一種肝臟邊界的識別方法及系統的製作方法
2023-05-22 03:44:41 1
一種肝臟邊界的識別方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明實施例涉及醫學圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種肝臟邊界的識別方法及系統。該方法包括：獲取待識別的肝臟組織信息；採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織邊界；輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。採用該方法能夠自動地識別肝臟組織的邊界，並且能夠提高肝臟邊界的識別效率，從而實現肝臟邊界的自動定位。
【專利說明】一種肝臟邊界的識別方法及系統
【技術領域】
[0001] 本發明實施例涉及醫學圖像處理【技術領域】，尤其涉及一種肝臟邊界的識別方法及 系統。
【背景技術】
[0002] 很多臨床應用上需要從包括超聲成像、磁共振成像（MRI，Magnetic Resonance Imaging)、計算機斷層掃描（CT，Computed Tomography)等在內的傳統醫學成像中識別出肝 髒組織邊界，以實現肝臟檢查區域的定位，例如：肝臟彈性檢測及肝臟彩色都卜勒超聲檢查 等。
[0003] 目前，主要通過人為的方式來識別肝臟組織的邊界。由於依據肝臟組織的信息，人 為手動選擇肝臟邊界的方法，需要操作者對於肝臟組織結構和圖像信息非常熟悉，才能準 確的選擇肝臟組織的邊界，因此對於操作者要求高；同時，由於識別過程中通過人工進行識 另IJ，識別時間較長，從而導致肝臟邊界的識別效率較低。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提出一種肝臟邊界的識別方法及系統，以提高肝臟邊界的識別效 率。
[0005] -方面，本發明提供了一種肝臟邊界的識別方法，包括：
[0006] 獲取待識別的肝臟組織信息；
[0007] 採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組織的特 徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織邊界；
[0008] 輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。
[0009] 另一方面，本發明提供了一種肝臟邊界的識別系統，包括信息獲取裝置、肝臟邊界 識別裝置和肝臟邊界顯示裝置，其中，
[0010] 所述信息獲取裝置，用於獲取待識別的肝臟組織信息；
[0011] 所述肝臟邊界識別裝置，用於採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組 織信息對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟 組織邊界；所述肝臟邊界顯示裝置，用於輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。
[0012] 本發明實施例中提供的肝臟邊界的識別方法及系統，能夠高效的識別肝臟邊界區 域。本發明實施例中提供的肝臟邊界的識別方法，獲取待識別的肝臟組織信息之後，採用圖 像處理技術或信號處理技術根據肝臟組織及邊界的信號特徵，識別出所述肝臟組織邊界。 採用該方法能夠自動地識別肝臟組織邊界，並且能夠提高肝臟組織邊界的識別效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本發明實施例的 一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：
[0014] 圖1是本發明第一實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程圖；
[0015] 圖2是本發明第二實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程圖；
[0016] 圖3是本發明第二實施例中的基於肝臟組織的M型超聲信號的邊界識別的效果 圖；
[0017] 圖4是本發明第三實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程圖；
[0018] 圖5為本發明第三實施例中基於肝臟組織的B型超聲圖像的邊界識別的效果圖； [0019] 圖6是本發明第四實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程圖；
[0020] 圖7為本發明第四實施例中基於肝臟組織的CT圖像的邊界識別的效果圖；
[0021] 圖8是本發明第五實施例中提供的肝臟邊界的識別系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖及具體實施例對本發明實施例進行更加詳細與完整的說明。可以理 解的是，此處所描述的具體實施例僅用於解釋本發明實施例，而非對本發明實施例的限定。 另外還需要說明的是，為了便於描述，附圖中僅示出了與本發明實施例相關的部分而非全 部內容。
[0023] 第一實施例：
[0024] 圖1是本發明第一實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程圖，該方法可 以由肝臟邊界的識別系統來執行。如圖1所示，該實現流程包括：
[0025] 步驟11、獲取待識別的肝臟組織信息。
[0026] 其中，所述肝臟組織信息可以為肝臟組織的A型超聲信號、肝臟組織的M型超聲信 號、肝臟組織的B型超聲圖像，肝臟組織的CT圖像或肝臟組織的MRI圖像。
[0027] 根據肝臟組織信息可以獲取肝臟組織信息的類型，即肝臟組織信息的類型可以為 超聲信號，例如肝臟組織的A型超聲信號和肝臟組織的M型超聲信號，也可以為二維超聲圖 像，例如肝臟組織的B型超聲圖像，還可以為三維圖像，例如，肝臟組織的CT圖像和肝臟組 織的MRI圖像。
