[发明专利]基于SPECT平面显像的人体甲状腺测重方法

摘要

一种基于SPECT平面显像的人体甲状腺测重方法，主要解决现有甲状腺测重方法中手工勾画感兴趣区域误差大效率低的问题。其实现步骤是：(1)输入甲状腺平面显像图；(2)对甲状腺平面显像图进行灰度化；(3)对甲状腺平面显像图进行二值化；(4)提取感兴趣区域；(5)计算感兴趣区域面积；(6)计算感兴趣区域左右半叶最长径；(7)计算甲状腺质量。本发明具有保证SPECT平面显像图完整性，有效地分割感兴趣区域并提取特征信息，快速地计算甲状腺重量的优点，能够在保证精度的情况下高效地完成甲状腺测重，可用于临床甲状腺疾病治疗中根据甲状腺重量估算用药剂量。

主权项

1.一种基于SPECT平面显像的人体甲状腺测重方法，具体步骤如下：(1)输入甲状腺平面显像图：输入待处理的单光子发射计算机断层显像SPECT的甲状腺平面显像图；(2)对甲状腺平面显像图进行灰度化：(2a)利用灰度值计算公式，计算甲状腺平面显像图中每个像素点的灰度值；(2b)将计算后所有像素点的灰度值，组成灰度化后的甲状腺平面显像图；(3)对灰度化后的甲状腺平面显像图进行二值化；(3a)使用最大类间方差法，计算灰度化后甲状腺平面显像图的全局阈值；所述的使用最大类间方差法计算灰度化后甲状腺平面显像图的全局阈值的具体步骤如下：第1步，从灰度化后甲状腺平面显像图中，任选一个未被使用过的像素点的灰度值作为参考灰度值；第2步，将灰度值大于参考灰度值的灰度化后甲状腺平面显像图的像素点，作为前景像素点；将灰度值小于参考灰度值的灰度化后甲状腺平面显像图的像素点，作为背景像素点；第3步，将背景像素点在灰度化后甲状腺平面显像图的所有像素点中所占的比例，作为背景像素点比例；将前景像素点在灰度化后甲状腺平面显像图的所有像素点中所占的比例，作为前景像素点比例；第4步，将背景像素点灰度均值，作为背景平均灰度；将前景像素点灰度均值，作为前景平均灰度；第5步，按照下式，计算灰度化后甲状腺平面显像图的前景和背景之间的类间方差值：g＝ω₀×ω₁×(μ₀‑μ₁)²其中，g表示灰度化后甲状腺平面显像图的前景和背景之间的类间方差值，ω₀表示背景像素点比例，ω₁表示前景像素点比例，μ₀表示背景平均灰度，μ₁表示前景平均灰度；第6步，判断灰度化后甲状腺平面显像图中的未被使用过的像素点中是否还存在灰度与已使用过的所有参考灰度值都不同的像素点，若是，则执行第1步，否则，执行第7步；第7步，将类间方差中最大的类间方差所使用的参考灰度值，作为灰度化后甲状腺平面显像图的全局阈值；(3b)利用二值计算公式，计算甲状腺平面显像图中每个像素点的二值；(3c)将计算的所有像素点的二值，组成二值化后的甲状腺平面显像图；(4)提取甲状腺平面显像图的感兴趣区域：(4a)从二值化后的甲状腺平面显像图中，滤除区域内像素总数小于2000个像素点的八邻域连通区域，得到第一次滤波后的甲状腺平面显像图；(4b)选取半径为2的平坦型圆盘结构算子，对第一次滤波后的甲状腺平面显像图执行形态学膨胀运算，对运算结果执行形态学腐蚀运算，得到的第二次滤波后的甲状腺平面显像图；(4c)将第二次滤波后的甲状腺平面显像图中，所有二值为0的像素点组成的区域作为甲状腺平面显像图的感兴趣区域；(5)利用区域面积计算公式，计算甲状腺平面显像图的感兴趣区域的面积；所述的区域面积计算公式如下：其中，S表示甲状腺平面显像图的感兴趣区域的面积，P表示甲状腺平面显像图的感兴趣区域内的像素点总数，表示单光子发射计算机断层显像SPECT仪的放大倍数，n表示单光子发射计算机断层显像SPECT的平面显像图中每英寸包含像素点数；(6)计算甲状腺左右半叶最长径：(6a)利用重心横坐标计算公式，计算甲状腺平面显像图的感兴趣区域的重心所对应的横坐标值；(6b)在以重心的横坐标为中心，半径为100个像素点的水平邻域内，搜索感兴趣区域内垂直于水平方向的最短线段，以该最短线段为界，将感兴趣区域分为左右两部分，分别作为感兴趣区域的左半叶图像和感兴趣区域的右半叶图像；(6c)选取半径为2的平坦型圆盘结构算子，对感兴趣区域的左半叶执行形态学腐蚀运算，得到的运算结果作为腐蚀后的左半叶图像，计算感兴趣区域的左半叶图像与腐蚀后的左半叶图像的对应像素点的二值的差，将得到的图像作为感兴趣区域的左半叶的边界图像；(6d)在感兴趣区域的左半叶的边界图像中，任意选取两个二值为0的像素点组成线段，在所有可能组成的线段中，将最长的线段作为甲状腺的左半叶的最长径，将该最长径的长度作为甲状腺的左半叶的最长径值；(6e)选取半径为2的平坦型圆盘结构算子，对感兴趣区域的右半叶执行形态学腐蚀运算，得到的运算结果作为腐蚀后的右半叶图像，计算感兴趣区域的右半叶图像与腐蚀后的右半叶图像的对应像素点的二值的差，将得到的图像作为感兴趣区域的右半叶的边界图像；(6f)在感兴趣区域的右半叶的边界图像中，任意选取两个二值为0的像素点组成线段，在所有可能组成的线段中，将最长的线段作为甲状腺的右半叶的最长径，将该最长径的长度作为甲状腺的右半叶的最长径值；(7)按照下式，计算待处理的单光子发射计算机断层显像SPECT的甲状腺平面显像图中甲状腺的重量：W＝(H_L+H_R)×S×k其中，W表示待处理的单光子发射计算机断层显像SPECT的甲状腺平面显像图中甲状腺的重量，H_L表示甲状腺的左半叶的最长径值，H_R表示甲状腺的右半叶的最长径值，S表示甲状腺平面显像图的感兴趣区域的面积，k表示常数0.32。