基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法技术

本发明专利技术公开一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，包括进行二值化处理，得到二值化图像序列；遍历二值化图像序列，找出最大连通域，找出肩膀所在层；计算出最大投影停止层；将CT图像序列从头顶到最大投影停止层MS按照预设的高阈值进行二值化，然后进行投影叠加，生成投影模版；对投影模版进行连通域判断，找出面积最大的连通域，成为一个初始头部模版图像，把初始头部模版图像以最大头围向上扩展，得到最终的头部模版图像；将待处理的CT图像序列的头顶部到肩膀所在层用头部模版图像进行映射，获得去除头套后的CT图像。本发明专利技术解决了三维可视化中头套干扰的问题，方便了医生诊断，对医学的三维可视化的发展有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法
本专利技术属于医学图像处理
，尤其涉及一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法。
技术介绍
在医学诊断中，医务人员通过观察多组二维(2D)断层图像，在大脑中进行三维(3D)数据的重建，以此来确定病变体的空间结构。这就难以准确确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织之间的关系。所以三维可视化技术已经对于临床医学的精确诊断以及手术计划起着越来越重要的作用。但是单纯的三维可视技术并不能满足医护人员的需求。比如在病人做头颈部的CT时，为了防止头部移动，都会给病人带个头套。所以拍出的CT片子里都会带有头套的影像，如果二维断层中的影像，这些带头套的影像不会影响医生诊断。可在三维可视化中，头套将会直观的显示头颈部的后方，如果病人有颈椎增生或头颅骨折等被头套遮挡或干扰的病变，医生将会很难定位感兴趣区域。通常诊断医生解决被头套干扰的方式，是让医护人员通过虚拟手术刀来慢慢把头套手工切割去除，这样会浪费大量精力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，解决了三维可视化中头套带来的干扰，方便医生诊断。本专利技术采用如下技术方案实现：一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，其包括步骤：A、将待处理的CT图像序列按预设的低阈值进行二值化处理，得到二值化图像序列；B、遍历二值化图像序列，找出最大连通域，计算最大连通域两端离图像边界的距离，如果距离小于预设距离则认为是肩膀，得到肩膀所在层；C、利用公式MS＝(Size+2*S)/3计算出最大投影停止层MS，其中Size为CT图像序列的层数，S为肩膀所在层；D、将CT图像序列从头顶到最大投影停止层MS按照预设的高阈值进行二值化，然后进行投影叠加，生成投影模版；E、对投影模版进行连通域判断，找出面积最大的连通域，成为一个初始头部模版图像，把初始头部模版图像以最大头围向上扩展，得到最终的头部模版图像；F、将待处理的CT图像序列的头顶部到肩膀所在层用最终的头部模版图像进行映射，获得去除头套后的CT图像。其中，步骤A还包括二值化孔洞填充的步骤。其中，所述二值化孔洞填充的步骤具体包括：将二值化图像反色处理后，从某一像素点开始进行遍历，当遇到第一个非0值的像素点是停止遍历；从这个非0值的像素点开始进行种子算法，将所有与之相连的非0点设置成一个块，形成一个连通区域；将这个连通区域内所有像素点的值设定为0并反色处理。其中，步骤A还包括利用开运算断开CT图像中头套带子与头部的连接。其中，预设的低阈值为700HU。其中，预设距离设置为2个像素的距离。其中，预设的高阈值为1224HU。其中，步骤B中找出最大连通域的步骤包括：对二值化图像进行四领域标记；计算出每个标记的面积，最后找到面积最大的域就是最大连通域。其中，对二值化图像进行四领域标记的步骤包括：从左向右，从上到下扫描二值化图像，判断每个像素点四领域中的左、上有没有点，如果没有则认为是个新区域的开始。；如果此像素点四领域中的最左有像素点而上没有像素点，则标记此像素点为最左值，如果此像素点四领域的最左没有像素点而上有像素点，则标记此像素点为最上点的值；如果此像素点的四领域中最左和最上都有像素点，则标记此像素点为这2个像素点中最小的标记点，并修改大标记为小标记。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出基于头颈部CT图像自动去除头套的实现方案，综合了计算机强大的计算能力，解决了三维可视化中头套干扰的问题，方便了医生诊断，对医学的三维可视化的发展有重要的意义。附图说明图1是本专利技术一个较佳实施例的实现流程示意图。图2A和图2B分别是进行开运算前后的头套部图像示意图。图3是初始头部模版图像的示意图。图4是预先制作的头部模版图像的示意图。图5A和图5B所示分别为待处理的CT图像及去除头套后的CT图像的示意图。具体实施方式本专利技术提出一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，是通过预先制作头部模版图像、利用预先制作头部模版图像对头颈部CT图像去除头套，从而解决了三维可视化中头套带来的干扰，方便医生诊断。如图1所示，在本专利技术一个较佳实施例中，步骤S1～S6为预先制作头部模版图像的实现流程，步骤S7为对CT图像自动去除头套的处理流程。