分离医学图像的区域的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种分离医学图像的区域的方法及设备。区域分离设备设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组由所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的体素来组成，分别对体素节点和开始节点之间的链路和体素节点和结束节点之间的链路加权；将在最短路径上的加权值最小化的链路断开，而将医学图像分离为两个区域，所述最短路径是将所述开始节点和结束节点连接的路径的总加权值最小化的路径。

Method and equipment of separating medical image area

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离医学图像的区域的方法及设备
本专利技术涉及将三维医学图像包含的各种生物器官的区域自动分离的方法及设备。
技术介绍
通过电子计算机断层扫描(CT,computedtomography)设备、磁共振成像(MRI,MagneticResonanceImaging)设备等可获得三维医学图像。只有在三维医学图像上正确判断生物器官(例如，肺、气道等)或病变(例如，肿瘤等)的解剖学位置，才能正确制定治疗及手术计划，在医学图像上很难自动区分2毫米以下的小支气管或以1毫米以下的薄膜的空隙来区分的肺叶等的生物器官区域。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种在医学图像上可以正确地分离生物器官的三维解剖学位置的方法和设备。技术方案为实现上述的技术效果，根据本专利技术实施例的一方面，提供一种分离医学图像的区域的方法，包括：接收医学图像；设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组由所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的体素来组成；分别对将显示所述医学图像的每个体素的体素节点与开始节点和结束节点连接的链路加权，基于体素节点连接的节点的类型和体素节点属于的种子组的类型来决定加权值；基于所述医学图像的体素之间的信号强度差异和距离中至少一个，决定用于连接体素节点之间的链路的加权值；以及直到所述医学图像的体素节点被断开链路分离为两个区域为止，反复将最短路径的加权值最小化的链路判定为断开链路，所述最短路径是将所述开始节点和结束节点连接路径的总加权值最小化的路径。为实现上述的技术效果，根据本专利技术实施例的一方面，提供一种分离医学图像的区域的区域分离设备，包括：接收模块，接收医学图像；种子设定模块，设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组由所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的体素来组成；第一加权值决定模块，分别对将显示所述医学图像的每个体素的体素节点与开始节点和结束节点连接的链路加权，基于体素节点连接的节点的类型和体素节点属于的种子组的类型来决定加权值；第二加权值决定模块，基于所述医学图像的体素之间的信号强度差异和距离，决定用于连接体素节点之间的链路的加权值；以及分离模块，直到所述医学图像的体素节点被断开链路分离为两个区域为止，反复将最短路径的加权值最小化的链路判定为断开链路，所述最短路径是将所述开始节点与结束节点连接路径的总加权值最小化的路径的。有益效果根据本专利技术，在医学图像上可以以体素单位正确分离生物器官的区域。通过利用体素的信号强度的相似度或者对信号强度变化的方向性等设定的体素的种子组，可以分离出更加正确的医学图像。在三维医学图像上体素之间的距离不一定时也可以分离正确的医学图像的区域。附图说明图1为本专利技术实施例提供的拍摄三维人体图像，并处理的系统的实施例的示意图。图2为本专利技术实施列提供的区域分离设备的结构的示意图。图3至图5为本专利技术实施例提供的为分离医学图像的区域，从用户接收对种子组的选择的示意图。图6为本专利技术实施例提供的为分离医学图像的区域通过区域生长法设定种子组的方法的示意图。图7为本专利技术实施例提供的为分离医学图像的区域利用形态特征设定种子组的方法的示意图。图8为本专利技术实施例提供的为分离医学图像的区域的节点图的示意图。图9为本专利技术实施例提供的分离医学图像的区域的示意图。图10为本专利技术实施例提供的分离医学图像的区域的流程图。图11和图12示出本专利技术实施例提供的分离医学图像的区域的结果。具体实施方式在下文中，结合附图对本专利技术的分离医学图像区域的方法及设备做进一步的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的拍摄三维人体图像，并处理的系统的实施例的示意图。参照图1，本专利技术系统大致包括图像拍摄设备(100)、区域分离设备(110)、输出设备(120)。图像拍摄设备(100)是拍摄生命体内部的三维图像的设备，一般而言是电子计算机断层扫描设备、磁共振成像设备等但不限于此，包括所有可获得生命体内部的三维图像的设备。区域分离设备(110)接收图像拍摄设备(100)拍摄的三维医学图像，并抽出需要的区域等按照各种目的加工并处理所接收的医学图像。本实施例显示区域分离设备(110)直接接收图像拍摄设备(100)拍摄的图像，但不限于此，通过各种电子媒介(例如，CD(compactdisc),DVD(DigitalVersatileDisc),USB内存等)均可以接收医学图像。分离图像设备(110)可以将医学图像以DICOM(DigitialImagingandCommunicationinMedicine)文件形式接收。