一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法技术

本发明专利技术涉及一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法，该方法包括如下步骤：获取CT结肠的切片图像；在结肠组织的图像中选取初始种子像素点；选取预定形状的结肠组织图像，并将所述结肠组织图像设定为初始结肠组织；选取任一待定像素点，确定所述待定像素点的高斯分布概率，判断所述待定像素点是否属于结肠组织；若是，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中；当所有属于所述结肠组织的所述待定像素点都纳入到所述初始结肠组织时，将所述初始结肠组织从所述CT结肠的切片中分割出来。通过本发明专利技术使得切割的结肠组织完整，且不会给病人带来其他的创伤、不舒适和不方便，也不会出现漏检现象，同时分割效率快、分割精度高，时间短。

A method of segmentation of CT colon tissue based on the level set

The invention relates to a segmentation method based on level set CT in colon tissue, the method comprises the following steps: acquiring CT slice images of the colon; selecting the initial seed pixels in the image of the colon; colon tissue image selects a predetermined shape, and the colon tissue image set for the initial selection of colon tissue; any pending pixel, determine the probability distribution of the Gauss undetermined pixels, the judgment whether the pixel belongs to undetermined colon; if so, the undetermined pixels into the initial colon; when all belong to the colon tissue of the undetermined pixels are incorporated into the initial colon tissue when the initial the colon organization from the colon CT slices segmentation. Through the invention, the colon tissue can be cut intact, and it will not bring any other trauma, discomfort and inconvenience to the patient, nor will it appear the phenomenon of missing detection. At the same time, the segmentation efficiency is fast, the segmentation accuracy is high and the time is short.

