1.一種基于三維CT圖像的肝臟定位方法,其特征在于,包括:
提取測(cè)試樣本的三維CT圖像的體素點(diǎn)特征,所述測(cè)試樣本的體素點(diǎn)特征包括體素點(diǎn)的原始坐標(biāo);
采用差分模型定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面;
在所述測(cè)試樣本的三維CT圖像對(duì)應(yīng)的分界面上選取一個(gè)參考體素點(diǎn),其中,所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值與預(yù)先選取的每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值相同,所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值與預(yù)先選取的每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值相同;
計(jì)算所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中的體素點(diǎn)相對(duì)于所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo),得到所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中每個(gè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo);
針對(duì)所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中的待測(cè)體素點(diǎn),分別利用預(yù)先訓(xùn)練分類(lèi)的每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)對(duì)所述待測(cè)體素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),以使所述待測(cè)體素點(diǎn)分別落入已訓(xùn)練分類(lèi)的每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)中;
在所述待測(cè)體素點(diǎn)落入的隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),采用K近鄰模型對(duì)所述待測(cè)體素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果;
對(duì)所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果求平均值,并根據(jù)所述平均值確定所述待測(cè)體素點(diǎn)的分類(lèi)歸屬,所述分類(lèi)歸屬包括屬于肝臟區(qū)域或?qū)儆诜歉闻K區(qū)域;
根據(jù)所有待測(cè)體素點(diǎn)的分類(lèi)歸屬,確定屬于肝臟區(qū)域的待測(cè)體素點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述提取測(cè)試樣本的三維CT圖像的體素點(diǎn)特征之前,所述方法還包括:
分別提取多個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像的體素點(diǎn)特征,訓(xùn)練樣本的體素點(diǎn)特征包括體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)和體素點(diǎn)灰度值;
采用差分模型分別定位每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面;
在每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像對(duì)應(yīng)的分界面上分別選取一個(gè)參考體素點(diǎn),其中,每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值相同,每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值相同;
分別計(jì)算每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中的體素點(diǎn)相對(duì)于所述體素點(diǎn)所在訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo),得到每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中每個(gè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo);
從每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中分別隨機(jī)選取第一預(yù)設(shè)數(shù)量的肝臟區(qū)域的體素點(diǎn)和第二預(yù)設(shè)數(shù)量的非肝臟區(qū)域的體素點(diǎn),作為隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn);
從所述訓(xùn)練樣本的體素點(diǎn)特征中有放回的隨機(jī)選取第三預(yù)設(shè)數(shù)量的特征構(gòu)建隨機(jī)森林決策樹(shù),針對(duì)每棵隨機(jī)森林決策樹(shù),對(duì)從所述隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)中有放回的隨機(jī)選取的第四預(yù)設(shè)數(shù)量的隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練分類(lèi),以使所述第四預(yù)設(shè)數(shù)量的隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)落入隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述測(cè)試樣本的體素點(diǎn)特征還包括體素點(diǎn)灰度值,所述采用差分模型定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面,包括:
采用如下公式定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面:
LI*=min{z|0<ΔRI(z)<δ,ΔRI(z)=RI(z)-RI(z-1) (1);
RI(LI*)=α·max{RI(z),0<α<1} (2);
其中,LI*為所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面,z為所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中軸平面對(duì)應(yīng)的軸向?qū)訑?shù),RI(z)為軸向?qū)訑?shù)為z的軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例,RI(z-1)為軸向?qū)訑?shù)為(z-1)的軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于所述預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例;RI(LI*)為分界面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于所述預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占分界面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述待測(cè)體素點(diǎn)落入的隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),采用K近鄰模型對(duì)所述待測(cè)體素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果,包括:
在每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)中所述待測(cè)體素點(diǎn)落入的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),分別選取與所述待測(cè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)最接近的K個(gè)體素點(diǎn);
分別計(jì)算在每棵隨機(jī)決策樹(shù)中所述測(cè)試樣本落入的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),與所述待測(cè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)最接近的K個(gè)體素點(diǎn)中,屬于肝臟區(qū)域的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)與K的比值,將所述比值作為分類(lèi)結(jié)果,得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在每棵隨機(jī)決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述對(duì)所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果求平均值,并根據(jù)所述平均值確定所述待測(cè)體素點(diǎn)的分類(lèi)歸屬,包括:
對(duì)所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果求平均值,得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的平均比例值;
判斷所述平均比例值是否大于預(yù)設(shè)閾值;
若是,將所述待測(cè)體素點(diǎn)歸屬于肝臟區(qū)域;
若否,將所述待測(cè)體素點(diǎn)歸屬于非肝臟區(qū)域。
6.一種基于三維CT圖像的肝臟定位裝置,其特征在于,包括:
