专利名称：用于脑出血分割的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于脑出血分割的方法和设备，更具体地说，涉及用
于基于脑出血发作的头部的X射线CT图像来识别脑出血的方法和设备。
背景技术：
为了诊断和治疗脑出血，在头部X射线CT图像上对脑出血进行分割。这种分割通过专业人员的介入而手动进行(例如，参见专利参考1)。
专利参考1JP誦A画2005-118510
发明内容
本发明要解决的问题
通过专业人员的介入来手动进行分割费时且工作繁重。另外，分割的结果取决于医生的技术。由于在脑出血处的CT值会随着症状而变化，并且会与健康部分的CT值交叠，通过单一阀值自动进行分割无法解决问题。
本发明的目的在于提供一种用于适当分割脑出血损伤的方法和设备。
解决问题的手段
用于解决上述问题的本发明的第一方面提供了一种在头部的医学图像中分割脑出血位置的方法，该方法包括如下步骤在所述头部的医学图像中分割颅骨的内部区域；从在所述分割颅骨的内部区域的步骤中分割的区域当中，分割可
能包含脑出血位置的区域；以及
从在所述分割可能包含脑出血位置的区域的步骤中分割的区域当中，确定脑出血的位置。
更优选地，所述分割可能含有脑出血位置的区域的步骤包括从在所述分割卢贞骨的内部区域的步骤中分割的区域当中，分割CT值逐渐变化的区域的步骤；
从在所述分割CT值逐渐变化的区域的步骤中分割的区域当中，分割像素的数量大于预定数量的区域的步骤；
从在所述分割像素的数量大于预定数量的区域的步骤中分割的区域当中，分割具有比较大的CT值的区域的步骤；
从在所述分割具有比较大的CT值的区域的步骤中分割的区域当中，分割CT值逐渐变化的区域的步骤。
更优选地，所述确定脑出血位置的步骤包括
对于在所述分割可能含有脑出血位置的区域的步骤中分割的区域，基于所述被分割区域的CT值和尺寸确定所述被分割区域是否为脑出血位置的第一步骤；以及
对于除了在所述第 一 步骤中已经被确定为脑出血位置的区域之外的区域中的脑出血位置的可能的区域，基于在所述可能的区域和其附近之间的CT值的差或所述区域的CT值，确定所述可能的区域是否为脑出血位置的第二步骤。
更优选地，所述方法还包括为在所述确定脑出血位置的步骤中已经确定为脑出血位置的区域来校正部分容量效应的影响的步骤。
更优选地，本发明提供一种用于脑出血分割的方法，该方法包括预处理步骤、第一搜索步骤、分析和调整步骤、滤波步骤、第二搜索步骤、分析和确定步骤、以及后处理步骤，其中
预处理步骤，在头部的X射线CT图像上，将CT值大于第一设定值的像素和CT值小于第二设定值的像素排除，基于第三设定值识别颅骨的边界，以及基于所识别的所述边界将颅骨的外部区域排除；
第一搜索步骤；在已经由所述预处理进行处理的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，和标记通过所述搜索发现的每个区域；
分析和调整步骤，在已经通过所述第 一搜索进行搜索的图像上，为每个所述区域确定像素的数量，以及将像素数量小于第四设定值的区域排除；
滤波步骤，在已经被分析和调整的图像上，对每个所述区域，逐像素地确定在二维坐标i，j增大的方向上两个相邻的像素的CT值的差的绝对值的和，确定所述和大于第五设定值的像素位置，在所有所述确定的像素位置中确定平均CT值，以及将CT值小于或等于所述平均
值的像素排除，
第二搜索步骤，在已经被滤波的图像上，搜索CT值逐渐变化的区 域，以及重新标记通过所述搜索发现的每个区域，
分析和确定步骤，在已经通过所述第二搜索标记的图像上， 将第一指数IndexcT设定为 如果CTmin<= CTRegion<= CTbiood,
ihcfevcr 二 二
其中C丁Reg咖为所述区域的像素的CT值，CTUax为第六设定值
CTmin为第七设定值，而CTbl。。d为第八设定值， 或如果CTbio。d < CTRegion<= CTmax, i殳定为
否则设定为 [等式21]
当将所述区域的表面积和周长表示为Area和Perimeter时，该区域 的特征值被表示为 Radian = Area / Perimeter2 那么，
将第二指数IndeXRad!an设定为
如果Radian大于第九设定值Radianmax,则IndexRadian = 1,如果 Radian小于第十设定值Radianmm,贝'J IndexRadian = 0,或者如果Radian 小于或等于第九设定值Radianmax并且大于或等于第十设定值
将第三指数Indexo设为
然后，如果Index(P^20o/o,确定该区域存在脑出血，或者 如果Indexo<=3%,确定该区域不存在脑出血，或者 如果3%< Index0<20%, CTAr。undRe^。n为围绕该区域的周围的区域的 像素的CT值，并且CTAverage-AU-Regl。n为所有这种区域的平均CT值， 将第四指数Indexsub设为
