[发明专利]一种管状结构图像分割方法

说明书

本发明公开了一种管状结构图像分割方法，包括：以横断面、冠状面和矢状面的三个正交的二维视图对医学图像进行显示；在二维视图上的待分割区域的中心位置放置关键点，间隔4至5层的二维切面放置一个关键点，根据管状结构的走向按顺序重复该步骤放置多个关键点；测量出管状结构图像的直径并作为基本参数，系统根据所设置的顺序关键点组成关键点序列，采用B样条插值方法拟合生成一条空间曲线，然后沿着这条空间曲线，融合所设置的关键点半径邻域区域内的局部阈值和梯度信息，分割生成相应的三维空间立体管状的分割区域，并投影至二维图像层面实时叠加显示。本发明可实现管状结构区域的交互式分割，并快速地获得所需的分割结果。

技术领域

本发明涉及计算机医学辅助诊疗系统中的医学图像处理方法，尤其涉及一种管状结构图像分割方法。

背景技术

现有技术中，针对医学图像的分割方法，包括自动和半自动等，已经广泛应用于学术、医学临床领域。但是医学图像分割方法具有面向数据类型、特定器官/组织结构等特点，此外，由于医学图像数据来源的差异性，同一个脏器的不同成像方式，如计算机断层成像CT、核磁共振成像MRI等，设备的扫描参数设置的差异性、是否使用增强造影、扫描周期等因素的不同，所成医学图像的特征(灰度值)差异较大，因此所采用的分割方法也不完全一样。特别是对于灰度值相近的组织器官，所成图像黏连的区域使用已有的分割方法，往往结果不尽人意，需要交互式的辅助分割方法才能满足临床需求。

对于血管等管状结构，扫描时是否使用造影剂会导致所成医学图像的灰度值差异较大。较粗的血管在使用造影剂扫描后，采用简单的阈值法即可完成分割。但是对于较细的狭窄血管，或者没有使用造影剂扫描的情况下，要精确分割出相应的血管结构，采用现有的分割技术容易造成欠分割或难分割。针对这种情况，已有的交互式辅助分割方法是采用逐层勾画的方式，分别对每一层的医学图像手动勾画出相应的区域，再堆叠成三维结构，这种交互式分割方法显然效率低、耗时长，而且分割结果容易产生锯齿现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种管状结构图像分割方法，该方法利用简单的交互方式及参数设置，对个体化和差异化的医学图像数据集进行快速的管状结构区域的交互式分割，从而快速地获得所需的分割结果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种管状结构图像分割方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，包括有如下步骤：步骤S1，获取医学图像，并将医学图像导入系统，并以横断面、冠状面和矢状面的三个正交的二维视图对医学图像进行显示；步骤S2，调节医学图像至系统预设的待分割区域，并保证待分割区域可见于横断面、冠状面和矢状面这三个二维视图中的一个；步骤S3，在二维视图上的待分割区域的中心位置放置关键点，间隔4至5层的二维切面放置一个关键点，根据管状结构的走向按顺序重复该步骤放置多个关键点；步骤S4，利用系统预设的长度测量工具，测量出管状结构图像的直径并作为基本参数，系统根据所设置的顺序关键点组成关键点序列，再根据这些序列点，采用B样条插值方法拟合生成一条空间曲线，然后沿着这条空间曲线，融合所设置的关键点半径邻域区域内的局部阈值和梯度信息，分割生成相应的三维空间立体管状的分割区域，并将该三维分割区域投影至二维图像层面实时叠加显示；步骤S5，如果分割结果不合格，通过鼠标调整关键点的位置，分割结果实时生成并投影至二维图像层面叠加显示，直到获得合格的三维管状分割图像。

优选地，在多平面视图上在待分割区域的中心位置，根据管状结构的走向，按顺序间隔4至5层二维切面放置关键点，形成关键点序列。

优选地，所述步骤S5中，根据所设置的关键点序列，采用B样条插值方法拟合生成一条空间曲线。

优选地，沿着生成的空间曲线，融合所设置关键点半径邻域内的局部阈值和梯度信息，分割生成三维空间立体管状分割区域，并将所分割三维结果投影至二维图像层面实时叠加显示。