第一提取單元,用于提取測(cè)試樣本的三維CT圖像的體素點(diǎn)特征,所述測(cè)試樣本的體素點(diǎn)特征包括體素點(diǎn)的原始坐標(biāo);
第一定位單元,用于采用差分模型定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面;
第一選取單元,用于在所述測(cè)試樣本的三維CT圖像對(duì)應(yīng)的分界面上選取一個(gè)參考體素點(diǎn),其中,所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值與預(yù)先選取的每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值相同,所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值與預(yù)先選取的每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值相同;
第一計(jì)算單元,用于計(jì)算所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中的體素點(diǎn)相對(duì)于所述測(cè)試樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo),得到所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中每個(gè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo);
第一分類(lèi)單元,用于針對(duì)所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中的待測(cè)體素點(diǎn),分 別利用預(yù)先訓(xùn)練分類(lèi)的每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)對(duì)所述待測(cè)體素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),以使所述待測(cè)體素點(diǎn)分別落入已訓(xùn)練分類(lèi)的每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)中;
第二分類(lèi)單元,用于在所述待測(cè)體素點(diǎn)落入的隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),采用K近鄰模型對(duì)所述待測(cè)體素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi),得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果;
第一確定單元,用于對(duì)所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果求平均值,并根據(jù)所述平均值確定所述待測(cè)體素點(diǎn)的分類(lèi)歸屬,所述分類(lèi)歸屬包括屬于肝臟區(qū)域或?qū)儆诜歉闻K區(qū)域;
第二確定單元,用于根據(jù)所有待測(cè)體素點(diǎn)的分類(lèi)歸屬,確定屬于肝臟區(qū)域的待測(cè)體素點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括:
第二提取單元,用于分別提取多個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像的體素點(diǎn)特征,訓(xùn)練樣本的體素點(diǎn)特征包括體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)和體素點(diǎn)灰度值;
第二定位單元,用于采用差分模型分別定位每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面;
第二選取單元,用于在每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像對(duì)應(yīng)的分界面上分別選取一個(gè)參考體素點(diǎn),其中,每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的X值相同,每個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的原始坐標(biāo)的Y值相同;
第二計(jì)算單元,用于分別計(jì)算每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中的體素點(diǎn)相對(duì)于所述體素點(diǎn)所在訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的參考體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo),得到每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中每個(gè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo);
第三選取單元,用于從每個(gè)訓(xùn)練樣本的三維CT圖像中分別隨機(jī)選取第一預(yù)設(shè)數(shù)量的肝臟區(qū)域的體素點(diǎn)和第二預(yù)設(shè)數(shù)量的非肝臟區(qū)域的體素點(diǎn),作為隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn);
第三分類(lèi)單元,用于從所述訓(xùn)練樣本的體素點(diǎn)特征中有放回的隨機(jī)選取第三預(yù)設(shè)數(shù)量的特征構(gòu)建隨機(jī)森林決策樹(shù),針對(duì)每棵隨機(jī)森林決策樹(shù),對(duì)從所述隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)中有放回的隨機(jī)選取的第四預(yù)設(shè)數(shù)量的隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練分類(lèi),以使所述第四預(yù)設(shè)數(shù)量的隨機(jī)訓(xùn)練體素點(diǎn)落入隨機(jī)森林決策樹(shù)的葉節(jié)點(diǎn)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述測(cè)試樣本的體素點(diǎn)特征還包括體素點(diǎn)灰度值,所述第一定位單元采用差分模型定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面的方式具體為:
采用如下公式定位所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面:
LI*=min{z|0<ΔRI(z)<δ,ΔRI(z)=RI(z)-RI(z-1) (1);
RI(LI*)=α·max{RI(z),0<α<1} (2);
其中,LI*為所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中胸腔和腹腔的分界面,z為所述測(cè)試樣本的三維CT圖像中軸平面對(duì)應(yīng)的軸向?qū)訑?shù),RI(z)為軸向?qū)訑?shù)為z的軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例,RI(z-1)為軸向?qū)訑?shù)為(z-1)的軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于所述預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占軸平面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例;RI(LI*)為分界面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)灰度值低于所述預(yù)設(shè)灰度值的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)占分界面中預(yù)先設(shè)置區(qū)域內(nèi)體素點(diǎn)個(gè)數(shù)的比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述第二分類(lèi)單元包括:
選取子單元,用于在每棵隨機(jī)森林決策樹(shù)中所述待測(cè)體素點(diǎn)落入的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),分別選取與所述待測(cè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)最接近的K個(gè)體素點(diǎn);
計(jì)算子單元,用于分別計(jì)算在每棵隨機(jī)決策樹(shù)中所述測(cè)試樣本落入的葉節(jié)點(diǎn)內(nèi),與所述待測(cè)體素點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)最接近的K個(gè)體素點(diǎn)中,屬于肝臟區(qū)域的體素點(diǎn)個(gè)數(shù)與K的比值,將所述比值作為分類(lèi)結(jié)果,得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在每棵隨機(jī)決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置,其特征在于,所述第一確定單元包括:
平均子單元,用于對(duì)所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的分類(lèi)結(jié)果求平均值,得到所述待測(cè)體素點(diǎn)在所有的隨機(jī)森林決策樹(shù)的平均比例值;
判斷子單元,用于判斷所述平均比例值是否大于預(yù)設(shè)閾值;
第一歸屬子單元,用于當(dāng)所述判斷子單元判讀結(jié)果為是時(shí),將所述待測(cè)體素點(diǎn)歸屬于肝臟區(qū)域;
第二歸屬子單元,用于當(dāng)所述判斷子單元判讀結(jié)果為否時(shí),將所述待測(cè)體 素點(diǎn)歸屬于非肝臟區(qū)域。