CN101004834A - Ct胶片扫描图像中断层图像的分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，包括以下步骤：1)确定参考断层图像的分辨率；2)用矩形框在参考断层图像上，选定需要分割的断层图像；3)将参考断层图像上标尺端点作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置关系；4)确定其他断层图像的分辨率，除以参考断层图像的分辨率，得到缩放比例，根据缩放比例对其他断层图像进行缩放；5)以其他断层图像上标尺端点为参考，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像。本发明以标尺的端点为参考点与矩形框关联起来，实现断层图像的快速定位，保证了分割出来的一幅幅断层图像在比例和方向上具有很好的一致性。

Description

CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法

技术领域

本发明涉及医学图像处理，特别涉及一种CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法。

背景技术

在一些医院，通过胶片扫描仪将CT胶片图像数字化是获取人体解剖信息的唯一方式。通常，一张胶片上排列有若干CT断层图像。因此，在三维重建之前，首先要将断层图像从胶片扫描图像中一幅幅地分割出来。为了便于三维重建等处理，基于医学图像的软件系统，通常要求医学图像为互相平行的断层图像序列，而且还要求断层图像序列必须在比例、角度和位置上保持一致。

在现有的解决方案中，角度关系的一致性通过旋转胶片扫描图像得到。这要求同一张CT胶片上的断层图像角度不得有偏差，否则需要对每幅CT断层图像作旋转。每幅CT断层图像上有标尺，分割到某幅断层图像，如果标尺有变化，则重新定义标尺，这样可以保证比例上的一致性。定义一个矩形框，其包围的区域为断层图像的有效区域，移动该矩形框到各断层图像的对应区域，使各断层图像位置上保持一致。这种方法由于将比例、角度和位置三方面分开处理，因此效率低、效果差。

要得到需要的人体解剖信息，医学图像的数量往往多达几十、上百幅。为了有效缩短分割时间，提高使用者的效率，提供一种方便快捷的分割方法，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是：提供一种CT胶片扫描图像分割方法，能够将断层图像一幅幅地从胶片扫描图像中分割出来。

为实现上述目的，CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，包括以下步骤：

第一步，根据标尺实际代表的长度，以及两个端点在扫描图像上的像素坐标，确定参考断层图像的分辨率；

第二步，用矩形框在参考断层图像上，选定需要分割的断层图像；

第三步，将参考断层图像上标尺端点作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置关系；

第四步，按第一步的方法确定其他断层图像的分辨率，除以参考断层图像的分辨率，得到缩放比例，根据缩放比例对其他断层图像进行缩放，使其与参考断层图像的比例大小保持一致；

第五步，根据第三步确定的锁定矩形框和标尺参考点的相对位置关系，以其他断层图像上与参考断层图像上的参考点的对应标尺端点为参考，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像。

第六步，重复第四、第五步，直到全部的其他断层图像一幅一幅地分割出来。

本发明的CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，以标尺的端点为参考点与矩形框关联起来，只需轻轻一点鼠标键，即可实现断层图像的快速定位。同时在标尺端点上应用了自动识别技术，定位精度也提高了。标尺参考点概念的引入，保证了分割出来的一幅幅断层图像，在比例和方向上具有很好的一致性。因此，本发明具有很高的应用性，在放射治疗计划系统、医学图像可视化系统、医学图像处理系统中有着重要的应用价值。

附图说明

图1是待分割的CT胶片扫描图像；

图2是一幅指示出矩形框、标尺和参考点的参考断层图像；

图3是分割后的一幅幅断层图像；

图中，1-断层图像  2-矩形框  3-标尺  P_a、P_b-参考点。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，做进一步详细的说明和描述。

图1是待分割的CT胶片扫描图像。图中，一张CT胶片上排列有若干CT断层图像。因此，在三维重建之前，首先要将断层图像从胶片扫描图像中一幅幅地分割出来。

在本实施例中，断层图像的分割方法具体步骤为：

1)、根据标尺实际代表的长度，以及两个端点在扫描图像上的像素坐标，确定参考断层图像的分辨率；

将CT胶片扫描制成CT胶片扫描图像，将其中需要分割的断层图像中的一幅图像作为参考图像，自动识别该参考断层图像标尺的两个端点，作为两个参考点P_a和P_b。CT胶片上的标尺的两个端点，在扫描图像上的像素坐标分别为P_a(x₁，y₁)和P_b(x₂，y₂)。标尺代表的实际长度为d。则参考图像的分辨率r为：

