测量气胸的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及测量气胸的方法和装置。测量气胸的X射线CT装置，包括：扫描台、数据收集单元、图像重构单元、供用户操作的用户操作界面、中央控制单元和气胸测量单元。胸测量单元对图像重构单元重构后的胸部图像进行气胸测量，其包括左右胸廓分割单元、气胸分割单元、计算单元；其中，左右胸廓分割单元在中央控制单元的控制下，对原始胸部图像进行左右胸廓分割，获得左右胸廓分离的胸廓图像；所述的气胸分割单元对原始胸部图像进行分割，获得只有气胸的图像；计算单元根据左右胸廓分割单元分割获得的左右胸廓分离的胸廓图像计算左右胸廓的面积；根据气胸分割单元分割获得的气胸图像计算气胸面积，并根据如下公式计算出左右胸廓中气胸的比例，

【技术实现步骤摘要】
测量气胸的方法和装置本专利技术涉及医疗
，特别是关于基于计算机断层X射线(CT)图像对气胸进行测量的方法和装置。人体的肺外面首先有一层肺胸膜保护，在肺胸膜的外面有一层壁胸膜保护，壁胸膜外边就是胸廓。正常的肺的情况下是肺胸膜和壁胸膜之间吻合得很好做相互运动。但是如果肺的壁胸膜有问题，会产生泄漏使空气进入肺胸膜和壁胸膜之间，从而形成所说的气胸。气胸(PTX)是一种疾病，它会压迫肺的正常呼气和吸气，当这个气胸在胸廓中达到一定的比例时，会构成生命危险。目前医生基于图像分析对气胸的测算主要有两种方法1)采用手工分割手工计算的方法。医生在CT胸部图像上手动计算每层气胸面积和左右单侧胸廓面积，再累加计算气胸含量。该方法需要花费大量的人力和时间。2)基于冠状面的X光片，如美国专利第5668888号专利。冠状面上气胸的几何尺寸、几何形状和气胸体积含量的对应关系，推导出经验公式。该技术一方面仍然需要手动分析冠状面上的气胸，另一方面经验公式不具有广泛的普适性。另外也有一些基于CT扫描图片的自动分割方法的研究。但这些研究都没有系统地提出方法将自动分割集成到CT装置中，形成一套完备的气胸测量系统。同时，在分割方法中，没有考虑到左右胸廓的自动分割和气管、支气管等非气胸部分的自动去除；同时，在手动方法上，只提供手动勾边功能，而没有能提出一些自动分割的参数让用户修改后，再次执行自动分割，导致计算结果不精确，可能误导医生作出错误的诊断。本专利技术的目的旨在解决上述问题，提出一种基于CT图像对气胸进行测量的装置， 其测量结果精确度比较高。本专利技术的另一目的旨在解决上述问题，提出一种基于CT图像对气胸进行测量的方法，其测量结果精确度比较高。本专利技术提供的测量气胸的X射线CT装置，包括扫描台，其对受检者胸部进行射线扫描；数据收集单元，其对扫描台输出的扫描数据进行收集、模数转换；图像重构单元，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重构，并将所重构得到的图像数据存储到一存储单元；供用户操作的用户操作界面；和中央控制单元，其连接至所述图像重构单元的输出端，并控制扫描台、数据收集单元和用户操作界面；中央控制单元接收用户操作界面发出的操作指令，对图像重构单元发送来的图像进行处理，并在用户操作界面中显示；气胸测量单元，其对图像重构单元重构后的胸部图像进行气胸测量。其中，所述的气胸测量单元包括左右胸廓分割单元、气胸分割单元、计算单元；其中，左右胸廓分割单元在中央控制单元的控制下，对原始胸部图像进行左右胸廓分割，获得左右胸廓分离的胸廓图像；所述的气胸分割单元根据左右胸廓分割单元分割出来的左右胸廓图像的位置从原始胸部图像中的提取出原始胸廓图像，并对该原始胸廓图像进行分割， 获得气胸图像；计算单元根据左右胸廓分割单元分割获得的左右胸廓分离的胸廓图像计算左右胸廓的面积；根据气胸分割单元分割获得的气胸图像计算气胸面积，并根据如下公式计算出左右胸廓中气胸的比例，权利要求1.一种测量气胸的X射线CT装置，包括 扫描台，其对受检者胸部进行射线扫描；数据收集单元，其对扫描台输出的扫描数据进行收集、模数转换； 图像重构单元，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重构，并将所重构得到的图像数据存储到一存储单元； 供用户操作的用户操作界面；和中央控制单元，其连接至所述图像重构单元的输出端，并控制扫描台、数据收集单元和用户操作界面；中央控制单元接收用户操作界面发出的操作指令，对图像重构单元发送来的图像进行处理，并在用户操作界面中显示；其特征在于，还包括气胸测量单元，其对图像重构单元重构后的胸部图像进行气胸测量。2.