本發(fā)明涉及圖像處理系統(tǒng)，尤其涉及腫瘤分割的方法。

背景技術(shù)：

在醫(yī)學(xué)圖像后處理中需要對腫瘤進(jìn)行分割。傳統(tǒng)的腫瘤分割方式有全自動(dòng)分割、手動(dòng)輔助分割兩種方式。

全自動(dòng)分割的方式是預(yù)設(shè)一組腫瘤特征集合，計(jì)算機(jī)自動(dòng)對全圖像進(jìn)行腫瘤特征識別，確定圖像中滿足腫瘤特征集合的區(qū)域以分割腫瘤。手動(dòng)輔助分割的方式是利用人的判斷力，通過鼠標(biāo)設(shè)置鼠標(biāo)懸停點(diǎn)、錨點(diǎn)、參考線等方式，確定腫瘤參考區(qū)域。計(jì)算機(jī)基于腫瘤特征集合的全集或子集對參考區(qū)域及其附近區(qū)域進(jìn)行進(jìn)行識別，即可快速、精確地分割參考區(qū)域的腫瘤。

現(xiàn)有技術(shù)的問題在于，全自動(dòng)分割的方式速度慢，且由于生物組織的復(fù)雜特殊性和不同病人不同腫瘤的非一致性，難以定義完善對每個(gè)病人每種腫瘤均通用的腫瘤特征集合，腫瘤識別誤差往往較大；手動(dòng)輔助分割的方式無法對非參考區(qū)域的腫瘤(如轉(zhuǎn)移腫瘤)分割和識別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述全自動(dòng)分割的方式速度慢和腫瘤識別誤差往往較大，而手動(dòng)輔助分割的方式無法對非參考區(qū)域的腫瘤(如轉(zhuǎn)移腫瘤)分割和識別的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)置個(gè)性化的腫瘤區(qū)域的特征的問題，快速精確地分割出全身的腫瘤(如轉(zhuǎn)移腫瘤)。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種醫(yī)學(xué)圖像中感興趣區(qū)域的分割的方法，所述方法可以包括：接收包含有感興趣區(qū)域信息的醫(yī)學(xué)圖像；確定第一預(yù)設(shè)條件；基于所述第一預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的所述感興趣區(qū)域中的第一感興趣區(qū)域；分割所述第一感興趣區(qū)域；基于所述第一感興趣區(qū)域確定第二預(yù)設(shè)條件；基于所述第二預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的第二感興趣區(qū)域；分割所述第二感興趣區(qū)域。

在本發(fā)明中，所述感興趣區(qū)域可以包括腫瘤、囊腫、器官或者組織。

在本發(fā)明中，所述基于所述第一感興趣區(qū)域確定所述第二預(yù)設(shè)條件可以包括：獲取所述第一感興趣區(qū)域的數(shù)據(jù)；對所述第一感興趣區(qū)域的所述數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定所述第二預(yù)設(shè)條件。

在本發(fā)明中，所述第一預(yù)設(shè)條件和所述第二預(yù)設(shè)條件可以由與圖像相關(guān)的參數(shù)、與所述參數(shù)相關(guān)的第一閾值或數(shù)值范圍確定。

在本發(fā)明中，所述與圖像相關(guān)的參數(shù)可以包括像素值、體素值、分布均勻性或分布區(qū)域面積。

在本發(fā)明中，確定所述分布區(qū)域面積可以包括：獲取一個(gè)像素點(diǎn)；確定所述像素點(diǎn)的像素值；確定所述像素點(diǎn)周圍像素點(diǎn)的像素值；獲取第二閾值；確定所述像素值與所述周圍像素點(diǎn)的像素值的差小于所述第二閾值的所述像素點(diǎn)的區(qū)域；基于所述區(qū)域確定所述分布區(qū)域面積。

在本發(fā)明中，所述基于所述第一預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的所述感興趣區(qū)域中的所述第一感興趣區(qū)域可以包括：確定所述圖像中所述第一感興趣區(qū)域中所述參數(shù)的值；確定所述圖像中所述參數(shù)的值符合所述第一預(yù)設(shè)條件的第一預(yù)設(shè)區(qū)域；基于所述第一預(yù)設(shè)區(qū)域識別所述所述圖像中的所述感興趣區(qū)域中的所述第一感興趣區(qū)域。