$r=\frac{d}{\sqrt{{(x_1-x_2)}^2+{(y_1-y_2)}^2}}\mathrm{mmpp}---\left(1\right)$

分辨率r是每个像素，即pixel代表的长度。这样确定了该参考图像像素单位到物理单位的转换关系，在此mmpp即表示毫米每像素。

2)、用矩形框在参考断层图像上，选定需要分割的断层图像；

在参考断层图像上，用矩形框选定感兴趣的矩形区域，作为需要分割出来的断层图像。该矩形框像素坐标为Rect(left，top，right，bottom)。

分割断层图像的大小为：w＝right-left，h＝bottom-top

分割断层图像的实际尺寸为：(right-left)*r，(bottom-top)*r

图2是一幅指示出矩形框、标尺和参考点的参考断层图像；

3)、将参考断层图像上标尺端点作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置关系；

将标尺两个端点中下端点P_a作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置。

                                    _x＝left-x₁

矩形框相对于参考点P_a的位置偏移                                     (2)

                                    _y＝top-y₁

                                left＝x₁+_x

                                right＝x₁+_x+w

矩形框位置可由参考点P_a的位置确定                     (3)

                                top＝y₁+_y

                                bottom＝y₁+_y+h

图2是一幅指示出矩形框、标尺和参考点的参考断层图像。

4)、按第1)步的方法确定其他断层图像的分辨率，除以参考断层图像的分辨率，得到缩放比例，根据缩放比例对其他断层图像进行缩放，使其与参考断层图像的比例大小保持一致；

自动识别其他断层图像标尺的两个端点作为两个参考点P_a’和P_b’，同理，由公式(1)得分辨率r′。

缩放比例为： $\mathrm{scale}=\frac{r^{\′}}{r}---\left(4\right)$

其他断层图像按公式(4)得到的缩放比例进行缩放，使得其他断层图像的分`辨率与参考断层图像的分辨率保持一致，即比例大小保持一致。当缩放比例小于1，将其他断层图像放大，当缩放比例大于1，将其他断层图像缩小。

5)、根据第3)步确定的锁定矩形框和标尺参考点的相对位置关系，以其他断层图像上与参考断层图像上参考点对应的标尺端点为参考，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像。

6)、重复第4)、5)步，直到全部的其他断层图像一幅一幅地分割出来。

图3是分割后的一幅幅断层图像。图中所示，分割出来的断层图像比例、角度和位置一致，便于CT图像的三维构建，立体反映人体解剖结构，便于医生的诊断。

此外，在本实施例中，只使用了标尺的一个端点作为确定其他断层图像需要分割的区域。由于存在不同的断层图像角度有所偏差，分割出来的断层图像就会存在不一致的情况。因此，同样依据标尺的两个端点对应的像素坐标，计算出标尺与Y轴的夹角，在进行第3)步和第5)步之前，分别对参考断层图像和其他断层图像进行了垂直校正。

参考断层图像中，采用标尺的两个端点作为参考点，锁定矩形框和标尺参考点的相对位置关系；再以其他断层图像中标尺两个端点为参考点，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像。此时，无须进行垂直校正，但参考断层图像应当较为垂直或只对参考断层图像进行垂直校正。

在本发明中，涉及标尺两个端点的识别问题。在本实施例中，采用以下步骤对其进行识别：

1)、对给定点附近20*20邻域求直方图，以确定阈值；

2)、以该给定点附近5*5邻域内点作区域生长，得标尺的二值图像

3)、对得到的二值图像作细化处理，直到不能再细化为止

4)、用模板匹配的方法作水平和垂直方向的线检测

5)、垂直方向的线段与水平方向线段的交点排序，最下的为P_a，最上的为P_b。

对于标尺两个端点的识别属于现有技术，本发明不作赘述。

本发明CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，不限于具体实施方式的范围，本实施方式只是帮助理解本发明，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (4)

1.一种CT胶片扫描图像中断层图像的分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、根据标尺实际代表的长度以及两个端点在扫描图像上的像素坐标，确定参考断层图像的分辨率；

2)、用矩形框在参考断层图像上，选定需要分割的断层图像；

3)、将参考断层图像上标尺端点作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置关系；

4)、按第1)步的方法确定其他断层图像的分辨率，除以参考断层图像的分辨率，得到缩放比例，根据缩放比例对其他断层图像进行缩放，使其与参考断层图像的比例大小保持一致；

5)、根据第3)步确定的锁定矩形框和标尺参考点的相对位置关系，以其他断层图像上，与参考断层图像上参考点相对应的标尺端点为参考，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像；

6)、重复第4)、5)步，直到全部的其他断层图像一幅一幅地分割出来。

2.根据权利要求1所述的断层图像的分割方法，其特征在于，所述的分辨率是每个像素代表的长度。

3.根据权利要求1所述的断层图像的分割方法，其特征在于，在进行第3)步和第5)步之前，分别对参考断层图像和其他断层图像进行了垂直校正；将参考断层图像上标尺端点的一个端点作为参考点，锁定矩形框与标尺参考点的相对位置关系。

4.根据权利要求1所述的断层图像的分割方法，其特征在于，参考断层图像中，采用标尺的两个端点作为参考点，锁定矩形框和标尺参考点的相对位置关系；再以其他断层图像中标尺两个端点为参考点，确定矩形框在其他断层图像中的位置，矩形框包围的区域即为需要分割的断层图像。

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