如权利要求1所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于所述的气胸测量单元包括左右胸廓分割单元、气胸分割单元、计算单元；其中，左右胸廓分割单元在中央控制单元的控制下，对原始胸部图像进行左右胸廓分割，获得左右胸廓分离的胸廓图像；所述的气胸分割单元根据左右胸廓分割单元分割出来的左右胸廓图像的位置从原始胸部图像中的提取出原始胸廓图像，并对该原始胸廓图像进行分割，获得气胸图像；计算单元根据左右胸廓分割单元分割获得的左右胸廓分离的胸廓图像计算左右胸廓的面积；根据气胸分割单元分割获得的气胸图像计算气胸面积，并根据如下公式计算出左右胸廓中气胸的比例，3.如权利要求2所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于所述的左右胸廓分割单元还包括胸廓获取单元、判断单元和左右胸廓分离单元；其中胸廓获取单元对原始胸部图像进行灰度阈值分割，获得阈值分割后原始胸廓图像，该图像为二值灰度图像；判断单元对胸廓获取单元获取的胸廓图像进行判断，判断左右胸廓是否分离，并将指令发送给中央控制单元，中央控制单元根据指令，控制左右胸廓分离单元的工作；如果判断结果需要分离的，中央控制单元控制左右胸廓分离单元对胸廓图像进行分割， 分离左右胸廓；如果判断结果是不需要分离的，则控制左右胸廓分离单元不工作；左右胸廓分离单元对胸廓获取单元发送来的需要进行分离的胸廓图像进行左右胸廓分离。4.如权利要求3所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于其中胸廓获取单元对原始胸部图像进行灰度阈值分割是采用最大类间方差法；胸廓获取单元从获得的二值灰度图像中移除非胸廓的部分，并找到最大联通区域和其边界，移除该边界外的所有目标，得到胸廓区域；并对胸廓区域进行填充，获得完整胸廓图像。5.如权利要求4所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于其中判断单元根据连通区域的个数和根据连通区域的面积来判断左右胸廓是否连在一起。6.如权利要求5所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于其中左右胸廓分离单元对胸廓获取单元发送来的需要进行分离的胸廓图像进行距离转换获得距离图，并基于该距离图进行左右胸廓分离，获得分离的左右胸廓图像，并从分离的左右胸廓的图像中移出气管、支气管。7.如权利要求6所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于左右胸廓分离单元通过如下的步骤进行左右胸廓分离，获得左右胸廓分离的胸廓轮廓图像步骤231，获取完整胸廓图像的二值灰度图像；步骤232，对步骤231中的灰度图像进行先调用膨胀函数，再调用腐蚀函数实现闭操作，达到平滑目的；步骤233，对步骤232中的图像进行灰度和距离的转换，产生一个距离图像；距离图中的每一点的灰度值为这一点在二值灰度图中到背景的最小距离；步骤234，设置一个高的灰度阈值，分割距离图像，判断左右胸廓是否分离，如果不分离，重新设置一个更高的灰度阈值，分割距离图像，直到左右胸廓分离，获得分离的左右胸廓的距离图；步骤235，逐渐减小灰度阈值，以分割步骤234中获得的分离的左右胸廓的距离图，直到左右胸廓连起来，并保存此次分割的结果和上次分割的结果；步骤236，通过此次分割的结果减去上次分割的结果，获得差异结果；步骤237，在上次分割结果中，从上到下、从左到右遍历每一属于差异结果内的点，检测其相邻区域；步骤238，在最后一次分割前一次的分割结果中找出那些点，其相邻区域同时包括位于左胸廓和右胸廓的点，记录所找到的这些点作为左右胸廓的联结点；步骤239，在胸廓灰度图像中移除所找到的连接点以及这些点在前后方向上的连接点， 直到左右胸廓分离，获得左右胸廓分离的图像。8.如权利要求6所述的测量气胸的X射线CT装置，其特征在于根据区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种测量气胸的Ｘ射线ＣＴ装置，包括：扫描台，其对受检者胸部进行射线扫描；数据收集单元，其对扫描台输出的扫描数据进行收集、模数转换；图像重构单元，其根据数据收集单元发送来的扫描数据进行图像重构，并将所重构得到的图像数据存储到一存储单元；供用户操作的用户操作界面；和中央控制单元，其连接至所述图像重构单元的输出端，并控制扫描台、数据收集单元和用户操作界面；中央控制单元接收用户操作界面发出的操作指令，对图像重构单元发送来的图像进行处理，并在用户操作界面中显示；其特征在于，还包括：气胸测量单元，其对图像重构单元重构后的胸部图像进行气胸测量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，焦洁，史轶伦，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US