在本發(fā)明中，所述基于所述第二預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的所述第二感興趣區(qū)域可以包括：確定所述圖像中所述參數(shù)的值；確定所述圖像中所述參數(shù)的值符合所述第二預(yù)設(shè)條件的第二預(yù)設(shè)區(qū)域；基于所述第二預(yù)設(shè)區(qū)域識別所述圖像中的所述第二感興趣區(qū)域。

一個(gè)分割醫(yī)學(xué)圖像中感興趣區(qū)域的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括：至少一個(gè)存儲介質(zhì)和至少一個(gè)處理器。所述存儲介質(zhì)可以包括一串用于圖像分割的指令。所述處理器被配置為與所述至少一個(gè)存儲介質(zhì)通訊。當(dāng)執(zhí)行所述一串指令時(shí)，所述至少一個(gè)處理器可以用于：接收包含有感興趣區(qū)域信息的醫(yī)學(xué)圖像；確定第一預(yù)設(shè)條件；基于所述第一預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的所述感興趣區(qū)域中的第一感興趣區(qū)域；分割所述第一感興趣區(qū)域；基于所述第一感興趣區(qū)域確定第二預(yù)設(shè)條件；基于所述第二預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的第二感興趣區(qū)域；分割所述第二感興趣區(qū)域。

一個(gè)包括可執(zhí)行指令的非暫時(shí)性的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。所述指令被至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，導(dǎo)致所述至少一個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)一種方法。所述方法可以包括：接收包含有感興趣區(qū)域信息的醫(yī)學(xué)圖像；確定第一預(yù)設(shè)條件；基于所述第一預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的所述感興趣區(qū)域中的第一感興趣區(qū)域；分割所述第一感興趣區(qū)域；基于所述第一感興趣區(qū)域確定第二預(yù)設(shè)條件；基于所述第二預(yù)設(shè)條件識別所述圖像中的第二感興趣區(qū)域；分割所述第二感興趣區(qū)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)如下：

一、對手動(dòng)輔助分割或者其他方式已經(jīng)得到的精確分割的一個(gè)或多個(gè)局部腫瘤數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到修正后的一組腫瘤特征集合，所述腫瘤特征集合比全自動(dòng)預(yù)設(shè)的腫瘤特征集合更加精確；

二、利用修正后的腫瘤特征數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)對全圖像進(jìn)行腫瘤特征識別，分割腫瘤，可以較為快速精確地分割出全身的轉(zhuǎn)移腫瘤。

附圖說明

圖1為本發(fā)明腫瘤分割系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的腫瘤分割系統(tǒng)的示例流程圖；

圖3為本發(fā)明的確定預(yù)設(shè)條件的一個(gè)實(shí)施例流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

為了完整地了解本發(fā)明，請參考圖1，表示本發(fā)明以較佳實(shí)施方式的腫瘤分割系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該腫瘤分割系統(tǒng)包括但不限于數(shù)據(jù)采集設(shè)備102，重建單元104，接收單元106，確定單元108，識別單元110和分割單元112。

數(shù)據(jù)采集設(shè)備102可以對一個(gè)目標(biāo)物體進(jìn)行掃描，并獲取相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集設(shè)備102可以是正電子發(fā)射斷層掃描儀(pet)、計(jì)算機(jī)斷層成像儀(ct)、磁共振成像儀(mri)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(spect)、熱斷層掃描儀(ttm)、醫(yī)用電子內(nèi)窺鏡(mee)等中的一種或多種的組合。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集設(shè)備102可以通過網(wǎng)絡(luò)將其所采集的掃描數(shù)據(jù)發(fā)送至重建單元104。

重建單元104可以基于掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重建得到圖像。該掃描數(shù)據(jù)可以是數(shù)據(jù)采集設(shè)備102采集的掃描數(shù)據(jù)。重建圖像的方法可以包括最大期望值法(expectationmaximization,em)、有序子集最大期望值法(orderedsubsetexpectationmaximization,osem)、共軛梯度法(conjugategradient)、最大后驗(yàn)估計(jì)法(maximumaposteriori)、aml法、迭代法等。在一些實(shí)施例中，該圖像可以是全圖像。全圖像可以指被掃描的目標(biāo)物體的多個(gè)片層的的圖像。