[0028] 步驟12、採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組 織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中肝臟組織邊界。
[0029] 若所述肝臟組織信息為肝臟組織的超聲信號，則採用信號處理技術根據所述肝臟 組織的超聲信號對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織邊 界；若所述肝臟組織信息為二維超聲圖像或三維圖像，則採用圖像處理技術根據所述肝臟 組織的二維超聲圖像或三維超聲圖像對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別 出所述肝臟組織邊界。
[0030] 其中，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的一維超聲信號、肝臟組織的二維超聲圖 像或肝臟組織的三維超聲圖像時，採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信 息對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織 邊界，具體可以包括：將所述肝臟組織信息劃分為多個檢測子區域；計算每個檢測子區域 中肝臟組織信息的特徵值，並根據檢測子區域中肝臟組織信息的特徵值確定所述肝臟組織 邊界。
[0031] 步驟13、輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。
[0032] 其中，輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息，可以包括：輸出識別出的肝臟組織 邊界的坐標位置；和/或顯示識別出的肝臟組織邊界的圖像。即，在輸出識別出的肝臟組織 邊界的位置信息時，可以只輸出肝臟組織邊界的坐標位置，也可以只顯示肝臟組織邊界的 圖像，還可以既輸出肝臟組織邊界的坐標位置，又顯示肝臟組織邊界的圖像。
[0033] 本發明第一實施例中提供的肝臟邊界的識別方法，根據肝臟組織信息對應的肝臟 組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，能夠自動且高效地識別出所述肝臟組織邊界。其中，所 述肝臟組織信息可以是反應肝臟組織一維結構信息的A型超聲信號或者反應組織一維結 構動態信息的M型超聲信號，也可以是反應肝臟組織二維結構的B型超聲圖像，還可以是反 應肝臟組織三維結構的CT或MRI圖像。
[0034] 第二實施例：
[0035] 第二實施例是對本發明第一實施例中步驟12的具體優化，該方法適用於肝臟組 織的一維超聲信號。圖2是本發明第二實施例中提供的肝臟邊界的識別方法的實現流程 圖，圖3是本發明第二實施例中的基於肝臟組織的M型超聲信號的邊界識別的效果圖。結 合圖2和圖3,該方法包括：
[0036] 步驟21、將肝臟組織的一維超聲信號劃分為多個檢測子區域Sp
[0037] 所述肝臟組織的一維超聲信號可以為肝臟組織的A型超聲信號或肝臟組織的M型 超聲信號。假設一條超聲信號包含n個採樣點，其對應的肝臟組織的超聲信號的掃描深度 為d (單位：mm)，則每Imm深度包含n/d個點。將n個採樣點劃分為多段檢測子區域Si，檢 測子區域Si對應的掃描深度為屯，其中，i取整數。
[0038] 例如，以z為間距將n個採樣點等分為多段檢測子區域 z為檢測子區域的區間長度，『1是取整運算。此時，每段檢測子區域中分別包含[zn/d]個採 樣點。
[0039] 步驟22、計算每個檢測子區域Si中的肝臟組織的超聲信號Ri的Nakagami分布值 ITliO
[0040] 其中，Nakagami統計模型是超聲組織定徵技術的一種。具體的，依據如下公式，計 算每個檢測子區域Si內的肝臟組織的圖像對應的超聲信號Ri的Nakagami分布值Hi i,
【權利要求】
1. 一種肝臟邊界的識別方法，其特徵在於，包括： 獲取待識別的肝臟組織信息； 採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組織的特徵及 肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織邊界； 輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的一維 超聲信號、肝臟組織的二維超聲圖像或肝臟組織的三維超聲圖像， 採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組織的特徵及 肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織邊界，包括： 將所述肝臟組織信息劃分為多個檢測子區域； 計算每個檢測子區域中肝臟組織信息的特徵值，並根據檢測子區域中肝臟組織信息的 特徵值確定所述肝臟組織邊界。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的一維 超聲信號，所述計算每個檢測子區域中肝臟組織信息的特徵值，並根據檢測子區域中肝臟 組織信息的特徵值確定所述肝臟組織邊界包括： 計算每個檢測子區域Si中的肝臟組織的一維超聲信號氏的Nakagami分布值叫； 依據如下公式計算每個檢測子區域Si的權重I，並將最大權重值對應的檢測子區域確 定為肝臟組織的邊界區域：
其中，屯為檢測子區域Si對應的掃描深度。
4. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的二維 超聲圖像， 所述將所述肝臟組織信息劃分為多個檢測子區域包括：將所述肝臟組織的二維超聲圖 像劃分為多個矩形檢測子區域Ru; 所述計算每個檢測子區域中肝臟組織信息的特徵值，並根據檢測子區域中肝臟組織信 息的特徵值確定所述肝臟組織邊界包括： 依據如下公式計算每個檢測子區域Rw的權重Ww，並將最大權重值對應的檢測子區域 確定為肝臟組織的邊界區域：
其中，MW為檢測子區域Rw中肝臟組織的二維超聲圖像的灰度均值，SDW為檢測子區域Rkj中肝臟組織的二維超聲圖像的灰度標準差，dw為檢測子區域Rw對應的掃描深度，k= imax/2 ?
