基于二次三维区域生长的腹部器官分割方法

摘要

本发明公开了一种基于二次三维区域生长的腹部器官分割方法，属于医学图像处理领域。该方法首先结合感兴趣器官的解剖位置、灰度值分布等先验知识，自动地提取初始种子点，并结合Canny边缘检测算法提取的图像边缘，对图像进行第一次三维区域生长；然后提取第一次生长后得到的分割结果图的三维形态学边缘；最后结合提取的三维形态学边缘和原图像的Canny边缘，对原图像进行第二次三维区域生长，并对第二次三维区域生长得到的分割结果做三维形态学膨胀，得到最终的腹部感兴趣器官分割结果。本发明有效地抑制了传统的三维区域生长法存在的过分割现象，能准确地提取出腹部CT图像中的感兴趣器官，适用于辅助进行临床医疗诊断。

主权项

一种基于二次三维区域生长的腹部器官分割方法，包括如下步骤：(1)输入一套完整的DICOM格式腹部CT切片，读取每幅切片中的像素数据，得到一套切片图像数据；(2)根据腹部CT成像特点，截取每幅切片图像数据中的身体区域，得到一套身体区域切片，并将这些身体区域切片按切片序号从小到大存成三维数据体D1；(3)对三维数据体D1中的每幅身体区域切片，用二维高斯滤波器去除其噪声，得到去噪三维数据体D2；(4)利用Canny算法提取去噪三维数据体D2中每幅切片的边缘，得到三维边缘数据体Y；(5)根据腹部CT图像中感兴趣器官的解剖位置及其灰度值分布，确定三维区域生长的初始种子点，结合三维边缘数据体Y和初始种子点的灰度信息，确定三维区域生长的生长规则，根据已确定的初始种子点和生长规则，对去噪三维数据体D2进行第一次三维区域生长，得到生长后的三维数据体D3：所述的确定三维区域生长的初始种子点，按如下步骤进行：(5a)从去噪三维数据体D2中选取连续10幅包含感兴趣器官面积较大的切片，将这些切片作为种子切片；(5b)根据感兴趣器官在腹部的解剖位置，在选取的种子切片中确定种子区域的范围，并根据感兴趣器官的灰度值分布，选取待定初始种子点；(5c)对待定初始种子点进行三维形态学腐蚀，并提取每幅种子切片中的最大连通区域作为初始种子点；所述的确定三维区域生长的生长规则，是将满足||g(x)‑v||＜cσ的去噪三维数据体中的像素x标记为生长点，但对与三维边缘数据体Y对应的去噪三维数据体D2中的那部分像素不做标记，其中g(x)表示像素x的灰度值，v表示初始种子点的均值，σ表示初始种子点的标准差，c为控制常数；(6)采用三维形态学开运算，提取生长后的三维数据体D3的三维形态学边缘D4；(7)结合三维形态学边缘D4，重新确定三维区域生长的生长规则，利用第一次三维区域生长的初始种子点，对去噪三维数据体D2重新进行三维区域生长，得到第二次三维区域生长后的三维数据体D5：所述的重新确定三维区域生长的生长规则，是将满足||g(x)‑v||＜cσ的去噪三维数据体中的像素x标记为生长点，但排除满足该条件的以下三种情况的像素：7a)与三维边缘数据体Y对应的去噪三维数据体D2中的那部分像素；7b)与三维形态学边缘D4对应的去噪三维数据体D2中的那部分像素；7c)计算第一次三维区域生长后的三维数据体D3中的每幅切片上各个连通区域的面积，与面积小于阈值T的连通区域对应的去噪三维数据体D2中的那部分像素；(8)采用三维形态学膨胀方法，对第二次三维区域生长后的三维数据体D5进行平滑处理，得到感兴趣器官的最终分割结果。