接收單元106可以接收圖像。接收單元106可以通過網(wǎng)絡(luò)接收重建單元104重建的圖像。

確定單元108可以確定預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以基于圖像確定該預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以確定圖像中的感興趣區(qū)域。確定單元108可以接收或確定第一預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以基于第一預(yù)設(shè)條件識別出圖像中感興趣區(qū)域及其附近的第一腫瘤并分割。確定單元108可以對第一腫瘤的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。確定單元108可以基于統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果確定第二預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以將第二預(yù)設(shè)條件指定為預(yù)設(shè)條件。預(yù)設(shè)條件可以是與圖像相關(guān)的參數(shù)(例如，像素值、體素值、分布均勻性、分布區(qū)域面積)的值與一個(gè)閾值的關(guān)系或在一個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)。例如，確定單元108可以對第一區(qū)域的像素值統(tǒng)計(jì)得到腫瘤對應(yīng)的最小像素值。確定單元108可以確定第二預(yù)設(shè)條件為像素值大于所述最小像素值。再例如，確定單元108可以對第一區(qū)域的像素值統(tǒng)計(jì)得到腫瘤對應(yīng)的最大像素值。確定單元108可以確定第二預(yù)設(shè)條件為像素值小于所述最大像素值。又例如，確定單元108可以對第一區(qū)域的像素值統(tǒng)計(jì)得到腫瘤對應(yīng)的像素值的一個(gè)數(shù)值范圍。確定單元108可以確定第二預(yù)設(shè)條件為像素值位于所述數(shù)值范圍。

識別單元110可以基于預(yù)設(shè)條件識別圖像中的腫瘤。識別單元110可以對全圖像進(jìn)行識別。一些實(shí)施例中，識別單元110可以識別圖像中的轉(zhuǎn)移腫瘤。轉(zhuǎn)移腫瘤是通過淋巴道、血管或體腔等從初始生長位置轉(zhuǎn)移到其他位置并繼續(xù)生長的腫瘤。

識別單元110可以確定與圖像相關(guān)的每個(gè)參數(shù)的值。識別單元110可以確定每個(gè)參數(shù)的值或部分參數(shù)的值是否滿足預(yù)設(shè)條件。識別單元110可以基于每個(gè)參數(shù)的值或部分參數(shù)的值是滿足預(yù)設(shè)條件識別圖像中的腫瘤。識別結(jié)果可以存儲在識別單元110或系統(tǒng)其他的存儲單元中。

分割單元112可以從識別單元110或其他存儲單元接收識別結(jié)果然后基于所述識別結(jié)果對圖像中的腫瘤進(jìn)行分割。

圖2為本發(fā)明的腫瘤分割系統(tǒng)的示例流程圖。

在步驟202，重建單元104可以基于數(shù)據(jù)采集設(shè)備102采集的數(shù)據(jù)重建圖像。重建單元104也可以基于腫瘤分割系統(tǒng)預(yù)先儲存的數(shù)據(jù)重建圖像。在一些實(shí)施例中，該圖像可以是全圖像。全圖像可以指被掃描的目標(biāo)物體的多個(gè)片層的的圖像。

在步驟204，接收單元106可以接收圖像。該圖像可以是重建單元104重建的圖像或者腫瘤分割系統(tǒng)預(yù)先儲存的圖像。該圖像可以包括腫瘤數(shù)據(jù)。

在步驟206，確定單元108可以基于圖像確定預(yù)設(shè)條件。該圖像可以是接收單元106接收的圖像。預(yù)設(shè)條件可以基于與圖像相關(guān)的參數(shù)決定。在一些實(shí)施例中，與圖像相關(guān)的參數(shù)可以包括像素值(或體素值)、分布均勻性、分布區(qū)域面積等一個(gè)或多個(gè)的組合。

像素值(或體素值)可以包括但不限于標(biāo)準(zhǔn)攝取值(standarduptakevalue,suv)，ct值等。分布均勻性可以包括但不限于像素值或體素值的梯度、方差、熵等。

分布區(qū)域面積可以包括但不限于與周圍的像素值或體素值相差小于一個(gè)閾值的區(qū)域的面積。為了確定分布區(qū)域的面積，確定單元108可以確定多個(gè)像素點(diǎn)的像素值。確定單元108可以確定其中每個(gè)像素點(diǎn)周圍的像素點(diǎn)的像素值。確定單元108可以確定像素值與周圍像素點(diǎn)的像素值之差小于一個(gè)閾值的像素點(diǎn)的分布區(qū)域。確定單元108可以基于該分布區(qū)域確定分布區(qū)域面積。