<formula>formula see original document page 15</formula>
将第五指数IndeXQrder设为[等式26]
如果IndexSub >=8或Index0rder >= 10,确定该区域存在脑出血，或
者
如果Indexsub <=0或Index0rder <= -5,确定该区域不存在脑出血，
或者
如果0<IndexSub<8并且-5〈Indexod^10, 将第六指数IndexFmd设为
油肠,=油0 *滅y一(-5) 細' 。 10-(-5)
如果IndexFinal>=5 0%,确定该区域存在脑出血，或者
如果IndexFmal<50%,确定该区域不存在脑出血；并且
后处理步骤对在分析和确定步骤中确定具有脑出血的区域上的部
分容量效应的影响进行补偿。
用于解决上述问题的本发明的第二方面提供一种用于在头部的医
学图像中分割脑出血位置的设备，包括
用于在所述头部的X射线CT图像中分割颅骨的内部区域的装置； 从由所述分割颅骨的内部区域的装置分割的区域当中，分割可能
包含脑出血位置的区域的装置；以及
从由所述分割可能包含脑出血位置的区域的装置分割的区域当
中，确定脑出血的位置的装置。
更优选地，所述用于分割可能包含脑出血位置的区域的装置包括 从由所述分割卢贞骨的内部区域的装置分割的区域当中，分割CT值
逐渐变化的区域的装置；
从由所述分割CT值逐渐变化的区域的装置分割的区域当中，分割
16像素的数量大于预定数量的区域的装置；
从由所述分割像素的数量大于预定数量的区域的装置分割的区域
当中，分割具有比较大的CT值的区域的装置；
从在所述分割具有比较大的CT值的区域的步骤中分割的区域当 中，分割CT值逐渐变化的区域的装置。
更优选地，所述用于确定脑出血位置的装置包括
对于由所述分割可能含有脑出血位置的区域的装置分割的区域， 基于所述被分割区域的CT值和尺寸确定所述被分割区域是否为脑出 血位置的第一装置；以及
对于除了由所述第一装置已经确定为脑出血位置的区域之外的区
域中的脑出血位置的可能的区域，基于在所述可能的区域和其附近之 间的CT值的差或所述区域的CT值，确定所述可能的区域是否为脑出 血位置的第二装置。
更优选地，所述设备还包括为由所述确定脑出血位置的装置已经 确定为脑出血位置的区域来校正部分容量效应的影响的装置。
更具体地说，本发明提供一种在头部的X射线CT图像上用于脑 出血分割的设备，包括预处理装置、第一搜索装置、分析和调整装置、 滤波装置、第二搜索装置、分析和确定装置、以及后处理装置，其中
预处理装置，在头部的X射线CT图像上，将CT值大于第一设定 值和CT值小于第二设定值的像素排除，基于第三设定值确定颅骨的边 界，以及基于确定的所述边界将颅骨的外部区域排除；
初始搜索装置，在已经由所述预处理进行处理的图像上，搜索CT 值逐渐变化的区域，和标记通过所述搜索发现的每个区域；
分析和调整装置，在已经通过所述第一搜索进行搜索的图像上， 为每个所述区域确定像素的数量，以及将像素数量小于第四设定值的 区域排除；
滤波装置，在已经被分析和调整的图像上，对每个所述区域，对 每个像素确定在二维坐标i,j增大的方向上相邻像素之间的CT值的差 的绝对值的和，确定所述和大于第五设定值的像素位置，在所有所述 确定的像素位置中确定平均CT值，以及将CT值小于或等于所述平均 值的像素排除，
第二搜索装置，在已经被滤波的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，以及重新标记通过所述搜索发现的每个区域，
分析和确定装置，在已经通过所述第二搜索进行标记的图像上
将第一指数IndexcT设定为
如果CTmin<= CTRegion<= CTblo。d，
匕J WoodL"i A/(n
或设定为，
^口果CTbio。d < CTRegion<= CTmax, [等式29]
=-"~
否则设为 IndexCT=0
其中C丁Rw为所述区域的像素的CT值， CTmax为第六设定值， CTmm为第七设定值，而 CTw。。d为第八设定值，
当将所述区域的表面积和周长表示为Area和Perimeter时，该区域 的特征值^皮表示为
，
Radian = Area/Perimeter ,那么
将第二指数IndeXRad化n设定为
^口果Radian大于第九i殳定^f直Radianmax,贝寸IndexRadian = 1, 如果Radian小于第十设定值Radian皿n时，贝'J IndexRadian = 0， 并且如果Radian小于或等于第九设定值Radianmax并且大于或等于 第十设定值Radianmin，设为 [等式32]
一 i W朋—n 一 i^af/朋她
/〃tfetTrWa,！ — D~~^
将第三指数Index。设为 [等式33]
