一种用于分割图像中的肝脏对象的方法和系统技术方案

公开了一种用于分割在输入图像中的感兴趣对象(其可以是肝脏对象)的方法。所述方法包括步骤：(a)利用预定强度阈值将在输入图像中的感兴趣区域中的点分割为第一组点和第二组点；(b)识别由在第一组点中的点形成的第一组小连通成分并且将在第一组小连通成分中的点转移到第二组点；(c)识别由在第二组点中的点形成的第二组小连通成分并且将在第二小连通成分中的点转移到第一组点；以及(d)利用第一组点形成分割的感兴趣对象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于分割图像中的对象的方法和系统。所述对象可以是解剖学结构。具体应用实例是对医疗图像，例如CT图像中的肝脏对象的分割。
技术介绍
为了在对例如由于肝硬化和肝癌(主要的和次要的)导致的肝衰竭等的肝脏疾病的诊断、治疗以及监测中实现较好的效果，需要对医疗图像，例如CT图像中的肝脏结构(或肝脏对象)进行精确分割。所述肝脏对象可以是例如肝脏本身、肝脏中的肿瘤、肝脏中的血管结构(即肝血管)、或者肝脏的功能段。CT图像中的肝脏结构的手动分割不仅耗时间，并且它还包含大量的专家之间存在的或专家自身内在的差异。虽然可以替代地使用自动分割方法，但是这些自动分割方法通常是典型地基于图像或结构的各种预期属性，因此当测试图像或结构的属性与预期属性不符时，不能产生足够精确的結果。可替代地，可以采用交互方法。然而，大多数交互方法在它们用来分割临床环境中的医疗图像的适应性方面具有自身的局限性。例如，它们可能对许多參数或某些点的初始位置如何设置是敏感的。此外，当使用交互方法吋，需要大量的用户交互来记录结构的拓扑、或者来处理包括小复杂细节的结构。目前，许多肝脏外科手术规划原型系统(liver surgical planning prototype system) 主要采用用于肝脏对象的主观或定性评估的用户可视化和用户交互，并且还没有对如何执行可靠和有效的肝脏对象分割进行深入调查。例如，虽然MeVis 提供了一种用于肝脏对象分割的服务，但是几乎不可能使用这种服务于急诊情況。这是因为使用由MeVis提供的这个服务，医院需要发送CT扫描给MeVis，并且对于每种情況，需要几天才可以获得肝脏对象分割結果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于分割图像中的对象的新的且有用的方法和系统。总体而言，本专利技术在第一方面提出ー种分割技木，所述分割技术具有通过在利用预定强度阈值分割图像中的点之后识别小连通成分而提高的质量。这些小连通成分的识别是有利的，因为它可以使用来去除假阳性点或者恢复假阴性点以改善分割結果。特別地，本专利技术的第一方面是ー种用于分割输入图像中感兴趣的对象的方法，所述输入图像包括具有用于表示医疗数据的各自强度值的多个点，所述方法包括步骤(a) 利用预定强度阈值将输入图像中的感兴趣区域中的点分割成第一和第二组点；(b)识别由在所述第一组点中的点形成的第一组小连通成分并且将在第一组小连通成分中的点转移到第二组点中；(C)识别由在所述第二组点中的点形成的第二组小连通成分并且将在所述第二小连通成分中的点转移到第一组点中；以及(d)利用所述第一组点形成感兴趣的分割对象。具体应用实例是对医疗图像，例如CT图像中的肝脏对象的分割。本专利技术的第二方面提出，用户手动地移动(例如，利用数据输入设备，如鼠标)多个控制点，以连续改善由控制点定义并且其自身产生至少一个表面的数值模型。所述方法可以被用来获得在分割技术中使用的感兴趣区域。可替代地，通过为肝脏模型的每个段形成一数值模型并且随后利用所述表面划分肝脏模型，所述方法可以被用来将肝脏模型划分为多个段。本专利技术的第三方面提出，通过产生在肝脏的血管中的种子点、获得每个种子点的血管方向、以及随后在血管方向中绕着每个种子点生长血管区域，计算肝脏的血管结构。