[发明专利]一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法及装置

权利要求书

1.一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：对COVID-19患者的胸部CT图像进行主观评分和手工病灶勾画，构建COVID-19疾病进展CT图像数据集；

步骤二：对COVID-19患者的胸部CT图像进行预处理，预处理包括肺部自动分割、纵向配准和切片融合，并将融合后的切片图像与勾画的病灶图像进行相乘，获得融合后的病灶图像；

步骤三：对融合后的病灶图像分别进行方差测量和梯度图像的切比雪夫矩能量测量，得到方差测量值和切比雪夫矩能量测量值；

步骤四：将方差测量值归一化梯度图像的切比雪夫矩能量测量值，得到疾病进展客观分数；

步骤五：将影像科医生的主观分数和疾病进展客观分数进行一致性测量；

所述步骤三的具体步骤为：

步骤A.提取病灶图像的梯度，计算公式为：

g_x＝[-1 0 1]*F(x，y)，g_y＝[-1 0 1]′*F(x，y)，

其中，g_x，g_y分别表示梯度的横向量和纵向量，F(x，y)表示融合后的病灶图像，x∈{1，2，3，…M}，y∈{1，2，3，…，N}.“′”和“*”分别表示转置和卷积；

步骤B.将病灶图像和病灶的梯度图像都分割成相同大小的块(Q×Q)，其中的Q表示行数和列数；病灶图像块表示为病灶的梯度图像块表示为在中分块方差为其中，i∈{1，2，3，…K}，j∈{1，2，3，…L}，表示向下取整；计算梯度图像的分块切比雪夫矩，在中分块的切比雪夫矩表示为公式如下：

步骤C.利用非直流切比雪夫矩的平方和，计算梯度图像块的切比雪夫矩的能量，是梯度图像块的切比雪夫矩的能量，公式如下：

其中，u，v∈{0，1，2，3，…Q-1}，表示0阶矩，被移除，保留非直流分量；

所述步骤四中方差测量值归一化梯度图像的切比雪夫矩能量测量值，计算公式为

2.根据权利要求1所述的一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，其特征在于，所述步骤一中，根据同一病人的病情随时间变化的原始胸部CT图像，按照累及每个肺叶的急性肺部炎性病变，由五个肺叶评分相加，累及程度分为0％、1-25％、26-50％、51-75％、76-100％，通过高级职称放射科医师对病灶进行手工勾画并给出0-5的评分，其中4-5分表示恢复健康，3-4分表示轻度，2-3分表示一般，1-2分表示严重，0-1分表示重度，放射科医师给出的平均分值作为最终主观评分。

3.根据权利要求1所述的一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，其特征在于，所述步骤二中胸部CT图像的纵向配准采用对称规范化算法对每个病人随时间变化的CT图像进行纵向配准。

4.根据权利要求1所述的一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，其特征在于，所述步骤二中胸部CT图像的切片融合采用导频滤波法在一次扫描中融合同一病人的每一个切片，将每个切片的信息整合到一个视觉增强的融合图像中。

5.根据权利要求1所述的一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，其特征在于，所述步骤五采用四参数逻辑非线性回归方程对主观分数和客观分数进行非线性回归，分别计算斯皮尔曼秩相关系数和肯德尔秩次相关系数，得到影像科医生的主观分数和疾病进展客观分数的一致性测量值。

6.一种实现权利要求1-5任一项所述的基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法的装置，其特征在于，包括胸部CT疾病进展数据集单元、影像科医生主观评价单元、胸部CT预处理单元、方差测量单元、切比雪夫矩能量测量单元、客观质量分数单元、一致性评价单元；所述胸部CT疾病进展数据集单元连接影像科医生主观评价单元；所述影像科医生主观评价单元连接胸部CT预处理单元；所述胸部CT预处理单元分别连接方差测量单元、切比雪夫矩能量测量单元；所述方差测量单元、切比雪夫矩能量测量单元分别连接客观质量分数单元；所述客观质量分数单元连接一致性评价单元。