工ndexo = :rndexcr * I"ndexradian
然后，如果Indexo〉-2()o/(),确定该区域存在脑出血，或者 如果Indexo<=3%,确定该区域不存在脑出血，或者 或者如果3%< Index0<20%,并当CTAraundRegl。n为该区域的周围区
域的像素的CT值，并且CTAverage-Reg,。n为所有区域的平均CT值时，
将第四指数Indexsub设为 [等式34]
并将笫五指数IndeXorder设为如果Indexsub >=8或Index0rder >= 10,确定该区域存在脑出血，或
者
如果IndexSub <=0或Index0rder <= -5，确定该区》或不存在脑出血，
或者
如果0<IndexSub<8并且-5〈Indexonier〈10，那么
将第六指数IndeXpma!设为
* i"7油Xo,如—(一5)
一 ° 10-(-5)
如果IndexFinal>=50%,确定该区域存在脑出血，或者
如果IndexFmal<50%,确定该区域不存在脑出血；
后处理装置对在分析和确定中确定具有脑出血的区域上的部分容 量效应的影响进行补偿。
优选地，通过检测从小于所述第三设定值的值到更大值的CT值变 化点或者从大于所述第三设定值的值到更小值的CT值变化点来执行 在预处理中的卢贞骨边界的识另'j,以便适当识别边界。
优选地，通过搜索相邻的两个像素之间的CT值的差小于或等于5 的区域，执行在所述初始搜索和在所述第二搜索中的区域搜索，以便 适当搜索区域。
优选地，通过针对所述区域的扩张计算，执行在所述后处理中的 补偿，以便适当为区域进行补偿。
优选地，第一设定值为245,第二设定值为30,第三设定值为190， 第四设定值为300，第五设定值为4,第六设定值为100,第七设定值 为40,第八设定值为70,第九设定值为0.015,以及第十设定值为0.003。
根据本发明的以上方面，关于候选区域中像素的CT值的指数IndexcT和关于候选区域的特征的指数IndexRad腿被用于生成指数Index0, 如果Index0>=20%,确定感兴趣区域存在脑出血，或者如果Index0<=3%, 确定该区域不存在脑出血。如果3%<Index0<20%,那么为该区域生成 指凄丈Indexsub和指凄史Index0rder,如果Indexsub>=8或IndexOrder>=10,那 么确定该区域存在脑出血，或者如果lndexsub<=0或Index0rder<= -5,确 定该区域不存在脑出血。如果0<Indexsub<8并且-5〈Index。rder〈10,生成 指数IndexFinal,如果IndexFinal>=50% ,确定该区域存在脑出血，或者 如果IndexFinal<50% ,确定该区域不存在脑出血。以这种方式，实现了 用于适当执行脑出血分割的方法和设备。
图1是根据用于实现本发明的最佳模式的示例性图像处理设备的 示意图2是用灰度照片来显示的示例性X射线CT图像的示意图； 图3是显示用于脑出血分割的步骤的示意图； 图4是显示预处理步骤的细节的示意图5是用灰度照片来显示在预处理步骤之后示例性X射线CT图 像的示意图6是显示初始搜索步骤的细节的示意图7是显示分析和调整步骤的细节的示意图8是用灰度照片来显示在初始搜索以及分析和调整步骤之后示 例性X射线CT图像的示意图9是显示滤波步骤的细节的示意图IO是显示像素值之间的空间位置关系的示意图11是用灰度照片来显示在滤波步骤之后示例性的X射线CT图 像的示意图12是显示第二搜索步骤的细节的示意图13是用灰度照片来显示在第二搜索之后示例性的X射线CT图 像的示意图14是显示分析和确定步骤的细节的示意图15是用灰度照片来显示在分析和确定步骤之后的示例性X射线 CT图像的示意21图16是用灰度照片来显示在分析和确定步骤之后的示例性X射线
CT图像的示意图17是显示后处理步骤的细节的示意图；以及
图18是用灰度照片来显示在后处理步骤之后的示例性X射线CT 图像的示意图。
10数据处理单元
20显示单元
30控制台
40存储单元
50输入和输出单元
图1
输入和输出单元50 数据处理单元10 显示单元20 控制台30 存储单元40 图2
预处理步骤PI 第一搜索步骤P2 分析和调整步骤P3 滤波步骤P4 第二搜索步骤P5
分析和确定步骤P6 后处理步骤P7 图4
像素选择101 颅骨边界的识别102 颅骨的外部区域的排除103 图6
搜索CT值逐渐变化的区域201标记该区域202 图7
为每个区域确定像素的数量301 排除具有较少像素的区域302 图9
G[i，j]:abs(F回-F"+l,j])+abs(F[i,j]-F["j+l])401 确定G[i,j] = 4的像素位置402 找到在确定像素位置的平均CT值403 排除小于平均值的像素404 图12
搜索其中CT值逐渐变化的区域501 才示i己该区i或502 图14
