肺裂完整度评估方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种肺裂完整度评估方法、装置和系统。其中，该方法包括：获取肺部影像；检测肺部影像中的肺裂；使用线性滤波器对肺裂进行平滑处理；从肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂；根据左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂确定出完整肺裂；根据识别出的左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂和完整肺裂确定肺裂完整度。本发明专利技术解决了现有技术中肺裂完整度评估准确度低的技术问题。

Method, apparatus and system for assessing integrity of pulmonary fissures

The invention discloses a method, a device and a system for evaluating the integrity of pulmonary fissures. Among them, the method includes: obtaining the lung image detection; lung imaging in pulmonary fissure; of fissures are smoothed using linear filter; from the fissures are identified in the right lung left lung oblique, oblique, horizontal fissure of right lung; according to Zuo Feixie crack, right lung oblique fissure, horizontal fissure of right lung is determined a complete lung fissure; according to the identified the left lung and right lung oblique oblique fissure, horizontal fissure of right lung and complete lung fissure fissures determine integrity. The invention solves the technical problem that the integrity of the lung fracture integrity is low in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
肺裂完整度评估方法、装置和系统
本专利技术涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种肺裂完整度评估方法、装置和系统。
技术介绍
肺叶间裂(简称肺裂)作为肺叶的边界把相邻肺叶隔开，是体现人体肺部结构的重要标识。对肺裂的完整度和结构的全面认识，在早期肺部疾病检测，分类，病情发展以及疾病的治疗上，具有很大的临床实用价值。比如，肺裂的不完整性会减少肺部疾病如肺炎在肺叶之间扩散的阻碍，也会影响胸腔积液在肺部的分布形态；肺裂不完整的肺癌病人在手术移除肺叶后会产生空气泄漏。肺裂的完整度对于经支气管镜肺减容手术适应症的影像学判定也具有重要意义。采用支气管镜下肺减容手术(安放支气管腔内活瓣)代替传统的外科肺减容手术对于严重肺气肿病患具有优势，但并不是所有严重肺气肿病患适用于这种支气管镜下肺减容手术。病患手术前必须进行肺裂完整度分析，肺裂不完整的病人不能考虑活瓣治疗。肺部CT影像可以可视化肺裂，因此临床上采用标准化CT扫描进行肺裂完整度的评估，评估方法分为人工打分和计算机自动评估两类。人工打分方法：医师手动浏览肺部CT影像，通过观察CT影像中的肺裂(显示为高亮度曲线)，根据经验给出肺裂完整度的百分比。计算机自动评估：肺裂自动分割后，无论是否为完整的肺裂，都可以得到肺叶的分割，进而得到肺叶边界(视为完整肺裂)，把检测到的不完整肺裂与肺叶边界对比，评估肺裂的完整度。因此肺裂完整度的精确度取决于肺裂和肺叶分割结果的准确性。有关肺裂、肺叶检测分割的算法很多，可概括为基于解剖结构关系的方法和基于形状分析的方法两类。解剖结构关系的方法利用了肺裂与血管、支气管之间在解剖上的关系来确定肺裂位置，进而得到肺叶的分割结果；也可以图库为基础的模版匹配方法来寻找肺裂。基于形状分析的方法通过在二维空间中确定直线或者在三维空间寻找曲面或者平面来实现肺裂的检测分割。(1)人工打分方法的缺点是：在肺部CT影像上，肺裂显示为高亮度曲线，其亮度与其他肺部结构如血管、甚至噪音接近，不易区分。另外，高分辩率CT影像通常包含大量的图像(>300张)，让专家通过手动方式一张一张图像去标志肺裂所在空间位置及评估肺裂完整度，非常耗时。(2)计算机自动评估的缺点是：计算机自动评估方法的目的就是提高肺裂完整度评估的效率。这些自动评估方法首先要先分割肺叶，再对已分割的不完整肺裂与肺叶边界(作为完整肺裂)比较。肺裂理论上是平滑的曲面，但实际上由于肺裂检测分割算法的缺陷，使得分割的肺裂表面不平滑，并且包含大小不等的“洞”。用于补“洞”的方法有区域增长法及基于洪水消退模型的各种图像分割算法，但这些算法会产生“过分割”现象，会把相邻其他肺叶的部分组织划分到当前肺叶中，导致肺叶分割不准确。肺裂分割的不平滑也会导致作为完整肺裂的肺叶边界不平滑，完整肺裂的面积发生变化。肺裂类型的识别不准确，即无法准确识别左肺斜裂，右肺斜裂，及右肺水平裂。这些缺点都会导致肺裂完整度评估结果偏离真实值，使得肺裂完整度评估结果准确度低。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种肺裂完整度评估方法、装置和系统，以至少解决现有技术中肺裂完整度评估准确度低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种肺裂完整度评估方法，包括：获取肺部影像；检测所述肺部影像中的肺裂；使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理；从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂；根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂；根据识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂和所述完整肺裂确定肺裂完整度。进一步地，从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂包括：将所述肺裂分解为三个不同类型的肺裂；利用解剖学结构将所述三个不同类型的肺裂分别识别为左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂。进一步地，将所述肺裂分解为三个不同类型的肺裂包括：对检测出的所述肺裂进行表面建模，得到肺裂表面，并使用平滑算法平滑所述肺裂表面；计算所述肺裂表面每一点的曲率张量；移除曲率张量大于等于预设数值的区域，其中，在移除曲率张量大于等于所述预设数值的区域之后，肺裂表面分解为多个面片；将所述多个面片进行聚类，得到三个不同类型的肺裂。进一步地，将所述多个面片进行聚类，得到三个不同类型的肺裂包括：确定第一面片，其中，所述第一面片是所述多个面片中面积最小的面片；沿所述第一面片的法线方向对面片进行标记；将具有相同标记的面片作为一个类型的肺裂。进一步地，根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂包括：计算单一肺裂的平均法线向量；将肺裂面片的三角形网格顶点投影到与法线向量垂直的平面上；计算投影后的肺裂面片的包围盒；将投影平面中具有最小曲率的网格顶点作为目标网格顶点；使用所述目标网格顶点进行表面拟合；使用同一网格内所有顶点的法线向量的平均代替顶点各自的法线向量。进一步地，使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理包括：使用各向异性线性滤波器在所述肺裂所在的二维图像上沿与肺裂曲线相切的方向线性扩展。进一步地，使用各向异性线性滤波器在所述肺裂所在的二维图像上沿与肺裂曲线相切的方向线性扩展包括：给定第一像素点，其中所述第一像素点位于检测出的肺裂上；将目标线段绕所述第一像素点旋转多个预设角度，并且，每旋转到一个预设角度，计算所述目标线段上所有像素亮度的平均值，其中，所述目标线段的长度为预设长度；将像素亮度的平均值最大时对应的预设角度作为第一预设角度；将目标线段绕所述第一像素点旋转所述第一预设角度；在所述第一预设角度指示的方向上确定第二像素点，其中，所述第二像素点位于检测出的肺裂上；将所述目标线段延伸至所述第二像素点。进一步地，根据识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂和所述完整肺裂确定肺裂完整度包括：根据以下公式计算肺裂完整度：Cf＝Ai/Ac，其中，Cf为肺裂完整度，Ac为所述完整肺裂，Ai为识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、或所述右肺水平裂。进一步地，检测所述肺部影像中的肺裂包括：将所述肺部影像划分为多个细分体；利用三维平面拟合方法在所述多个细分体中寻找肺裂；将寻找到的肺裂作为所述肺部影像中的肺裂。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种肺裂完整度评估装置，该装置包括：获取单元，用于获取肺部影像；检测单元，用于检测所述肺部影像中的肺裂；平滑处理单元，用于使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理；识别单元，用于从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂；第一确定单元，用于根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂；第二确定单元，用于根据识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂和所述完整肺裂确定肺裂完整度。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种肺裂完整度评估系统，该系统包括：CT影像输入装置，用于获取肺部CT影像；肺裂完整度评估装置，用于根据所述肺部CT影像计算肺裂完整度，所述肺裂完整度评估装置为权利要求10所述的肺裂完整度评估装置；结果输出装置，用于输出计算出的肺裂完整度。在本专利技术实施例中，检测肺部影像中的肺裂，使用线性滤波器对肺裂进行平滑处理，使得到的肺裂更加平滑，肺裂类型的识别更准确，即，从肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂的准确度更高，根据左肺斜裂、右肺斜裂、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肺裂完整度评估方法，其特征在于，包括：获取肺部影像；检测所述肺部影像中的肺裂；使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理；从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂；根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂；根据识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂和所述完整肺裂确定肺裂完整度。

