结肠图像分割方法及装置制造方法及图纸

一种结肠图像分割方法及装置，所述方法包括：获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；从所述二维扫描横断面图像中分割出结肠内的空气区域和液体区域；以分割出的液体区域内的液体点为种子点，反向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域；如果是，则利用探测到的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域,以完成结肠图像分割。采用上述方法及装置可提高结肠图像分割的完整性。

【技术实现步骤摘要】
结肠图像分割方法及装置
本专利技术涉及医学图像处理
，尤其涉及一种结肠图像分割方法及装置。
技术介绍
随着医学图像处理和三维可视化技术的发展，虚拟内窥镜以其非入侵性、可重复性等明显优势获得广泛的应用。虚拟内窥镜技术已被应用到许多临床实验和各种医学诊断中，主要集中在那些具有空腔组织结构的器官上，如结肠、气管、血管、内耳等。例如，虚拟内窥镜提供了一种微创的结肠检查方式，可提前检测出肠内息肉，预防结肠癌的发生。虚拟内窥镜通过计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）等医学扫描设备获取人体的断层扫描数据，使用图像处理技术，可以重建出三维图像，形成虚拟人体组织。然后把视点置入人体器官内甚至血管中进行虚拟漫游，变动视距、调整视角，对视点前方组织进行动态实时绘制和显示，帮助医生在计算机屏幕上完成内窥镜检查。图像分割是指将图像中具有特殊含义的不同区域区分开来，利用图像特征的差别可以区分图像中的不同组织器官。结肠图像分割在虚拟内窥镜应用中具有重要的意义，它是后续结肠的三维图像重建和虚拟漫游的基础和前提。本专利技术专利技术人发现，现有的结肠图像分割方法容易造成肠段丢失。例如，公开号为CN101295404A的中国专利申请，公开了一种虚拟内窥镜的混合组织图像全自动分割方法，其中选择合适的空气阈值和肠内残留液阈值，利用阈值法去除小肠，初步分割出肠内空气区域，利用一个垂直滤波器（VerticalFilter）消除空气和肠内残留液体之间的局部容积效应，利用区域生长算法进行肠内液体分割。专利技术人发现，上述的结肠图像分割方法，在肠内空气区域分割过程中,采用阈值法去除小肠时，容易造成结肠段区域丢失，影响后续的结肠检查。
技术实现思路
本专利技术针对现有结肠图像分割方法容易造成肠断丢失的问题，提供一种结肠图像分割方法及装置，能够提高结肠图像分割的完整性。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种结肠图像分割方法，所述方法包括：获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；从所述二维扫描横断面图像中分割出结肠内的空气区域和液体区域；以分割出的液体区域内的液体点为种子点，反向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域；如果是，则利用探测到的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域,以完成结肠图像分割。可选的，所述利用分割出的液体点反向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域，包括：求取液体区域的边界体素；从各个边界体素点依次沿图像中探测出液体区域的反方向，以预设的距离进行探测；如果探测到的有体素的灰度值在空气灰度值范围内，且所述体素不在所述分割出的结肠内的空气区域中，则所述肠段区域丢失，否则没有丢失。可选的，所述分割出结肠内的空气区域和液体区域包括：分割出所述结肠内的空气区域；以所述结肠内空气区域中的空气点为种子点，进行探测，判断是否有液体点存在；如果存在液体点，利用探测到的液体点为种子点，进行区域生长，分割出液体区域。可选的，所述以分割出的结肠内空气区域中的空气点为种子点，进行探测，判断是否有液体点存在，具体为：求取结肠内空气区域的边界体素；从各个边界体素依次沿图像第一方向以预设距离进行探测；如果探测到有体素的灰度值在液体灰度值的范围内，则液体点存在，否则液体点不存在。可选的，在分割出所述结肠内的空气区域后，还包括：根据人体解剖结构，判断直肠段区域是否丢失；如果丢失，则找出面积大于预设面积阈值且重心位置位于预设区域内的直肠内的空气区域，以所述直肠内空气区域重心位置的空气点为种子点进行区域生长，补偿出直肠段区域。可选的，所述找出面积大于预设阈值且重心位置位于预设区域内的直肠内的空气区域，以所述直肠内的空气区域重心位置的空气点为种子点进行区域生长，补偿出直肠段，具体为：沿人体脚部到头部的方向在二维扫描横断面图像上逐层寻找，在横断面图像上找出除背景区域外面积最大的空气区域；判断找出的所述空气区域的面积是否大于预设面积阈值；如果是，则判断所述空气区域的重心是否位于横断面图像的中心区域；在所述空气区域的重心位于所述横断面的中心区域时，以所述重心位置的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出直肠段区域。可选的，在分割出所述结肠内的空气区域时，包括：采用阈值分割去除掉肠段尺寸参数小于预设阈值的肠段区域。为解决上述问题，本专利技术实施例还提供了一种结肠图像分割装置，所述装置包括：图像数据获取单元，用于获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；第一分割单元，用于从所述二维扫描横断面图像中分割出结肠内的空气区域；第二分割单元，用于在所述第一分割单元分割出所述结肠区域内的空气区域后进一步分割出液体区域；第一补偿单元，用于以分割出的液体区域的液体点反向探测空气点，判断是否有结肠段区域丢失，并在结肠段区域丢失时，以探测到的空气点为种子点进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域，以完成结肠图像分割。可选的，所述第一补偿单元包括：边界体素求取模块，用于求取液体区域的边界体素；反向探测模块，用于从各个边界体素点依次沿图像中探测出液体区域的反方向，以预设的距离进行探测；第一判断模块，用于判断探测到有体素的灰度值是否在空气灰度值范围内且所述体素不在所述分割出的结肠内的空气区域中，如果有体素的灰度值在空气灰度值范围内，且所述体素不在所述分割出的结肠内的空气区域中，则确定所述结肠肠段区域丢失；否则，确定所述结肠段区域没有丢失；第一区域生长模块，用于在第一判断模块确定所述结肠段区域丢失时，以探测到的空气点为种子点进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域。可选的，所述结肠图像分割装置还包括：第二补偿单元，用于在所述第一分割单元分割出结肠内的空气区域后，根据人体解剖结构，判断直肠段区域是否丢失；并在确定直肠段区域丢失时，找出面积大于预设面积阈值且重心位置位于预设区域内的直肠内的空气区域，以所述直肠内空气区域重心位置的空气点为种子点进行区域生长，补偿出直肠段区域。可选的，所述第二补偿单元包括：搜索模块，用于沿人体脚部到头部的方向在二维扫描横断面图像中逐层搜索，在横断面图像中找出除背景区域外的面积最大的空气区域；第二判断模块，用于判断所述搜索模块找出的空气区域面积是否大于预设面积阈值；第三判断模块，用于判断面积大于预设面积阈值的空气区域的重心是否位于所述横断面图像的中心区域；第二区域生长模块，用于在所述第三判断模块判断所述找出的空气区域的重心位于所述横断面的中心区域时，以所述空气区域重心位置的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出直肠段区域。可选的，所述第一分割单元包括：小肠去除模块，用于去除掉分割出结肠内的空气区域后的结肠图像中肠段尺寸参数小于预设阈值的肠段区域。采用上述技术方案，在进行液体区域分割过程中，利用肠内液体点进行反向探测，即沿液体区域分割的反方向进行分割，判断是否有丢失的结肠段区域，并以探测到的空气点为种子点进行区域生长，从而补偿出丢失的结肠段区域，因此可以提高结肠图像分割的完整性。此外，在进行空气区域分割过程中，根据人体解剖结构，判断直肠段区域是否丢失，并在丢失时，找出除背景区域外面积大于预设面积阈值且其重心位置位于预设区域内的空气区域，以所述空气区域的重心为种子点进行区域生长，从而补偿出直肠段区域，可以避免乙状结肠细窄而造成肛门处直肠段区域丢失的情况，可以提高结肠图像分割的完整性。附图说明图1是本专利技术实施例一中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结肠图像分割方法，其特征在于，包括：获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；从所述二维扫描横断面图像中分割出结肠内的空气区域和液体区域；以分割出的液体区域内的液体点为种子点，反向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域；如果是，则利用探测到的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域,以完成结肠图像分割。

