[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

说明书

本发明公开了一种基于胸部CT的COVID‑19疾病进展评价方法及装置，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；对COVID‑19患者胸部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；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；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；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。本发明可以根据COVID‑19患者胸部CT自动评价疾病进展，评价结果与放射科医生的评分具有很好的一致性。

技术领域

本发明涉及一种评价方法，具体涉及一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法及装置。

背景技术

冠状病毒引起的传染病被世界卫生组织称为COVID-19。其临床表现为肺炎伴发热、咳嗽、呼吸困难。COVID-19确诊的金标准是病毒核酸的实时逆转录聚合酶链反应。然而，该确诊方法具有较高的假阴性率。胸部计算机断层扫描(CT)对COVID-19的诊断具有较高的敏感性。此外，根据国家卫生健康委员会《新型冠状病毒性肺炎诊治方案》(第7版)，CT被认为是我国诊断、监测和评价COVID-19进展的重要工具。

随着COVID-19确诊和疑似病例的爆炸性增加，由于时间紧迫，放射科医生的数量严重缺乏。因此，迫切需要对COVID-19疾病进展进行自动定量评价。COVID-19疾病进展CT图像数据集可直接用于同一患者疾病进展的检测和比较。因此首先需要构建COVID-19疾病进展CT图像数据集，在数据集的基础上，获得放射科医生的主观评分和手动勾画，为了节省医生的时间，手动绘制取最大病变的切片。虽然主观评价是一种直接可靠的方法。但CT图像的细微变化一般会被忽略，不一致的人工阅片也会影响后续治疗。客观的评价方法具有简单、实时，可重复和易集成等特点。所以研究符合主观视觉系统的客观评价方法是COVID-19疾病进展的评价的重点。

据报道，磨玻璃混浊与肺实质是COVID-19的主要特征，表现为肺部密度增加的阴影区。COVID-19的CT表现呈不规则形状以不同的模糊为特征。感染区域出现的模糊表现包含不同的边缘特征，模糊会导致边缘扩展，从而影响感染区域的形状变化。切比雪夫矩是一种有效的形状表示方法，能够有效地捕捉边缘特征，由于不同的模糊程度会引起感染区切比雪夫矩值的变化，利用切比雪夫矩可以捕捉到感染区的模糊，同一患者的疾病进展过程中CT表现的特征可以用不同的感染区图像模糊度来表示。因此，需要构建一个基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价模型，可以在现实中对不同感染区图像模糊度程度进行快速地客观评价。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法及装置，利用切比雪夫矩可以有效的捕捉到感染区的模糊程度，建立一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，可以自动评价COVID-19患者胸部CT疾病进展的结果，评价结果与放射科医生的评分具有很好的一致性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于胸部CT的COVID-19疾病进展评价方法，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；