确定IndexCT601 确定IndexRadian602 确定indexo603 index。604
确定Indexsub和IndexOrder605 Indexsub, IndexRadian606 确定IndexFmal607 IndexFinai608 图17
确定周围像素的CT值701 执行扩张计算70具体实施例方式
下面将参考附图更具体地描述用于实现本发明的一些最佳模式。 在此值得注意地是，本发明不限于用于实现本发明的最佳模式。现在 请参考附图，附图1显示了图像处理设备的示意框图。
这种设备是用于实现本发明的示例性的最佳模式。该设备的布置 阐释了用于实现本发明的 一种用于脑出血分割的设备的示例性最佳模 式。该设备的操作阐释了用于实现本发明的 一种用于脑出血分割的方
23法的示例性最佳模式。
如图l所示，该设备包括数据处理单元10、显示单元20、控制台
30、存储单元40以及输入和输出单元50。基于由用户通过显示单元 20和控制台30的交互式操作，数据处理单元10对存储单元40内储存 的数据执行预定的数据处理。
数据处理单元10还通过输入和输出单元50执行对外部设备的数 据输入和输出。将通过输入和输出单元50输入作为脑出血分割对象的 X射线CT图像。
外部设备的一些示例性例子包括X射线CT设备和医学图像服务 器。该设备也可以是X射线CT设备或医学图像服务器的一部分。在 后一种情况中，不需要输入和输出单元50。图2显示了作为脑出血分 割对象的X射线CT图像的例子。
下面将更具体地描述将要在该设备上执行的脑出血分割。图3显 示了脑出血分割的步骤。如图3所示，脑出血分割通过P1到P7的7 个步骤执行。
处理步骤Pl为预处理步骤。处理步骤P2为第一搜索步骤。处理 步骤P3为分析和调整步骤。处理步骤P4为滤波步骤。处理步骤P5为 第二搜索步骤。处理步骤P6为分析和确定步骤。最后，处理步骤P7 为后处理步骤。
这些步骤由数据处理单元IO执行。数据处理单元10是预处理装 置的实例、第一搜索装置的实例、分析和调整装置的实例、滤波装置 的实例、第二搜索装置的实例、分析和确定装置的实例、以及后处理 装置的实例。下面将更具体的描述这些步骤。
图4显示了预处理步骤P1的具体子步骤。如图4所示，在步骤101 中，预处理步骤Pl选择头部的X射线CT图像的像素。通过将CT值 大于第一设定值的像素和CT值小于第二设定值的像素从整个图像中 排除来实现像素选择。第一设定值可以为245,而第二设定值可以例如 是30。因此，CT值大于245的像素和CT值小于30的像素将被排除。
在步骤102中，识别颅骨的边界。颅骨边界的识别基于第三设定 值来执行。通过对整个图像检测任何从小于第三设定值的值到更大值 的CT值变化点，或者任何从大于第三设定值的值到更小值的CT值变 化点，来进行颅骨边界的识别。第三设定值可以例如为190。基于如此识别的颅骨边界，在步骤103中排除了颅骨的外部区域，从而将颅骨 的内部区域分割出来。
在步骤101到103中，将任何CT值大于245的像素、CT值小于 30的像素以及颅骨外部的区域排除。通过如此的预处理，可以得到例 如图5所示的图像。在图5中，由黑色填充的区域表示未被排除的区 域。该黑色区域是下一处理步骤的目标。
图6显示了初始搜索步骤P2的具体子步骤。如图6所示，在初始 搜索步骤P2中，在预处理过的图像上，在步骤201中搜索其中CT值 逐渐变化的区域。例如，通过搜索相邻的两个像素之间的CT值的差为 5或更小的任何区域，来进行对具有逐渐变化的CT值的区域的搜索。 在步骤202中，对通过搜索检测到的区域进行标记，从而将具有逐渐 变化的CT值的区域分割出来。
图7显示了分析和调整步骤P3的具体子步骤。如图7所示，在分 析和调整步骤P3中，在步骤301中逐区域地计算已经进行了初始搜索 的图像的像素数量。在步骤302中，将任何像素数量小于第四设定值 的区域排除，从而将像素数量不小于第四设定值的区域分割出来。
当定义的^L野(定义的FOV)为25cm时，第四设定值可以例如 为300。如果定义的FOV不是25cm,可以将设定值调整为除300外的 适当的值。
由上述的初始搜索以及分析和调整，可以得到例如图8所示的图 像。在图8中，由黑色填充的区域表示像素数量为300或更多且CT值 逐渐变化的区域。该区域称为下一处理步骤的目标。
图9显示了滤波步骤P4的具体子步骤。如图9所示，在步骤401 中，滤波步骤P4在已经被分析和调整的图像上，为每个像素和为每个 区域逐像素地确定在二维坐标i、 j增加的方向上相邻的两个像素之间 的CT值的差的绝对值的和。换句话说，执行如下所示的计算。
G[i,j]=abs(F[i,j]-F[i+l,j〗)+abs(F[i, j]-F[i,j+l〗) 其中F[ij]是在二维坐标i, j的像素的CT值；F[i+l,j]是在坐标i增加的方向上相邻像素的CT值；F[i,j+1]是在坐标j增加的方向上相邻 像素的CT值。CT值F[i,j]、 F[i+l,j]、 F[i,j+1]和F[i + lj+l]之间的关系 如图10所示。