【技术特征摘要】
1.一种结肠图像分割方法，其特征在于，包括：获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；从所述二维扫描横断面图像中分割出结肠内的空气区域和液体区域；以分割出的液体区域内的液体点为种子点，沿探测出液体区域的反方向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域；如果是，则利用探测到的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出丢失的结肠段区域,以完成结肠图像分割；在分割出所述结肠内的空气区域后，还包括：根据人体解剖结构，判断直肠段区域是否丢失；如果丢失，沿人体脚部到头部的方向在二维扫描横断面图像上逐层寻找，在横断面图像上找出除背景区域外面积最大的空气区域；判断找出的所述空气区域的面积是否大于预设面积阈值；如果是，则判断所述空气区域的重心是否位于横断面图像的中心区域；在所述空气区域的重心位于所述横断面的中心区域时，以所述重心位置的空气点为种子点，进行区域生长，补偿出直肠段区域。2.如权利要求1所述的结肠图像分割方法，其特征在于，所述以分割出的液体区域内的液体点为种子点，沿探测出液体区域的反方向探测空气点，判断是否丢失结肠段区域，包括：求取液体区域的边界体素；从各个边界体素点依次沿图像中探测出液体区域的反方向，以预设的距离进行探测；如果探测到的有体素的灰度值在空气灰度值范围内，且所述体素不在所述分割出的结肠内的空气区域中，则所述肠段区域丢失，否则没有丢失。3.如权利要求1所述的结肠图像分割方法，其特征在于，所述分割出结肠内的空气区域和液体区域包括：分割出所述结肠内的空气区域；以所述结肠内空气区域中的空气点为种子点，进行探测，判断是否有液体点存在；如果存在液体点，利用探测到的液体点为种子点，进行区域生长，分割出液体区域。4.如权利要求3所述的结肠图像分割方法，其特征在于，所述以所述结肠内空气区域中的空气点为种子点，进行探测，判断是否有液体点存在，具体为：求取结肠内空气区域的边界体素；从各个边界体素依次沿图像第一方向以预设距离进行探测；如果探测到有体素的灰度值在液体灰度值的范围内，则液体点存在，否则液体点不存在。5.如权利要求1所述的结肠图像分割方法，其特征在于，在分割出所述结肠内的空气区域时，包括：采用阈值分割去除掉肠段尺寸参数小于预设阈值的肠段区域。6.一种结肠图像分割装置，其特征在于，包括：图像数据获取单元，用于获取结肠的二维扫描横断面图像数据集；第一分割...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟晓林，王帅，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31