本专利技术的第四方面是一种用于分割在三维输入图像中的肝脏对象的方法，所述肝脏对象包括肝脏、至少一个肝脏肿瘤、以及肝脏血管，所述三维输入图像包括具有用于表示医疗数据的各自强度值的多个点，所述方法包括步骤(a)定义呈现肝脏在图像中的预期形状的感兴趣区域；(b)分割在感兴趣区域中的肝脏；(C)分割在感兴趣区域中的至少一个肝脏肿瘤；(d)分割在感兴趣区域中的肝脏血管；(e)平滑分割的肝脏对象；以及(f)将分割的肝脏划分为功能肝脏段。呈现肝脏在图像中的预期形状的感兴趣区域大体上适配在图像中的肝脏，并且仅包含少量百分比的非肝脏区域。这样有利于用于分割肝脏对象的后续处理步骤。本专利技术可以可替代地表示成用于执行上述方法的计算机系统。这个计算机系统可以与用于捕捉图像的设备集成。本专利技术还可以表示成计算机程序产品，例如记录在实体计算机介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含由计算机系统可操作来执行上面方法的步骤的程序指令。附图说明现在将参考下列附图仅作为示例地图解说明本专利技术的实施例，其中图1(a)图解说明根据本专利技术实施例用于分割图像中的肝脏对象的方法的流程图；以及图1(b)图解说明在图1(a)的方法中的第一步骤；图2图解说明在图1 (b)的方法中用于定义感兴趣区域的子步骤的流程图；图3(a)_(c)图解说明在图2的方法中用于构建肝脏表面模型的子步骤；图4(a)_(d)图解说明从图2的方法获得的结果；图5(a)_(e)图解说明在图1(a)的方法中由分割非肝脏区域获得的结果；图6图解说明在图1 (a)的方法中用于分割肝脏的子步骤的流程图；图7(a)-(d)图解说明在图6的方法中执行的3D修剪(trimming)操作的步骤；图8(a)图解说明在图1(a)的方法中由分割非肝脏区域获得的结果，而图8(b)-(e)图解说明在图1(a)的方法中由分割肝脏获得的结果；图9图解说明在图1 (a)的方法中用于分割肝脏肿瘤的子步骤的流程图；图10图解说明在图1 (a)的方法中用于分割肝脏血管的子步骤的流程图；图11图解说明肝脏解剖学的Couinaud分类；图12图解说明在图1 (a)的方法中用于将分割的肝脏划分为功能肝脏段的可延伸最小曲面方法的步骤；图13图解说明图1 (a)的方法的结果。具体实施例方式参考图1 (a)，图解说明为本专利技术实施例且分割图像中的肝脏对象的方法100的步马聚ο方法100的输入是三维图像I(x)，三维图像I(X)可以是计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)图像或任何其他类型的图像。输入图像定义在坐标D e R3中，并且包括具有用于表示医疗数据的各自强度值的多个点(立体像素)。在步骤102中，分割在图像I(x)中的非肝脏区域。在图1(b)示出了步骤102的子步骤。在步骤104中，分割在输入图像I(x)中的肝脏，而在步骤106中，分割在图像I(X)中的肝脏肿瘤(如果多个肿瘤出现在图像中，这可以包括分割多个肿瘤)。在步骤108中，分割在图像I(X)中的肝脏血管。在步骤110中，划分来自步骤104的分割的肝脏为功能肝脏段，并且在步骤112中，平滑分割的肝脏对象(即，来自步骤104的分割的肝脏、来自步骤106的分割的肝脏肿瘤、来自步骤108的分割的肝脏血管)。现在将更详细描述步骤102到112。步骤102 分割图像I (X)中的非肝脏区域在步骤102中，首先定义第一感兴趣区域Ω (图1 (b)的步骤114)。注意第一感兴趣区域Ω可以包括在图像Ι(χ)中的所有点(即，第一感兴趣区域Ω是整个图像Ι(χ))。在一个实例中，第一感兴趣区域Ω由下面的示例方法定义。通过三角网格插倌描绘感兴趣区域图2图解说明显示用于在步骤102中定义第一感兴趣区域Ω的子步骤202-208的流程图。在子步骤202中，首先通过插入多个控制点构建肝脏表面模型M(典型地，简化的肝脏表面模型)。此插入被执行为使产生的第一感兴趣区域Ω呈现肝脏在输入图像中的预期形状。在如图3(a)_3(c)所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继敏，
申请(专利权)人：新加坡科技研究局，
类型：发明
国别省市：