[发明专利]基于双分辨率断层图像的体素模型建立方法

说明书

本发明涉及辐射防护领域，提供一种基于双分辨率断层图像的体素模型建立方法，通过建立包含两种分辨率的断层图像的体素模型，实现对包含亚组织的器官或组织的真实描述，进而对包含亚组织的器官或组织进行准确的辐射剂量‑效应关系评价；同时避免了体素模型中体素数量的急剧增加，达到了解决体素数量与计算效率之间矛盾的技术效果。

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，涉及一种基于双分辨率断层图像的体素模型建立方法。

背景技术

随着电离辐射生物效应的深入研究，研究人员发现全身平均剂量并不能满足生物效应评价的需要；而电离辐射生物效应与剂量的关系，是辐射防护即辐射损伤医学处理的重要理论基础。因此，研究人员通常利用实验动物(小鼠、大鼠、猴子等)建立体素模型来研究光子外照射条件下的器官辐射剂量与生物效应的关系。但是，现有的体素模型可以反映心脏、肺、肾、脾、胃、肝、骨骼、皮肤、肌肉等关键器官或组织的解剖形状、结构和位置；但是，对于一些含有亚组织的器官或者组织无法进行区分和描述。以骨骼组织为例，骨骼组织中还包括骨皮质、骨小梁和骨髓亚组织；利用元素组成和密度相同的均匀组织对骨骼组织进行描述，使体素模型无法真实反映骨骼组织的解剖情况，以及无法准确计算骨组织的器官辐射剂量，尤其是对于位于小梁骨腔内的骨髓辐射敏感组织的器官辐射剂量存在较大误差，进而导致无法进行骨髓辐射剂量-效应关系评价。

因此，亟需一种可以准确高效的评估包含亚组织的器官或组织的器官辐射剂量的体素模型建立方法。

发明内容

本发明提供一种基于双分辨率断层图像的体素模型建立方法，既能实现对包含亚组织的器官或组织进行真实描述，进而对其进行准确的辐射剂量-效应关系评价；同时避免了体素模型中体素数量的急剧增加，达到了解决体素数量与计算效率之间的矛盾的技术效果。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于双分辨率断层图像的体素模型建立方法，方法包括：

S1、分别按照CT扫描分辨率一和CT扫描分辨率二对实验动物进行扫描，以获取实验动物的断层图像数据集A0和实验动物的断层图像数据集B0；

S2、对所述断层图像数据集A0和所述断层图像数据集B0分别进行无用像素裁剪的预处理，获得预处理后的断层图像数据集A1和断层图像数据集 B1；

S3、以待检测的含有亚组织的器官作为目标器官，利用阈值分割技术按照预设的分割阈值一T1对断层图像数据集A1中目标器官进行识别和分割，得到分割后的断层图像集合；将所述分割后的断层图像集合中的各个器官分别按照颜色值进行颜色填充，并将颜色填充后的断层图像形成断层图像数据集A2；以及，

利用阈值分割技术按照预设的分割阈值二T2对所述断层图像数据集B1 中的断层图像进行器官识别，分割目标器官并去除目标器官以外的器官后，得到断层图像集合B2；利用阈值分割技术对所述断层图像数据集B2的断层图像进行目标器官亚组织的识别及分割，得到断层图像集合B3；

将所述断层图像集合B3的断层图像中各个目标器官亚组织分别按照颜色值进行颜色填充，并将颜色填充后的断层图像形成断层图像数据集B4；

S4、将断层图像数据集B4的断层图像中的含有亚组织的目标器官代替断层图像数据集A2的断层图像中的目标器官，形成新的断层图像数据集A3；并对断层图像数据集A3的断层图像中的目标器官亚组织及其他器官组织赋予不同的元素组成和密度值；

S5、利用断层图像数据集A3的断层图像建立实验动物的体素模型。