具体来说，本专利技术包括如下实现步骤：步骤S1、对待处理的CT图像进行预处理。首先，将待处理的CT图像序列按预设的低阈值进行二值化处理。其中，预设的低阈值取为700HU值(HU为CT单位，可以描述图像的亮度，在这里取700是通过大量数据统计得到，这个阈值能最大的包含头部骨骼所有的信息)。将CT图像序列中低于700H的像素认为是背景，全部置0；高于700H的像素认为是包含头部骨骼所有的信息，全部置为1，即完成二值化处理，得到二值化图像。其次，二值化图像中有些低密度组织会形成空洞，必须进行二值化孔洞填充。空洞就是不与大背景联通却具有大背景颜色的像素。这里用的是种子填充法进行填充，首先假定封闭轮廓线内的某点是已知的，然后开始搜索与种子点相邻且位于轮廓线内的点，若相邻点不在轮廓线内，那么就达到轮廓线的边界，若相邻点位于轮廓线之内则该带你成为新的种子点，然后继续搜索下去，最后达到要求。具体来说，二值化孔洞填充是通过如下步骤实现：将二值化图像反色处理后，从某一像素点开始进行遍历，当遇到第一个非0值的像素点是停止遍历；从这个非0值的像素点开始，进行种子算法，将所有与之相连的非0点设置成一个块，形成一个连通区域；将这个连通区域内所有像素点的值删除(即设定为0)并反色处理。最后，如果头套用的带子密度比较大，那么头套和头部就有粘连的情况。为了解决这个问题这里用到了半径为2的模版进行用开运算，如图2A和图2B分别是进行开运算前后的头套部图像示意图。开运算属于形态学图像处理，是先腐蚀后膨胀。开运算的作用是断开窄小的连接，并保持面积大小不变。开运算的公式是：上述开运算公式中，X是图像，B是模版。OPEN(X，B)和XB是开运算的不同表示方式，XоB中的о是开运算的符号。是图像腐蚀的符号。是图像膨胀的符号。其中，模版是半径为2的圆形模版(可以看做是一个二值化的图像)，其表示为：其中B代表半径为2的圆形模版(可以看做二值化的图形)，0是代表像素为0的值。1是代表像素为1的值。步骤S2、遍历每个预处理后的二值化图像序列，找出最大连通域，计算最大连通域两端离图像边界的距离，如果距离小于预设距离则认为是肩膀，得到肩膀所在层S。这里的预设距离设置为2个像素，如果小于2个像素则则认为是肩膀的位置。其中，找出最大连通域的方法如下：首先要对二值化图像进行四领域标记，标记的过程包括(1)(2)和(3)。(1)从左向右，从上到下扫描图像，判断每个点四领域中的左、上有没有点，如果没有则认为是个新区域的开始。(2)如果此点四领域中的最左有点，上没有点，则标记此点为最左值，如果此点四领域的最左没有点，上有点，则标记此点为最上点的值。(3)如果此点的四领域中最左、最上都有点，则标记此点为这2个中的最小的标记点，并修改大标记为小标记。通过(1)(2)和(3)这三个过程给二值化图像做标记，然后计算出每个标记的面积，最后找到面积最大的域就是最大连通域。步骤S3、通过函数求出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：A、将待处理的CT图像序列按预设的低阈值进行二值化处理，得到二值化图像序列；B、遍历二值化图像序列，找出最大连通域，计算最大连通域两端离图像边界的距离，如果距离小于预设距离则认为是肩膀，得到肩膀所在层；C、利用公式MS＝(Size+2*S)/3计算出最大投影停止层MS，其中Size为CT图像序列的层数，S为肩膀所在层；D、将CT图像序列从头顶到最大投影停止层MS按照预设的高阈值进行二值化，然后进行投影叠加，生成投影模版；E、对投影模版进行连通域判断，找出面积最大的连通域，成为一个初始头部模版图像，把初始头部模版图像以最大头围向上扩展，得到最终的头部模版图像；F、将待处理的CT图像序列的头顶部到肩膀所在层用最终的头部模版图像进行映射，获得去除头套后的CT图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：A、将待处理的CT图像序列按预设的低阈值进行二值化处理，得到二值化图像序列；B、遍历二值化图像序列，找出最大连通域，计算最大连通域两端离图像边界的距离，如果距离小于预设距离则认为是肩膀，得到肩膀所在层；C、利用公式MS＝(Size+2*S)/3计算出最大投影停止层MS，其中Size为CT图像序列的层数，S为肩膀所在层；D、将CT图像序列从头顶到最大投影停止层MS按照预设的高阈值进行二值化，然后进行投影叠加，生成投影模版；E、对投影模版进行连通域判断，找出面积最大的连通域，成为一个初始头部模版图像，把初始头部模版图像以最大头围向鼻子所在方位扩展，得到最终的头部模版图像；F、将待处理的CT图像序列的头顶部到肩膀所在层用最终的头部模版图像进行映射，获得去除头套后的CT图像。2.根据权利要求1所述基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，其特征在于，步骤A还包括二值化孔洞填充的步骤。3.根据权利要求2所述基于头颈部CT图像自动去除头套的处理方法，其特征在于，所述二值化孔洞填充的步骤具体包括：将二值化图像反色处理后，从某一像素点开始进行遍历，当遇到第一个非0值的像素点时停止遍历；从这个非0值的像素点开始进行种子算法，将所有与之相连的非0点设置成一个块，形成一个连通区域；将这个连...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惠斌，
申请(专利权)人：蓝网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44