输出设备(120)一般包括显示器，输出区域分离设备(110)加工处理的图像。输出设备(120)可以与区域分离设备(110)配置为一体机，或者通过有无线网络与区域分离设备(110)连接，可以显示从区域分离设备(110)收到的图像。图2为本专利技术实施列提供的区域分离设备的结构的示意图。参照图2，区域分离设备(110)包括接收模块(200)、种子设定模块(210)、第一加权值决定模块(220)、第二加权值决定模块(230)、分离模块(240)。接收模块(200)接收三维医学图像。三维医学图像包含体素，用信号强度的对比显示每个组织。例如，在电子计算机断层扫描图像上肺部组织的信号强度大约是-400HU(HounsfieldUnit)以下，有空气的气道的内部信号强度大约是-950HU。在某一个实施例中，接收模块(200)可以对三维医学图像进行预处理。通过预处理过程可消除在医学图像上的噪音而完善画质。在现有技术中有各种预处理方法。例如，接收模块(200)利用各向异性扩(anisotropicdiffusion,AD)散滤可以进行预处理。AD滤波是一种在保持可靠边界的同时有效地消除噪声的算法，已经广泛使用因此对此不做详细描述。不过，AD过滤过程中需要决定迭代次数(i)和过滤强度(k)，例如可以设定为i＝1,k＝∞。种子设定模块(210)设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组包含所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的几个体素。要从三维医学图像分离的生物组织器官(例如，支气管、肺叶、肝血管、骨头等各种人体内的脏器)的区域是有体积的空间，与从二维图像单纯地分离特定区域不同。例如，用CT拍摄的三维医学图像是将X-Y平面沿着Z轴以一定的时间间隔拍摄的，因此分离三维医学图像的区域不是从一个X-Y平面图像单纯地分离区域，而是沿着Z轴分离一定体积的空间。因此，本实施例提供设定包括从分离对象区域选择的至少一个以上的体素的第一种子组和包括从其他区域选择的至少一个以上的体素的第二种子组，并利用这一步骤的分离区域的方法。为了提高区域分离的质量，首先需要正确地设定第一种子组和第二种子组。种子设定模块(210)可以从用户接收对第一种子组和第二种子组的选择，或利用某个算法自动设定第一种子组和第二种子组。图3至图5示出用户选择种子组的方法的一个实施例，图6和图7示出通过算法自动设定种子组的方法的一个实施例。对设定种子的具体方法，结合图3至图7描述。第一加权值决定模块(220)分别对将体素节点与假设的开始节点和结束节点连接的链路加权，所述体素节点与医学图像包含的每个体素对应。开始节点和结束节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离医学图像区域的方法，其特征在于，包括：接收医学图像；设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组由所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的体素来组成；分别对将显示所述医学图像的每个体素的体素节点与开始节点和结束节点连接的链路加权，基于体素节点连接的节点的类型和体素节点属于的种子组的类型来决定加权值；基于所述医学图像的体素之间的信号强度差异和距离中至少一个，决定连接体素节点之间的链路的加权值；以及直到所述医学图像的体素节点被断开链路分离为两个区域为止，反复将在最短路径上的加权值最小化的链路判定为断开链路，所述最短路径是将所述开始节点和结束节点连接的路径的总加权值最小化的路径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分离医学图像区域的方法，其特征在于，包括：接收医学图像；设定第一种子组和第二种子组，其中，所述第一种子组和第二种子组由所述医学图像的体素中的分别属于分离对象区域和其他区域的体素来组成；分别对将显示所述医学图像的每个体素的体素节点与开始节点和结束节点连接的链路加权，基于体素节点连接的节点的类型和体素节点属于的种子组的类型来决定加权值；基于所述医学图像的体素之间的信号强度差异和距离中至少一个，决定连接体素节点之间的链路的加权值；以及直到所述医学图像的体素节点被断开链路分离为两个区域为止，反复将在最短路径上的加权值最小化的链路判定为断开链路，所述最短路径是将所述开始节点和结束节点连接的路径的总加权值最小化的路径。2.根据权利要求1所述的分离医学图像区域的方法，其特征在于，所述设定第一种子组和第二种子组的步骤包括：将所述医学图像显示在屏幕上；通过所述屏幕，从用户接收对点、线或面的选择；将与所述点、线或面对应的体素设定为所述第一种子组或第二种子组。3.根据权利要求1所述的分离医学图像区域的方法，其特征在于，所述设定第一种子组和第二种子组的步骤包括：在所述医学图像上基于预定的体素的信号强度的上限值将属于从种子点扩展的区域的体素设定为所述第一种子组或第二种子组。4.根据权利要求1所述的分离医学图像区域的方法，其特征在于，所述设定第一种子组和第二种子组的步骤包括：在所述医学图像上将属于面、线或块区域的体素设定为第一种子组或第二种子组，所述面、线或块区域是基于体素的信号强度对各个方向的变化的方向性被判定的。5.根据权利要求1所述的分离医学图像区域的方法，其特征在于，关于将所述开始节点与所述第一种子组的体素节点连接的链路的第一加权值、将所述开始节点与所述第二种子组的体素节点连接的链路的第二加权值、将所述开始节点与不属于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相准，李斗熙，
申请(专利权)人：脉得谱株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR