自適應(yīng)窗的胃部ct圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)及方法，該發(fā)明首先利用基于模糊C均值和邊界先驗(yàn)的疑似淋巴結(jié)提取方法獲取每個(gè)單幅胃部CT圖像的疑似淋巴結(jié)。由于淋巴結(jié)的形狀、灰度和空間位置與血管很相近，提取出每個(gè)單幅胃部CT圖像中的疑似淋巴結(jié)存在淋巴結(jié)和血管難于區(qū)分的問(wèn)題；針對(duì)該問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了自適應(yīng)窗的淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)方法；該方法按每個(gè)疑似淋巴結(jié)最大切片面積自適應(yīng)定義每個(gè)疑似淋巴結(jié)的窗口并把最大切片面積所在CT圖像作為當(dāng)前幀；從當(dāng)前幀開(kāi)始向前和向后進(jìn)行跟蹤操作。由于淋巴結(jié)和血管在跟蹤過(guò)程中其面積變化和中心偏移是有區(qū)別的，從而檢測(cè)出淋巴結(jié)。本發(fā)明通過(guò)預(yù)處理和跟蹤操作能自動(dòng)有效地檢測(cè)出淋巴結(jié)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及醫(yī)學(xué)影像處理，可用于醫(yī)學(xué)影像的淋巴結(jié)提取、跟蹤及其輔助診斷，具體涉及一種自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，自顯微鏡問(wèn)世以來(lái)，對(duì)一些圖像的分析已成為醫(yī)學(xué)研究中的重要方法，許多新型成像技術(shù)和設(shè)備的出現(xiàn)以及電腦技術(shù)的發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)迅速發(fā)展，醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)研究及臨床實(shí)踐的作用和影響日益增大，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以用圖像的形式揭示更多有用的醫(yī)學(xué)信息，醫(yī)學(xué)的診斷方式也發(fā)生了巨大的變化。目前的醫(yī)學(xué)圖像主要包括CT (計(jì)算機(jī)斷層掃描)圖像、MRI (核磁共振)圖像、B超掃描圖像、數(shù)字X光機(jī)圖像、X射線(xiàn)透視圖像、各種電子內(nèi)窺鏡圖像及顯微鏡下病理切片圖像等。而在影像醫(yī)療診斷中，主要是通過(guò)觀察一組二維切片圖像去發(fā)現(xiàn)病原體，這往往需要借助醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定。至于準(zhǔn)確的確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周?chē)锝M織的空間關(guān)系，僅通過(guò)觀察二維切片圖像是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)人體的二維切片圖像進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體器官、軟組織和病變體的分割提取、跟蹤，可以輔助醫(yī)生對(duì)病變體及其它感興趣的區(qū)域進(jìn)行定性甚至定量的分析，可大大提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0003]近年來(lái)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展迅速，使臨床醫(yī)生對(duì)人體內(nèi)部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。計(jì)算機(jī)輔助診斷CAD技術(shù)被稱(chēng)為醫(yī)生的“第二雙眼睛”，主要研究如何通過(guò)圖像處理技術(shù)對(duì)這些醫(yī)學(xué)影像信息進(jìn)行有效的處理，輔助醫(yī)生的診斷甚至進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃，具有重大的社會(huì)效益和廣泛的應(yīng)用前景。由于胃部CT影像包含內(nèi)容較為復(fù)雜，所以對(duì)于胃部CT影像的研究仍處于初期階段。2000年全球新發(fā)胃癌病例87.6萬(wàn)，死亡64.6萬(wàn)，死亡率位居第二，其中新發(fā)病例35%在我國(guó)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，胃癌占全部惡性腫瘤死亡的23.2%，在惡性腫瘤死亡率中位居第一位，所以對(duì)胃部CT圖像的研究具有十分重要的意義?，F(xiàn)有胃癌的診斷與治療手段包括傳統(tǒng)根治手段、腹腔鏡手術(shù)、內(nèi)鏡切除手術(shù)等，醫(yī)生在術(shù)前一般需要先對(duì)病人的CT影像進(jìn)行初步的診斷，通過(guò)找到癌變的淋巴結(jié)以及大小等信息判斷病人的N分期，然后依據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行手術(shù)。而依據(jù)醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)，淋巴結(jié)一般只存在于脂肪組織中，其他臟器如肝臟、胰臟、血管等在檢測(cè)淋巴結(jié)時(shí)都屬于影響醫(yī)生判斷的冗余信息，因此，首先需要提取疑似淋巴結(jié)，然后再對(duì)疑似淋巴結(jié)進(jìn)行跟蹤，總之，研究計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)檢測(cè)胃部CT圖像的淋巴結(jié)具有很大的應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)胃部CT圖像所含信息復(fù)雜，血管的形狀、空間位置、灰度值都和淋巴結(jié)很相似，提取出每個(gè)單幅胃部CT圖像中的疑似淋巴結(jié)存在淋巴結(jié)和血管難于區(qū)分的問(wèn)題。[0005]為此，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)及方法，自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)，依次包括用于對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)的基于模糊C均值的分類(lèi)模塊、用于對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行外邊界檢測(cè)的基于邊界先驗(yàn)的疑似淋巴結(jié)提取模塊和用于對(duì)疑似淋巴結(jié)的窗口圖像中的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并檢測(cè)出目標(biāo)的自適應(yīng)窗的淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)|旲塊；
[0006]所述基于模糊C均值的分類(lèi)模塊依次包括用于求解模糊C均值目標(biāo)函數(shù)的模糊C均值參數(shù)計(jì)算子模塊和對(duì)計(jì)算結(jié)果樣本分類(lèi)的模糊C均值分類(lèi)子模塊；
[0007]所述基于邊界先驗(yàn)的疑似淋巴結(jié)提取模塊依次包括對(duì)圖像個(gè)區(qū)域進(jìn)行邊界提取的邊界提取子模塊和對(duì)疑似淋巴結(jié)邊界進(jìn)行標(biāo)記的疑似淋巴結(jié)提取子模塊；
[0008]所述自適應(yīng)窗的淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)模塊依次包括疑似淋巴結(jié)面積排序子模塊、疑似淋巴結(jié)窗口大小及中心位置計(jì)算子模塊、血管跟蹤子模塊、淋巴結(jié)跟蹤子模塊、血管標(biāo)記子模塊和淋巴結(jié)標(biāo)記子模塊。
[0009]一種自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟:
[0010]第一步，基于模糊C均值的分類(lèi)
[0011]用于對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)，分為3類(lèi)區(qū)域，第一類(lèi)為背景區(qū)域，第二類(lèi)是脂肪區(qū)域，第三類(lèi)為感興趣區(qū)域，主要步驟為: [0012]1.1、模糊C均值參數(shù)計(jì)算子步驟，用于求解模糊C均值目標(biāo)函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.自適應(yīng)窗的胃部CT圖像淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是:依次包括用于對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)的基于模糊C均值的分類(lèi)模塊、用于對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行外邊界檢測(cè)的基于邊界先驗(yàn)的疑似淋巴結(jié)提取模塊和用于對(duì)疑似淋巴結(jié)的窗口圖像中的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤并檢測(cè)出目標(biāo)的自適應(yīng)窗的淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)模塊； 所述基于模糊C均值的分類(lèi)模塊依次包括用于求解模糊C均值目標(biāo)函數(shù)的模糊C均值參數(shù)計(jì)算子模塊和對(duì)計(jì)算結(jié)果樣本分類(lèi)的模糊C均值分類(lèi)子模塊； 所述基于邊界先驗(yàn)的疑似淋巴結(jié)提取模塊依次包括對(duì)圖像各區(qū)域進(jìn)行邊界提取的邊界提取子模塊和對(duì)疑似淋巴結(jié)邊界進(jìn)行標(biāo)記的疑似淋巴結(jié)提取子模塊； 所述自適應(yīng)窗的淋巴結(jié)跟蹤檢測(cè)模塊依次包括疑似淋巴結(jié)面積排序子模塊、疑似淋巴結(jié)窗口大小及中心位置計(jì)算子模塊、血管跟蹤子模塊、淋巴結(jié)跟蹤子模塊、血管標(biāo)記子模塊和淋巴結(jié)標(biāo)記子模塊。
2.一種適用于權(quán)利要求1所述的跟蹤檢測(cè)系統(tǒng)的方法，其特征是:包括以下幾個(gè)步驟: 第一步，基于模糊C均值的分類(lèi) 用于對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)，分為3類(lèi)區(qū)域，第一類(lèi)為背景區(qū)域，第二類(lèi)是脂肪區(qū)域，第三類(lèi)為感興趣區(qū)域，主要步驟為: .1.1、模糊C均值參數(shù)計(jì)算子步驟，用于求解模糊C均值目標(biāo)函數(shù)
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103955912SQ201410051900
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】劉芳, 焦李成, 薛海珍, 李玲玲, 戚玉濤, 郝紅俠, 李婉, 馬文萍, 馬晶晶, 尚榮華, 于昕 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)