在步骤402中，识别G[ij]变得大于第五设定值的像素位置。第五 设定值可以例如为4。在步骤403中，确定所识别的所有像素位置处的 CT值的平均值，并且在步骤404中，将CT值等于或小于该平均值的 任何像素排除，从而，将具有剩余像素的区域分割出来。
从原始图像为每个区域确定CT值的平均。在原始图像上逐区域地 执行CT值等于或小于平均值的像素的排除。这允许为每个区域去除背 景。
通过如上所述滤波，可以得到如图11所示的图像。在图11中， 由黑色填充的区域表示未被排除的区域。该黑色区域是下一处理步骤 的目标。
图12显示了第二搜索步骤P5的具体子步骤。如图12所示，第二 搜索步骤P5在步骤501中为经滤波的图像搜索CT值逐渐变化的区域。 通过搜索相邻两个像素之间的CT值的差小于或等于5的区域，来搜索 具有逐渐变化的CT值的区域。在步骤502中，由搜索发现的区域被重 新标记，从而将CT值逐渐变化的区域分割出来。通过如上所述第二搜 索，可以得到如图13所示的图像。
图14显示了分析和确定步骤P6的具体子步骤。如图14所示，在 分析和确定步骤P6中，在步骤601为已经被执行了第二搜索的被标记 的图像确定第 一指数Indexes。
指数IndexcT设为
如果CTmin<= C丁Reg腿《CTblood ,
贝寸[等式38]
= u，on u她
"fc'。。rf — L7胸 或^!口果CTblood < CTRegi0n<= CTmax,
贝寸[等式39]CT 一CT
"'WCA^t 一
否则 IndexcT=0
其中CTRegl。n为区域像素的CT值，CTmax为第六设定值，CTmin为 第七设定值，而CTw。。d为第八设定值。
在这里，第六设定值CT咖x可以例如是100,第七设定值CTmm可
以例如是40 ，第八设定值CTbl。。d可以例如是70 。
在步骤602中，确定第二指数IndexRadian。在第二指数IndexRadian 中，当将区域的表面积和周长表示为Area和Perimeter时，该区域的特 征值纟皮表示为
，
Radian = Area/Perimeter ,
如果Radian大于第九设定值Radianmax,贝'j IndexRadian = 1,如果 Radian小于第十i史定l直Radianmin,贝寸IndexRadiM1 = 0, 并且
如果Radian小于或等于第九设定值Radianmax并且大于或等于第十 设定值Radian腿,
则[等式42]
Max Af!'
在此第九设定值Radianmax可以例如是0.015,第十设定值Radianr 可以例如是0.003。
在步骤603中，第三指数indexo被设为
27[等式43]
Indexo = IndexCT * Indexradian
在步骤604中，根据第三指数Indexo的值确定感兴趣区域是否存 在脑出血。更具体的i兌，如果Indexo >= 20%,则该区域存在脑出血 (CH),如果Index0 <= 3%，则该区域不存在脑出血(非CH ),另外如 果3% < Indexo <20%,则处理进行到下一步骤605 。
在步骤605中，确定第四指数Indexsub和第五指数Index0rder。更具 体地说，当在区域3% < Index0 <20%周围的周围区域的像素的CT值为 CTAr。undRegl。n时，和当3% < Indexo <20%的整个区域的平均CT值为 CTAverate_A11_Regl。n时，第四指数Indexsub被设为
IndeXsub — C丁Region _ C丁AroundRegion
而第五指数Index0rder被设为 [等式45]
IndeX〇rder—CTRegion-C丁Average-All-Region
在步骤606中，根据第四指数Indexsub的值和第五指数Index0rder 的值来确定感兴趣区域是否存在脑出血。更具体地说，如果Indexsub〉=8 或IndexOrder>=10,确定区域存在脑出血(CH)，或者如果lndexsub<=0 或Index0rder<= -5,确定区域不存在脑出血(非CH ),另外如果0< Indexsub <8并且-5〈Indexorder〈10,处理进行到下一步骤607。
在步骤607中，第六指数Index他ai被设为
=油。* ，。:7——5)(—5)在步骤608中，根据第六指数IndexFma!的值确定一区域是否存在 脑出血。更具体地说，如果IndexFinal>=50%,确定一区域存在脑出血 (CH),否则，如果IndexFmal<50%,确定一区域不存在脑出血(非CH )。