【技术特征摘要】
1.一种肺裂完整度评估方法，其特征在于，包括：获取肺部影像；检测所述肺部影像中的肺裂；使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理；从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂；根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂；根据识别出的所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂和所述完整肺裂确定肺裂完整度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述肺裂中识别出左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂包括：将所述肺裂分解为三个不同类型的肺裂；利用解剖学结构将所述三个不同类型的肺裂分别识别为左肺斜裂、右肺斜裂、右肺水平裂。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述肺裂分解为三个不同类型的肺裂包括：对检测出的所述肺裂进行表面建模，得到肺裂表面，并使用平滑算法平滑所述肺裂表面；计算所述肺裂表面每一点的曲率张量；移除曲率张量大于等于预设数值的区域，其中，在移除曲率张量大于等于所述预设数值的区域之后，肺裂表面分解为多个面片；将所述多个面片进行聚类，得到三个不同类型的肺裂。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述多个面片进行聚类，得到三个不同类型的肺裂包括：确定第一面片，其中，所述第一面片是所述多个面片中面积最小的面片；沿所述第一面片的法线方向对面片进行标记；将具有相同标记的面片作为一个类型的肺裂。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述左肺斜裂、所述右肺斜裂、所述右肺水平裂确定出完整肺裂包括：计算单一肺裂的平均法线向量；将肺裂面片的三角形网格顶点投影到与法线向量垂直的平面上；计算投影后的肺裂面片的包围盒；将投影平面中具有最小曲率的网格顶点作为目标网格顶点；使用所述目标网格顶点进行表面拟合；使用同一网格内所有顶点的法线向量的平均代替顶点各自的法线向量。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用线性滤波器对所述肺裂进行平滑处理包括：使用各向异性线性滤波器在所述肺裂所在的二维图像上沿与肺裂曲线相切的方向线性扩展。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟鑫，
申请(专利权)人：陕西渭南神州德信医学成像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61