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的CT圖 像或肝臟組織的MRI圖像， 採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信息對應的肝臟組織的特徵及 肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織邊界，包括： 採用圖像分割方法在所述肝臟組織的CT圖像或所述肝臟組織的MRI圖像中提取皮膚 的二值圖像和骨骼的二值圖像； 計算所述骨骼的二值圖像的質心，並計算所述皮膚的二值圖像上距離所述質心最近的 佔. 依據所述質心和距離所述質心最近的點，將所述肝臟組織的劃分為四個象限； 擬合第二象限內的各個肋骨點，得到肋骨擬合曲線； 將所述肋骨擬合曲線朝向第一象限移動預設值，作為邊界曲線，且將所述邊界曲線與 所述肋骨擬合曲線之間的區域確定為肝臟組織的邊界區域。
6. 根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特徵在於，輸出識別出的肝臟組織邊界的 位置信息，包括： 輸出識別出的肝臟組織邊界的坐標位置；和/或 顯示識別出的肝臟組織邊界的圖像。
7. -種肝臟邊界的識別系統，其特徵在於，包括信息獲取裝置、肝臟邊界識別裝置和肝 髒邊界顯示裝置，其中， 所述信息獲取裝置，用於獲取待識別的肝臟組織信息； 所述肝臟邊界識別裝置，用於採用圖像處理技術或信號處理技術根據所述肝臟組織信 息對應的肝臟組織的特徵及肝臟組織邊界的特徵，識別出所述肝臟組織信息中的肝臟組織 邊界；所述肝臟邊界顯示裝置，用於輸出識別出的肝臟組織邊界的位置信息。
8. 根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的一維 超聲信號、肝臟組織的二維超聲圖像或肝臟組織的三維超聲圖像， 所述肝臟邊界識別裝置包括： 區域劃分單元，用於將所述肝臟組織信息劃分為多個檢測子區域； 邊界確定單元，用於計算每個檢測子區域中肝臟組織信息的特徵值，並根據檢測子區 域中肝臟組織信息的特徵值確定所述肝臟組織邊界。
9. 根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的一維 超聲信號，所述邊界確定單元包括： 第一特徵值計算子單元，用於計算每個檢測子區域Si中的肝臟組織的一維超聲信號Ri的Nakagami分布值叫； 第一邊界確定子單元，用於依據如下公式計算每個檢測子區域Si的權重I，並將最大 權重值對應的檢測子區域確定為肝臟組織的邊界區域：
其中，屯為檢測子區域Si對應的掃描深度。
10. 根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的二維 超聲圖像， 所述區域劃分單元具體用於：將所述肝臟組織的二維超聲圖像劃分為多個矩形檢測子 區域& ; 所述邊界確定單元具體用於：依據如下公式計算每個檢測子區域1^_的權重Ww，並將最 大權重值對應的檢測子區域確定為肝臟組織的邊界區域：
其中，MW為檢測子區域Rw中肝臟組織的二維超聲圖像的灰度均值，SDW為檢測子區域Rkj中肝臟組織的二維超聲圖像的灰度標準差，dw為檢測子區域Rw對應的掃描深度，k= imax/2 ?
11. 根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，若所述肝臟組織信息為肝臟組織的CT圖 像或肝臟組織的MRI圖像， 所述肝臟邊界識別裝置具體包括： 二值圖像獲取單元，用於採用圖像分割方法在所述肝臟組織的CT圖像或所述肝臟組 織的MRI圖像中提取皮膚的二值圖像和骨骼的二值圖像； 特徵點確定單元，用於計算所述骨骼的二值圖像的質心，並計算所述皮膚的二值圖像 上距離所述質心最近的點； 圖像劃分單元，用於依據所述質心和距離所述質心最近的點，將所述肝臟組織的劃分 為四個象限； 曲線擬合單元，用於擬合第二象限內的各個肋骨點，得到肋骨擬合曲線； 邊界區域確定單元，用於將所述肋骨擬合曲線朝向第一象限移動預設值，作為邊界曲 線，且將所述邊界曲線與所述肋骨擬合曲線之間的區域確定為肝臟組織的邊界區域。
12. 根據權利要求7-11任一項所述的系統，其特徵在於，所述肝臟邊界顯示裝置包括： 位置輸出單元，用於輸出識別出的肝臟組織邊界的坐標位置；和/或 圖像顯示單元，用於顯示識別出的肝臟組織邊界的圖像。
【文檔編號】G06K9/00GK104408398SQ201410564295
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】邵金華, 段後利, 孫錦 申請人:無錫海斯凱爾醫學技術有限公司