然后，根据如上所述三步分析和确定执行脑出血区域的准确分割， 并得到如图15所示的图像。在图15中，由黑色填充的区域表示脑出 血。由黑色填充的区域以高精度指示了脑出血的实际位置和范围。
当脑出血靠近卢贞骨时，部分容量效应会导致脑出血区域的CT值发 生变化，造成脑出血的分割不准确。
图16显示了一个实例。在图16中，由黑色填充的区域是被分割 的区域。该区域在右手边的轮廓没有到达颅骨边界。这是因为将已经 由于部分容量效应而变化的CT值排除了。可以在后处理步骤P7对如 上所述分割结果进行部分容量效应的影响的补偿。
图17显示了后处理步骤P7的具体子步骤。如图17所示，在后处 理步骤P7中，在步骤701确定已经通过分析和确定被确定存在脑出血 区域，即CH区域，是否存在周围像素的CT值大于CH区域的平均 CT值的情况。如果周围像素的CT值较大，则进行扩张计算，直到CH 区域的周界到达颅骨的边界。通过这种后处理，如图18所示，可以得 到CH区域上部分容量效应的影响被补偿的图像。
权利要求
1. 一种在头部的医学图像中分割脑出血位置的方法，包括如下步骤在所述头部的医学图像中分割颅骨的内部区域；从在所述分割颅骨的内部区域的步骤中分割的区域当中，分割可能包含脑出血位置的区域；以及从在所述分割可能包含脑出血位置的区域的步骤中分割的区域当中，确定脑出血的位置。
2. 根据权利要求1的分割脑出血位置的方法，其中所述分割可能 包含脑出血位置的区域的步骤包括如下步骤从在所述分割卢贞骨的内部区域的步骤中分割的区域当中，分割CT 值逐渐变化的区域；从在所述分割CT值逐渐变化的区域的步骤中分割的区域当中，分 割像素的数量大于预定数量的区域；从在所述分割像素的数量大于预定数量的区域的步骤中分割的区 域当中，分割具有比较大的CT值的区域；从在所述分割具有比较大的CT值的区域的步骤中分割的区域当 中，分割CT值逐渐变化的区域。
3. 根据权利要求1所迷分割脑出血位置的方法，其中所述确定脑 出血位置的步骤包括对于在所述分割可能含有脑出血位置的区域的步骤中分割的区 域，基于所述被分割区域的CT值和尺寸确定所述被分割区域是否为脑 出血位置的第一步骤；以及对于除了在所述第 一步骤中已经被确定为脑出血位置的区域之外 的区域中的脑出血位置的可能的区域，基于在所述可能的区域和其附 近之间的CT值的差或所述区域的CT值，确定所述可能的区域是否为 脑出血位置的第二步骤。
4. 根据权利要求1所迷分割脑出血位置的方法，还包括为在所述 确定脑出血位置的步骤中已经确定为脑出血位置的区域来校正部分容 量效应的影响的步骤。
5. —种通过头部的X射线CT图像进行脑出血分割的方法，包括预处理步骤、初始搜索步骤、分析和调整步骤、滤波步骤、第二 搜索步骤、分析和确定步骤、以及后处理步骤，其中所述预处理步骤，在头部的X射线CT图像上，将CT值大于第 一设定值的像素和CT值小于第二设定值的像 素排除，基于第三设定值识别颅骨的边界，以及基于所识别的所述边界将颅骨的外部区域排除； 所述初始搜索步骤，在已经由所述预处理进行处理的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，和标记通过所述搜索发现的每个区域； 所述分析和调整步骤，在已经通过所述初始搜索进行搜索的图像上，为每个所述区域确定像素的数量，以及将像素数量小于第四设定值的区域排除； 所述滤波步骤，在已经被分析和调整的图像上，对每个所述区域，逐像素地确定在二维坐标i， j增大的方向 上两个相邻的像素的CT值的差的绝对值的和，识别所述和大于第五设定值的像素位置，在所有所识别的所述像素位置中确定CT值的平均值，以及将CT值小于或等于所述平均值的像素排除， 所述第二搜索步骤，在已经被滤波的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，以及重新标记通过所述搜索识别的每个区域， 所述分析和确定步骤，在已经通过所述第二搜索而被标记的图像上，将第一指数IndexcT设定为^口果CTmm<= CTReglon<= CTbl。。d,则[等式1]或^口果CTbio。d < CTRegion<= CTmax， 则[等式2]r, w "* max i/mfeX^ 二CT薩-CTfcW否则[等式3] IndexcT=0其中CTReg腦为所述区域的像素的CT值，CT胆x为第六设定值，CTmm为第七设定值，而CTw。。