基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法技术

本申请涉及一种基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，包括：读取CT灌注影像，并对所述CT灌注影像进行空间分层及前处理，得到去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像；利用所述去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像，确定包含脑脊液区域的CT灌注影像的空间范围，在所述包含脑脊液区域的CT灌注影像空间范围内，对包含脑实质和脑脊液的灌注影像提取特征影像，并对该特征影像进行第一次分割以及筛选、第二次分割，得到脑脊液分割区域；提取脑脊液分割区域进行进一步处理，得到最终的脑脊液区域分割结果；在去除颅骨后的灌注影像中去除脑脊液区域，得到脑实质区域。得到脑实质区域。得到脑实质区域。

【技术实现步骤摘要】
基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法


[0001]本申请涉及医学影像处理
，特别是涉及一种基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法。

技术介绍

[0002]脑动脉的急性或慢性闭塞会使部分脑组织得不到充足的血液供应而梗死,从而形成缺血型卒中，急性缺血性脑卒中(脑梗死)具有极高的致残率和较高的致死率。脑CT灌注成像(CTP)是一种评价脑实质血流灌注状态的成像技术，能够准确反映脑血流灌注情况，是当前检查急性缺血性脑卒中的重要影像学方法。通过对脑CT灌注影像进行处理，可以得到灌注参数图，并根据灌注参数图识别梗死核心及缺血半暗带等。
[0003]识别梗死核心及缺血半暗带的位置及体积，对于急性脑卒中患者的治疗具有重要意义。但急性缺血性脑卒中患者的梗死核心区域及缺血半暗带区域通常会与脑脊液区域相连，而脑脊液在CT灌注影像中的表现与缺血区域接近，在灌注参数图上，脑脊液区域的灌注参数也与缺血区域的灌注参数接近，因此脑脊液区域容易与梗死核心区域或缺血半暗带区域在三维空间上有粘连，影响梗死核心及缺血半暗带体积的计算。因此需要对CT灌注影像进行脑实质和脑脊液区域分割，从而将梗死核心和缺血半暗带区域限制在脑实质区域内，排除脑脊液区域的影响，以达到准确识别CT灌注影像内梗死核心和缺血半暗带的实际体积的目的。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法。
[0005]本申请基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，包括：
[0006]读取CT灌注影像，并对所述CT灌注影像进行空间分层及前处理，得到去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像；
[0007]利用所述去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像，确定包含脑脊液区域的CT灌注影像的空间范围，包括：
[0008]确定包含脑脊液区域的最优CT灌注影像所在空间位置；
[0009]确定CT灌注影像的颅顶方向及颅底方向；
[0010]由该包含脑脊液区域的最优CT灌注影像所在空间位置，向颅顶及颅底方向分别查找第一空间距离及第二空间距离，空间位置在此距离范围内的灌注影像被认定为包含脑脊液区域的CT灌注影像；
[0011]在所述包含脑脊液区域的CT灌注影像空间范围内，对包含脑实质和脑脊液的灌注影像提取特征影像，并对该特征影像进行第一次分割以及筛选、第二次分割，得到脑脊液分割区域；
[0012]提取脑脊液分割区域进行进一步处理，得到最终的脑脊液区域分割结果；在去除
颅骨后的灌注影像中去除脑脊液区域，得到脑实质区域。
[0013]可选的，所述CT灌注影像进行空间分层包括：按照灌注影像扫描空间位置对其进行分层处理；所述前处理包括对分层后的每层CT灌注影像进行空间配准、时间校正及滤波降噪处理，并进行分割去除颅骨操作得到包含脑实质和脑脊液的灌注影像。
[0014]可选的，所述包含脑脊液区域的CT灌注影像所在空间位置，由去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像的最大连通域面积所确定。
[0015]可选的，所述CT灌注影像方向，由各层所述去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像面积与其经过处理后的凸包图像面积的比值得到。
[0016]其中，对包含脑实质和脑脊液的灌注影像进行的处理包括：腐蚀，提取最大连通域等。
[0017]可选的，所述由面积比值确定颅顶、颅底方向的方法如下：
[0018]获取空间坐标位于所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像下方的所有灌注影像的面积比值的均值，得到第一面积比值；
[0019]获取空间坐标位于所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像上方的所有灌注影像的面积比值的均值，得到第二面积比值；
[0020]若第一面积比值大于第二面积比值，则所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向下为颅顶方向，所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向上为颅底方向；
[0021]若第一面积比值小于第二面积比值，则所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向下为颅底方向，所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向上为颅顶方向。
[0022]可选的，所述CT灌注影像的特征图像为以下几种的其中一种：
[0023]最大CT值图像、最小CT值图像、平均CT值图像、最大CT值图像与最小CT值图像的差值图像。
[0024]可选的，所述对特征影像进行第一次分割和第二次分割，获得侧脑室分割结果的方法，包括：
