[发明专利]一种基于训练样本优化的骨骼抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术技术领域，特别是一种采用胸部x光图像经过特征提取得到的特征图像与双能减影产生的对应骨骼图像作为训练数据的一种基于训练样本优化的骨骼抑制方法。

背景技术

肺癌是当前对人类健康危害最大的恶性肿瘤之一。因为肺是人体内部器官，多数肺癌在开始的时候只是在身体内悄悄地生长，患者没有任何感觉。当患者因咳嗽、咯血及胸痛等临床症状就诊时，80％的患者已经属于中晚期，其中约75％的患者发现有转移病灶的存在，治疗预后较差。美国国立癌症研究所统计资料显示，如果癌症患者Ⅰ期发现并治疗，其五年生存率可达90％，而诊断治疗发现在Ⅱ期以后，则五年急剧下降至20％以下。因此，肺癌的早期诊断与治疗是提高肺癌患者生存率的关键。在对肺部疾病进行诊断时，医学影像检查应用十分广泛，它是肺癌早期检测的重要手段。随着医学成像技术的飞速发展，形成了x线诊断学、计算机断层扫描成像(CT)、核磁共振成像(MRI)、超声、核医学成像等。x线成像因为其辐射剂量小，价格相对便宜的优势成为胸部疾病的影像诊断的主体，然而，在胸部x光图像中，约有12％-90％的可见肺结节(潜在肺癌病灶)患者会被放射科医生漏诊。其中，82％-95％的漏诊结节位于图像中肋骨或锁骨结构遮挡区域。因此，肺组织和胸部骨骼重叠区域就成为胸部X光图像病变诊断的检查盲区。双能减影(Dual Energy Subtraction,DES)是在数字胸部x线摄影基础上发展的一种较新的成像技术。DES技术根据骨骼与软组织对X线光子能量衰减方式不同，以及不同原子量物质的光电吸收效应差别，利用数字摄影将两种吸收效应的信息进行分离，选择性去除骨骼或软组织的衰减信息，进而获得胸部X光图像、软组织图像及骨骼组织图像。DES技术能够消除骨骼区域对肺部病灶的遮挡，达到提高肺部疾病诊断性能的作用。

虽然DES成像技术能够更清晰的显示肺内病灶，但患者受到的放射线剂量却显著增加。对于成像质量相近的DES与普通胸部X光(Digital radiography,DR)图像，被检者的放射线吸收剂量存在显著差异，且DES的吸收剂量明显高于DR。

国内对胸部X光图像的计算机后处理研究主要集中在图像增强、肺区域分割及肺结节检测等方面，目前研究主要集中在肋骨分割。但是，由于肋骨结构较为复杂，且重叠的部分较多，肋骨的准确分割较为困难，效果并不理想。国外一些学者利用胸部X光图像对骨骼区域的形状及灰度进行估计，以实现骨骼抑制，达到生成无骨骼遮挡的软组织图像的目的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种采用胸部x光图像经过特征提取得到的特征图像与双能图像产生的对应骨骼图像作为训练数据，通过Q型因子分析对训练样本优化，再利用BP神经网络建立回归模型的一种基于训练样本优化的骨骼抑制方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种基于训练样本优化的骨骼抑制方法，其步骤如下：

步骤一：根据图像灰度与形状信息的对肺区进行分割；

步骤二：采用B样条小波变换和2-jet进行特征提取，提取有效描述不同尺度骨骼的特征图像；

步骤三：使用Q型因子分析法对样本进行处理，其过程如下：

1、对大样本数据进行预处理；

每幅特征图像有p个特征，每个特征得到n个样本，组成数据矩阵X，其表示如下：