d为第八设定值，当将所述区域的表面积和周长表示为Area和Perimeter时，所述区 域的特征值被表示为[等式4]Radian = Area/Perimeter2, 将第二指数IndexRad腿设定为如果Radian大于第九设定值Radianmax,则IndexRadian = 1 ，如果 Radian小于第十设定值Radianmin,则IndexRadian = 0，或者如果Radian 小于或等于第九设定值Radianmax并且大于或等于第十设定值 Radianmin, 则[等式5]緣Y :歸, "",， -M Ate ■* 、"wf w,将第三指数Indexo设为[等式6]Indexo = IndexcT * Indexradian然后，如果Indexo>=20%,则确定该区域存在脑出血，或者 如果Index0<=3%，则确定该区域不存在脑出血，或者 当3%<Index0<20o/(^t, 将第四指数Indexsub设为[等式7]IndeXsub — C丁Region CTAroundRegion其中CTAr醒dReg,。n为围绕该区域的周围区域的像素的CT值，并且 C丁Average-All-Region为所有这种区域的平均CT值，将第五指数IndeXorder设为[等式8]IndeXOrder—CTRegion陽CTAverage-All-Region然后，如果Indexsub >=8或Index0rder >= 10,则确定该区域存在脑 出血，或者如果Indexsub <=0或Index0rder <= -5 ，则确定该区域不存在脑出血，否则如果0<IndexSub<8并且-5〈Indexonier〈10, 将第六指数IndexF^设为[等式9]油一=她x。 *—5)(—5)然后，如果IndexFmal>=50%,则确定该区域存在脑出血，或者 如果IndexFmal<50%,确定该区域不存在脑出血； 所述后处理步骤对通过所述分析和确定而确定为存在脑出血的区 域上的部分容量效应的影响进行补偿。
6. 根据权利要求5的进行脑出血分割的方法，其中 通过检测从小于所述第三设定值的值到更大值的CT值变化点或者从大于所述第三设定值的值到更小值的CT值变化点，来执行在所述 预处理步骤中的卢贞骨边界的识别。
7. 根据权利要求5的进行脑出血分割的方法，其中 通过搜索相邻的两个像素之间的CT值的差小于或等于5的区域，执行在所述初始搜索和在所述第二搜索中的区域搜索。
8. 根据权利要求5的进行脑出血分割的方法，其中通过针对所述区域的扩张计算，执行在所述后处理中的补偿。
9. 根据权利要求5的进行脑出血分割的方法，其中 所述第一设定值为245,所述第二设定值为30,所述第三设定值为190,所述第四设定值为300,所述第五设定值为4,所述第六设定 值为100,所述第七设定值为40,所述第八设定值为70,所述第九设 定值为0.015，以及所述第十设定值为0.003。
10. —种用于在头部的医学图像中分割脑出血位置的设备，包括 用于在所述头部的X射线CT图像中分割颅骨的内部区域的装置； 从由所述分割卢贞骨的内部区域的装置分割的区域当中，分割可能包含脑出血位置的区域的装置；以及从由所述分割可能包含脑出血位置的区域的装置分割的区域当 中，确定脑出血的位置的装置。
11. 根据权利要求10的用于分割脑出血位置的设备，其中所述用 于分割可能包含脑出血位置的区域的装置包括从由所述分割颅骨的内部区域的装置分割的区域当中，分割CT值 逐渐变化的区域的装置；从由所述分割CT值逐渐变化的区域的装置分割的区域当中，分割 像素的数量大于预定数量的区域的装置；从由所述分割像素的数量大于预定数量的区域的装置分割的区域 当中，分割提取具有比较大的CT值的区域的装置；从在所述分割具有比较大的CT值的区域的步骤中分割的区域当 中，分割CT值逐渐变化的区域的装置。
12. 根据权利要求10的用于分割脑出血位置的设备，其中所述用 于确定脑出血位置的装置包括对于由所述分割可能含有脑出血位置的区域的装置分割的区域， 基于所述被分割区域的CT值和尺寸确定所述被分割区域是否为脑出 血位置的第一装置；以及对于除了由所述第 一装置已经确定为脑出血位置的区域之外的区 域中的脑出血位置的可能的区域，基于所述可能的区域和其附近之间 的CT值的差或所述区域的CT值，确定所述可能的区域是否为脑出血 位置的第二装置。
13. 根据权利要求10的用于分割脑出血位置的设备，还包括为由 所述确定脑出血位置的装置已经确定为脑出血位置的区域来校正部分 容量效应的影响的装置。
14. 一种在头部的X射线CT图像上进行脑出血分割的设备，包括 预处理装置、初始搜索装置、分析和调整装置、滤波装置、第二搜索 装置、分析和确定装置、以及后处理装置，其中所述预处理装置，在头部的X射线CT图像上，将CT值大于第 一设定值的像素和CT值小于第二设定值的像 素排除，基于第三设定值识别颅骨的边界，以及基于所识别的边界将颅骨的外部区域排除； 所述初始搜索装置，在已经由所述预处理进行处理的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，和标记通过所述搜索发现的每个区域； 所述分析和调整装置，在已经通过所述初始搜索进行搜索的图像上，为每个所述区域确定像素的数量，以及将像素数量小于第四设定值的区域排除； 所述滤波装置，在已经被分析和调整的图像上，对每个所述区域，对每个像素确定在二维坐标i, j增大的方 向上相邻像素之间的CT值的差的绝对值的和，7识别所述和大于第五设定值的像素位置，确定所有所述识别的所述像素位置处的CT值的平均值，以及将CT值小于所述平均值的像素排除，所述第二搜索装置，在已经被所述滤波进行滤波的图像上，搜索CT值逐渐变化的区域，以及重新标记通过所述搜索发现的每个区域，所述分析和确定装置，在已经通过所述第二搜索标记的图像上，将第一指数IndexcT设定为^!