[0025]利用每一个空间位置灌注影像的自适应阈值对该空间位置的所述特征图像进行第一次分割，得到每个空间位置处的脑脊液区域的第一次分割结果；
[0026]根据所述每个空间位置的所述第一次分割结果与本空间位置处包含脑实质和脑脊液的灌注影像的质心之间的位置关系，对所述每个空间位置的所述第一次分割结果进行筛选和第二次分割，获得该空间位置处的脑脊液区域的第二次分割结果。
[0027]可选的，获取所述每一个空间位置灌注影像的自适应阈值的方法如下：
[0028]对所述该空间位置的特征图像，获取其各像素点灰度值的平均值Imean及标准差Istd；
[0029]将该空间位置处的特征图像在第一区间进行归一化处理，获得在第一区间梯度强化的图像，其中第一区间为[0，Imean
‑
Istd]；
[0030]统计该空间位置处梯度强化的图像中各像素点的灰度值，得到梯度强化图像的灰度直方图，查找灰度直方图中位于两个峰值之间的波谷位置处的灰度值，将该灰度值定义为该空间位置处梯度强化图像的自适应分割阈值。
[0031]可选的，所述对每个空间位置的第一次分割结果进行筛选和第二次分割的方法如下：
[0032]对每个空间位置处的所述第一次分割结果提取连通域，得到当前空间位置处的所有分割连通域；
[0033]得到每个空间位置处的包含脑实质和脑脊液的灌注影像的质心位置；
[0034]根据该空间位置处的质心位置，获取平面内第一范围及第二范围；
[0035]对该空间位置处的所有分割连通域，获取其连通域质心位置及边界位置；
[0036]对所有分割连通域进行筛选：若某个连通域的质心位置超出平面内第一范围，则删除该连通域；
[0037]对所有质心位置满足条件的连通域，判断其边界位置，若边界位置超过平面内第二范围，则对该连通域重新获取自适应阈值并进行第二次分割；
[0038]循环执行上述步骤，直至满足预期，获得该空间位置处的脑脊液区域的第二次分割结果。
[0039]可选的，所述提取脑脊液分割区域进行进一步处理，得到最终的脑脊液区域分割结果的方法如下：
[0040]将所有空间位置处的脑脊液区域的第二次分割结果组合为三维模型；
[0041]对该三维模型取最大的N个连通域，删除其余部分；
[0042]将三维模型的最大N个连通域重新映射到每个空间位置处，得到该空间位置处的脑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征在于，包括：读取CT灌注影像，并对所述CT灌注影像进行空间分层及前处理，得到去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像；利用所述去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像，确定包含脑脊液区域的CT灌注影像的空间范围，包括：确定包含脑脊液区域的最优CT灌注影像所在空间位置；确定CT灌注影像的颅顶方向及颅底方向；由该包含脑脊液区域的最优CT灌注影像所在空间位置，向颅顶及颅底方向分别查找第一空间距离及第二空间距离，空间位置在此距离范围内的灌注影像被认定为包含脑脊液区域的CT灌注影像；在所述包含脑脊液区域的CT灌注影像空间范围内，对包含脑实质和脑脊液的灌注影像提取特征影像，并对该特征影像进行第一次分割以及筛选、第二次分割，得到脑脊液分割区域；提取脑脊液分割区域进行进一步处理，得到最终的脑脊液区域分割结果；在去除颅骨后的灌注影像中去除脑脊液区域，得到脑实质区域。2.根据权利要求1所述的基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征在于，所述CT灌注影像进行空间分层包括：按照灌注影像扫描空间位置对其进行分层处理；所述前处理包括对分层后的每层CT灌注影像进行空间配准、时间校正及滤波降噪处理，并进行分割去除颅骨操作得到包含脑实质和脑脊液的灌注影像。3.根据权利要求1所述的基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征在于，所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像所在空间位置，由去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像的最大连通域面积所确定。4.根据权利要求1所述的基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征在于，所述CT灌注影像方向，由各层所述去除颅骨后包含脑实质和脑脊液的灌注影像面积与其经过处理后的凸包图像面积的比值得到。其中，对包含脑实质和脑脊液的灌注影像进行的处理包括：腐蚀，提取最大连通域等。5.根据权利要求4所述的基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征在于，所述由面积比值确定颅顶、颅底方向的方法如下：获取空间坐标位于所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像下方的所有灌注影像的面积比值的均值，得到第一面积比值；获取空间坐标位于所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像上方的所有灌注影像的面积比值的均值，得到第二面积比值；若第一面积比值大于第二面积比值，则所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向下为颅顶方向，所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向上为颅底方向；若第一面积比值小于第二面积比值，则所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向下为颅底方向，所述包含脑脊液区域的最优CT灌注影像的空间位置向上为颅顶方向。6.根据权利要求1所述的基于脑CT灌注影像分割脑实质及脑脊液区域的方法，其特征
在于，所述CT灌注影像的特征图像为以下几种的其中一种：最大CT值图像、最小CT值图像、平均CT值图像、最大C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，何京松，单晔杰，向建平，
申请(专利权)人：杭州脉流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：