尖位置确定心肺感 兴趣区域,对心肺感兴趣区域进行分割得到心脏区域和肺部区域的粗略分割;对心肺感兴 趣区域图像进行边缘检测得到边缘图像,利用边缘图像得到精确的分割图像; 步骤7 :利用步骤6得到的精确的分割图像中的心脏和肺部区域计算心胸比和心胸面 积比。2. 如权利要求1所述的胸部数字影像的心胸比测量算法,其特征在于,所述步骤1的具 体步骤如下: I. 1)横向校准:加载大小为MXN的胸部影像,对所述胸部图像由上向下的第行的 J 左、右两端分别向中间进行逐个像素扫描,分别得到左、右两个灰度大于50的像素点,两个 所述像素点的横坐标分别为若这两个像素点距离胸部影像边界的像素数均超过16, 贝IJ将胸部影像中第B1-Ie列左边的所有列以及第B,16列右边的所有列的像素删除,横向校 准完成; 1. 2)纵向校准:分别沿经过横向校准后的胸部影像的第1+16和4-16列进行像素扫 描,分别遇到两列中第一个灰度大于50的纵坐标&和S J亭止,计算二者均值*S = 若 第S行距离上端边界像素数超过16,则删除第S-16行以上的行像素,纵向校准完成,得到校 准后图像。3. 如权利要求1所述的胸部数字影像的心胸比测量算法,其特征在于,所述步骤2的具 体步骤如下: 2. 1)对步骤1得到的校准后图像采用双线性插值法进行滤波处理,得到大小为 256X256的下采样图像X d; 2. 2)对下采样图像&中每一坐标位置(i,j)的像素进行横向的1X3均值滤波处理, 得到大小为256X256的预处理后图像Xf;其中,对下采样图像X ,中每一坐标位置(i,j)的 像素进行横向的1X3均值滤波处理是指利用以下公式进行处理:式中,Xu为当前位置在下采样图像Xd中的灰度,y u为当前位置的滤波处理结果。4. 如权利要求1所述的胸部数字影像的心胸比测量算法,其特征在于,所述步骤3的具 体步骤如下: 3. 1)将步骤2得到的预处理后图像Xf中的每行由左至右逐个像素扫描,对于每行中每 一像素与其所在行中前一像素的像素值做一阶差分运算得到当前像素对应的差分结果;若 当前像素对应的差分结果与其前一像素对应的差分结果的正负符号不同,则认为当前像素 是行数据候选峰值点IV其中,P为灰度,下标j表示当前像素在其所处行中的位置; 3. 2)对于每个行数据候选峰值点Pj,取距离其左、右为5的两个像素 Pj_5和p j+5,按照 以下公式计算本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种胸部数字影像的心胸比测量算法,其特征在于,具体包括如下步骤:步骤1:对加载的胸部影像进行校准,得到校准后图像;步骤2:对校准图像进行下采样和横向的均值滤波处理,得到预处理后图像;步骤3:对步骤2得到的预处理后图像Xf中每个像素点进行检测得到行数据候选峰值点,根据行数据候选峰值点对预处理后图像进行二值化处理,得到肺部边缘感兴趣点的二值图像;步骤4:利用肺部边缘感兴趣点的二值图像Xi中的所有肺部边缘感兴趣点,生长出肺部左右两侧的边缘线条;步骤5:从步骤2得到的预处理后图像选取肺尖待搜索列,对肺尖待搜索列进行扫描,得到列数据候选峰值点,由列数据候选峰值点得到肺尖位置;步骤6:由步骤4得到的肺部左右两侧边缘线条和步骤5得到的肺尖位置确定心肺感兴趣区域,对心肺感兴趣区域进行分割得到心脏区域和肺部区域的粗略分割;对心肺感兴趣区域图像进行边缘检测得到边缘图像,利用边缘图像得到精确的分割图像;步骤7:利用步骤6得到的精确的分割图像中的心脏和肺部区域计算心胸比和心胸面积比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张迪白霖抒申田李云峰张孝林
申请(专利权)人:西安华海盈泰医疗信息技术有限公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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