口果CTmm<= CTRegion<= CTblo。d'[等式10]/"^feccr= 二一 C7V'h或i殳置为如果CTbi。。d < CTRegi。n<= CTmax，[等式ll]否则，设置为[等式12]IndexcT=0其中C丁Reg咖为所述区域的像素的CT值，CTmax为第六设定值，CT:nm为第七设定值，且CTw。。d为第八设定值，当将所述区域的表面积和周长表示为Area和Perimeter时，所述区域的特征值;故表示为[等式13]Radian = Area/Perimeter2,将第二指数IndexRadian设定为如果Radian大于第九i殳定Y直Radianmax,贝寸IndexRadian = 1,如果Radian小于第十设定值Radianmin,贝'J IndexRadian = 0,并且如果Radian小于或等于第九设定值Radianmax并且大于或等于第十设定值Radianmin,设定为[等式14]<formula>formula see original document page 9</formula>将第三指数Indexo设为[等式15]<formula>formula see original document page 9</formula>然后，如果Index0>=20%，则确定该区域存在脑出血，或者如果Index^二30/。，则确定该区域不存在脑出血，或者如果3%< Index0<20%,并且当CTAr9UndRegl。n为该区域的周围区域的像素的CT值，CTAverage-A11-Regl。n为所有区域的平均CT值时，将第四指数Indexsub设为[等式16]<formula>formula see original document page 9</formula>将第五指数IndeXQrder设为[等式17]<formula>formula see original document page 10</formula>然后，如果IndexSub >=8或Index0rder >= 10,确定该区域存在脑出血，或者如果Indexsub <=0或Index0rder <= -5,确定该区域不存在脑出血，或者如果0<IndexSub<8 #JL-5<IndexOrder<10,贝'J将第六指数IndeXFma!设为[等式18〗<formula>formula see original document page 10</formula> 并且，如果IndexFinaI>=50%,确定该区域存在脑出血，或者如果IndexFinal<50%,确定该区域不存在脑出血；所述后处理装置对在所述分析和确定中确定为具有脑出血的区域上的部分容量效应的影响进行补偿。
15. 根据权利要求14的进行脑出血分割的设备，其中通过检测从小于所述第三设定值的值到更大值的CT值变化点或者从大于所述第三设定值的值到更小值的CT值变化点，来执行在预处理中的颅骨边界的识别。
16. 根据权利要求14的进行脑出血分割的设备，其中通过搜索相邻的两个像素之间的CT值的差小于或等于5的区域，执行在所述初始搜索和在所述第二搜索中的区域搜索。
17. 根据权利要求14的进行脑出血分割的设备，其中通过针对所述区域的扩张计算，执行在所述后处理中的所述补偿。
18. 根据权利要求14的进行脑出血分割的设备，其中所述第一设定值为245，所述第二设定值为30，所述第三设定值为190,所述笫四设定值为300,所述笫五设定值为4,所述第六设定值为100,所述第七设定值为40,所述第八设定值为70,所述第九设定值为0.015,以及所述第十设定值为0.003。
全文摘要
一种用于在头部的医学图像中分割脑出血位置的设备，包括用于在所述头部医学图像中分割颅骨的内部区域的装置；从由所述将颅骨的内部区域分割的装置分割的区域当中，分割可能包含脑出血位置的区域的装置，以及用于从由所述将可能包含脑出血位置的区域分割的装置分割的区域当中，确定脑出血的位置的装置。
文档编号A61B6/03GK101466311SQ200680054972
公开日2009年6月24日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者王学礼, 祺 赵 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司