一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法技术

本发明专利技术提出一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法，采用三维种子生长法获取肺部CT图像中的气管树三维模型；采用形态学的闭运算对气管树三维模型进行预处理；采用改进的拓扑细化法提取气管树三维模型中的肺部气管树骨架点；采用多叉数提取法提取肺部气管树骨架树状结构；对肺部气管树骨架树状结构进行分级标记。本发明专利技术方法在提取人体肺部气管树骨架时，采用拓扑细化方法并在此的基础上做了改进，根据人体肺部气管树分割图像中的特殊情况，提出相应的解决办法，提高算法的实用性。利用多叉树遍历思路提取人体肺部气管树树状结构，同时对树状结构进行分级，为人体肺部气管树的量化分析打好了基础。

A method of extracting and marking the three-dimensional skeleton tree structure of the airway in the CT image of the lung

The invention provides a three-dimensional framework of CT image of lung airway tree structure extraction and labeling method, using three-dimensional seed growth method for tracheal tree lung CT images in 3D model; the morphological closing operation of three-dimensional model of airway tree pretreatment; using the improved topology refinement method to extract the tracheal tree three-dimensional model of the lung skeleton tree; extraction of pulmonary airway tree skeleton tree structure by using multi branch number extraction; classification mark of lung airway tree skeleton tree structure. In the method of extracting skeleton of human lung and trachea tree, the topology refinement method is adopted and improved based on this method. According to the special cases of human lung trachea tree segmentation, the corresponding solutions are put forward to improve the practicability of the algorithm. The tree structure of human lung and trachea tree was extracted by using multi tree traversal method, and the tree structure was classified. It laid the foundation for quantitative analysis of human lung trachea tree.

【技术实现步骤摘要】
一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法
本专利技术属于模式识别
，具体涉及一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法。
技术介绍
用计算机断层成像(ComputedTomography，CT)扫描仪获得的肺部断层图像中包含大量能够反映肺部疾病内在病理生理的信息，虽然可以清晰呈现肺部的支气管，但由于肺部气管级数很大，肺部气道树所形成的三维树形网络结构非常复杂，因此很难直接对支气管进行观察分析，导致人们对肺部气道树的认识非常有限。骨架作为一维树状结构可以对全肺气管的有序遍历提供引导作用，同时还可以提供各个支气管的量化信息，也更容易获取高级数支气管的特征，从而为肺部气道树网络的研究和认识提供了可能，而且它的信息量只有三维图像的百分之一，极大节省了数据的存储空间。骨架算法的研究已经进行了三十多年，其中二维图像的骨架算法已经比较成熟，三维图像的骨架算法最开始由二维骨架算法发展而来，目前国内外主要的三维图像骨架算法有以下五类：基于Reeb图的方法、基于Voronoi图的方法、基于距离变换的方法、基于广义势场的方法、拓扑细化方法。其中，拓扑细化方法是当前运用相对普遍的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用三维种子生长法获取肺部CT图像中的气管树三维模型；步骤2：采用形态学的闭运算对气管树三维模型进行预处理；步骤3：采用改进的拓扑细化法提取气管树三维模型中的肺部气管树骨架点；步骤4：采用多叉数提取法提取肺部气管树骨架树状结构；步骤5：对肺部气管树骨架树状结构进行分级标记。

【技术特征摘要】
1.一种肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采用三维种子生长法获取肺部CT图像中的气管树三维模型；步骤2：采用形态学的闭运算对气管树三维模型进行预处理；步骤3：采用改进的拓扑细化法提取气管树三维模型中的肺部气管树骨架点；步骤4：采用多叉数提取法提取肺部气管树骨架树状结构；步骤5：对肺部气管树骨架树状结构进行分级标记。2.根据权利要求1所述的肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1：去除气管树三维模型中的简单点，得到肺部气管树骨架点；所述简单点为气管树三维模型中的线端点、欧拉示性数变化量为0的点、不满足连通性的点；步骤3.2：将步骤3.1去除的简单点作为候选点，并将候选点分为两两互不相连的八组，依次对各组内候选点进行连通性判断，将不满足连通性的候选点作为骨架点，得到最终的肺部气管树骨架点。3.根据权利要求1所述的肺部CT图像气道三维骨架树状结构提取及标记方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：步骤4.1：建立未遍历栈，将所有肺部气管树骨架点放入未遍历栈中；步骤4.2：将肺部气管树骨架点的根结点作为栈顶节点即为起始点；步骤4.3：判断当前未遍历栈是否为空，若是，执行步骤4.8，否则，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐守良，杨帆，赵近超，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21