【技术实现步骤摘要】
一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法
本专利技术属于医学CT结肠组织领域，尤其涉及一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法。
技术介绍
结肠癌可以结肠和直肠的任何地方发生。大多数结肠癌都是从结肠息肉开始的。息肉不断的长大,发展成癌症,然后继续生长和转移。结肠癌在美国是发病率排名第三和死亡率排名第二的癌症。近20年来，中国癌症呈现年轻化及发病率和死亡率“三线”走高的趋势，其中结肠癌是发病率排名第三和死亡率排名第五的癌症。从全世界的范围来看，结肠癌也是发病率和死亡率极高的疾病。结肠癌是由结肠息肉发展而来。结肠息肉从基本不具有癌变可能性的5毫米生长到具有50％癌变可能性的25毫米速度非常快，大约3-5年时间。防治结肠癌最有效的方法是：及早筛查和排查，所以结肠癌在很大的程度上是可以预防的。对于50岁以上的人群,结肠镜是常规的检测手段。尽管结肠镜可以检测到90％以上的结肠癌,但同时会带来其他的创伤、不舒适和不方便、甚至由于难以到达盲肠、造成漏检或者检测不完全。准确和可靠的三维结肠组织分割和提取是结肠癌辅助诊断系统的第一步，直接关系到三维结肠模型和可视化、结肠息肉自动检测、良性和恶性结肠息肉自动判别。虽然传统人工方法可以根据影像科医生多年从医经验，使用人工读图和诸如PhotoShop等软件，通过手动分割得到结果，但是效率很低，精度也比较低，容易让影像科医生产生疲劳感。因此，亟需一种既可以不给人员带来其他的创伤、不舒适和不方便，又可以完全检测到结肠组织，同时还可以提高分割效率和精度，减少影像科医生疲劳度的分割方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：传统的人工方法容易给人员带来其他的创伤、不舒适和不方便，且还会出现漏检现象，同时分割效率和精度很低，分割图片容易造成影像科医生疲劳。为解决上面的技术问题，本专利技术提供了一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法，该分割方法包括：S1，获取CT结肠的切片图像；S2，在所述切片图像包括的结肠组织图像中选取初始种子像素点；S3，以所述初始种子像素点为中心在所述结肠组织图像对应的结肠组织中选取预定形状的初始结肠组织；S4，在所述切片图像中选取除所述初始结肠组织外的任一待定像素点，确定所述待定像素点的高斯分布概率，并根据所述高斯分布概率判断所述待定像素点对应的组织是否属于所述结肠组织；S5，若是，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中，形成新的初始结肠组织，并执行步骤S4；S6，当所有属于所述结肠组织的所述待定像素点都纳入到所述初始结肠组织时，停止操作，并将所述初始结肠组织从所述CT结肠的切片中分割出来。本专利技术的有益效果：通过选取初始种子像素点形成，再将结肠组织图像设定为初始结肠组织，根据计算待定像素点的高斯分布概率判断是否属于结肠组织，最后切割出完整的结肠组织，这样使得切割的结肠组织完整，且不会给病人带来其他的创伤、不舒适和不方便，也不会出现漏检现象，同时分割效率快、分割精度高，时间短。进一步地，所述S3中还包括：将除所述初始结肠组织外的其他组织设定为初始非结肠组织。进一步地，所述S4中包括：S41，选取所述初始非结肠组织中的任一待定像素点，计算所述待定像素点属于所述初始结肠组织的高斯分布概率，以及计算所述待定像素点属于所述初始非结肠组织的高斯分布概率；S42，根据贝叶斯理论、所述初始结肠组织的高斯分布概率和所述初始非结肠组织的高斯分布概率，确定所述待定像素点是否属于所述结肠组织。上述进一步地有益效果：通过高斯概率和贝叶斯理论，可以清楚完整地将结肠组织切割出来，提高效率以及精度。进一步地，所述S3中包括：以所述初始种子像素点为球心，并结合初始边界条件在所述结肠组织图像对应的结肠组织中选取三维球形的所述初始结肠组织，其中，所述初始边界条件是指结肠和肠道空气的接触表面，且所述三维球形的半径根据实际的结肠尺寸设定。进一步地，所述S5中还包括：当所述待定像素点不属于结肠组织时，执行步骤S4。进一步地，该方法还包括：S7，将从所述CT结肠的切片中分割出来的所述初始结肠组织进行表面渲染，得到三维结肠组织模型。进一步地，所述S7中包括：获取分割出来的所述初始结肠组织的等值面，将所述等值面进行表面渲染，得到所述三维结肠组织模型。进一步地，所述初始种子像素点的数目为一个或多个。进一步地，当所述初始种子像素点的数目为多个时，每个所述初始种子像素点对应形成一个预定形状的结肠组织图像。进一步地，所述S5中还包括：当所述待定像素点属于所述结肠组织时，将所述待定像素点纳入离所述待定像素点最近的所述初始结肠组织中。附图说明图1为本专利技术的一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例如图1所示，本实施例是一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法，该方法包括：S1，获取CT结肠的切片图像；S2，在所述切片图像包括的结肠组织图像中选取初始种子像素点；S3，以所述初始种子像素点为中心在所述结肠组织图像对应的结肠组织中选取预定形状的初始结肠组织；S4，在所述切片图像中选取除所述初始结肠组织外的任一待定像素点，确定所述待定像素点的高斯分布概率，并根据所述高斯分布概率判断所述待定像素点对应的组织是否属于所述结肠组织；S5，若是，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中，形成新的初始结肠组织，并执行步骤S4；S6，当所有属于所述结肠组织的所述待定像素点都纳入到所述初始结肠组织时，停止操作，并将所述初始结肠组织从所述CT结肠的切片中分割出来。需要说明的是，在本实施例中首先，是通过CT扫描仪从患者的胸部到腹部进行扫描，从而采集患者的CT结肠的切片图像，该切片图像大约400-500张，然后在结肠组织的图像中手动选取初始种子像素点，其中，该结肠组织的图像是属于这些切片图像的。在这些结肠组织的图像中形成预定任意形状的结肠组织图像，再将该结肠组织图像设定为初始结肠组织，其中，该结肠组织图像是以选取的该初始种子像素点为中心制定的。接着，在上述提及到的该切片图像中选取除所述初始结肠组织外的任一待定像素点，确定该待定像素点的高斯分布概率，并根据所述高斯分布概率判断该待定像素点是否属于结肠组织；当判断出该像素点属于结肠组织时，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中，形成新的初始结肠组织，并继续判断其他的待定像素点，当所有属于该结肠组织的待定像素点都纳入到初始结肠组织时，停止操作，并将初始结肠组织从CT结肠的切片中分割出来，得到完整的结肠组织。通过上述的分割方法，通过选取初始种子像素点形成，再将结肠组织图像设定为初始结肠组织，根据计算待定像素点的高斯分布概率判断是否属于结肠组织，最后切割出完整的结肠组织，这样使得切割的结肠组织完整，且不会给病人带来其他的创伤、不舒适和不方便，也不会出现漏检现象，同时分割效率快、分割精度高，时间短。可选地，所述S3中还包括：将除所述初始结肠组织外的其他组织设定为初始非结肠组织。可选地，所述S4中包括：S41，选取所述初始非结肠组织中的任一待定像素点，计算所述待定像素点属于所述初始结肠组织的高斯分布概率，以及计算所述待定像素点属于所述初始非结肠组织的高斯分布概率；S42，根据贝叶斯理论、所述初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法，其特征在于,该分割方法包括：S1，获取CT结肠的切片图像；S2，在所述切片图像包括的结肠组织图像中选取初始种子像素点；S3，以所述初始种子像素点为中心在所述结肠组织图像对应的结肠组织中选取预定形状的初始结肠组织；S4，在所述切片图像中选取除所述初始结肠组织外的任一待定像素点，确定所述待定像素点的高斯分布概率，并根据所述高斯分布概率判断所述待定像素点对应的组织是否属于所述结肠组织；S5，若是，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中，形成新的初始结肠组织，并执行步骤S4；S6，当所有属于所述结肠组织的所述待定像素点都纳入到所述初始结肠组织时，停止操作，并将所述初始结肠组织从所述CT结肠的切片中分割出来。

【技术特征摘要】
1.一种基于水平集的CT结肠组织的分割方法，其特征在于,该分割方法包括：S1，获取CT结肠的切片图像；S2，在所述切片图像包括的结肠组织图像中选取初始种子像素点；S3，以所述初始种子像素点为中心在所述结肠组织图像对应的结肠组织中选取预定形状的初始结肠组织；S4，在所述切片图像中选取除所述初始结肠组织外的任一待定像素点，确定所述待定像素点的高斯分布概率，并根据所述高斯分布概率判断所述待定像素点对应的组织是否属于所述结肠组织；S5，若是，则将所述待定像素点纳入所述初始结肠组织中，形成新的初始结肠组织，并执行步骤S4；S6，当所有属于所述结肠组织的所述待定像素点都纳入到所述初始结肠组织时，停止操作，并将所述初始结肠组织从所述CT结肠的切片中分割出来。2.根据权利要求1所述的分割方法，其特征在于，所述S3中还包括：将除所述初始结肠组织外的其他组织设定为初始非结肠组织。3.根据权利要求2所述的分割方法，其特征在于，所述S4中包括：S41，选取所述初始非结肠组织中的任一待定像素点，计算所述待定像素点属于所述初始结肠组织的高斯分布概率，以及计算所述待定像素点属于所述初始非结肠组织的高斯分布概率；S42，根据贝叶斯理论、所述初始结肠组织的高斯分布概率和所述初始非结肠组织的高斯分布概率，确定所述待定像素点是否属于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳佳，毕岩，陈幸，杨帆，
申请(专利权)人：林佳佳，毕岩，陈幸，杨帆，
类型：发明
国别省市：北京,11