預(yù)設(shè)條件可以是每個(gè)參數(shù)或部分參數(shù)分別小于、大于或等于一個(gè)閾值。再例如，預(yù)設(shè)條件可以是每個(gè)參數(shù)或部分參數(shù)分別在一個(gè)預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，確定單元108可以通過手動(dòng)輔助分割方式或其他方式確定該預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以確定圖像中的感興趣區(qū)域。所述感興趣區(qū)域可以包括腫瘤、囊腫、器官或者組織。確定單元108可以接收或確定第一預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以基于第一預(yù)設(shè)條件分割圖像中感興趣區(qū)域及其附近的第一腫瘤。確定單元108可以對第一腫瘤的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以確定第二預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以將第二預(yù)設(shè)條件指定為預(yù)設(shè)條件。

在步驟208，識別單元110可以識別圖像中的腫瘤。一些實(shí)施例中，識別單元110可以基于預(yù)設(shè)條件識別圖像中的轉(zhuǎn)移腫瘤。轉(zhuǎn)移腫瘤是通過淋巴道、血管或體腔等從初始生長位置轉(zhuǎn)移到其他位置并繼續(xù)生長的腫瘤。

識別單元110可以識別圖像的特征。識別圖像的特征可以是確定與圖像相關(guān)的參數(shù)的值。該參數(shù)可以包括像素值(或體素值)、分布均勻性、分布區(qū)域面積等一個(gè)或多個(gè)的組合。與圖像相關(guān)的參數(shù)的內(nèi)容可見步驟206的相關(guān)內(nèi)容。識別單元110可以確定與圖像相關(guān)的參數(shù)的值符合預(yù)設(shè)條件的區(qū)域。識別單元110可以基于該區(qū)域識別圖像中的腫瘤。例如，識別單元110可以確定腫瘤位于該區(qū)域。

在步驟210，分割單元112可以基于識別結(jié)果分割圖像中的腫瘤。

圖3為本發(fā)明的確定預(yù)設(shè)條件的一個(gè)實(shí)施例流程圖。

圖2中的步驟206可以由圖3中所示的流程來執(zhí)行。

在步驟302，確定單元108可以確定圖像中的感興趣的區(qū)域。感興趣區(qū)域可以是組織、器官或任何其他醫(yī)學(xué)感興趣區(qū)域。例如，感興趣區(qū)域可以是圖像中的病變(例如，腫瘤)。確定單元108可以通過各種方式確定圖像中的感興趣區(qū)域。例如，確定單元108可以選擇感興趣區(qū)域。所述選擇可以是手動(dòng)的。確定單元108可以基于手動(dòng)輔助分割的方式利用人的判斷力，通過鼠標(biāo)設(shè)置懸停點(diǎn)、錨點(diǎn)和參考線等確定感興趣區(qū)域。所述選擇也可以是自動(dòng)的。例如，確定單元108可以使用計(jì)算機(jī)輔助診斷算法或自動(dòng)種子點(diǎn)選擇算法選擇感興趣區(qū)域。所述選擇還可以包括用戶從腫瘤分割系統(tǒng)自動(dòng)建議的感興趣區(qū)域列表中手動(dòng)地選擇感興趣區(qū)域。

在步驟304，確定單元108可以接收或確定第一預(yù)設(shè)條件。第一預(yù)設(shè)條件可以是腫瘤分割系統(tǒng)默認(rèn)的，也可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行調(diào)整。與預(yù)設(shè)條件類似，第一預(yù)設(shè)條件可以基于與圖像相關(guān)的參數(shù)決定。在一些實(shí)施例中，與圖像相關(guān)的參數(shù)可以包括像素值(或體素值)、分布均勻性、分布區(qū)域面積等一個(gè)或多個(gè)的組合。像素值(或體素值)可以包括但不限于pet圖像的suv值，ct圖像的ct值等。分布均勻性可以包括但不限于像素值或體素值的梯度、方差、熵等。分布區(qū)域面積包括但不限于與周圍的像素值或體素值相差小于一個(gè)閾值的區(qū)域的面積。第一預(yù)設(shè)條件可以是每個(gè)參數(shù)或部分參數(shù)分別小于、大于或等于第一閾值。再例如，第一預(yù)設(shè)條件可以是每個(gè)參數(shù)或部分參數(shù)分別在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施例中，確定單元108可以基于感興趣區(qū)域的參數(shù)值采取算法更新第一預(yù)設(shè)條件。該算法可以包括但不限于擬合、迭代等。更新第一預(yù)設(shè)條件可以是更新第一閾值或第一預(yù)設(shè)范圍。

在步驟306，確定單元108可以識別圖像中感興趣區(qū)域及其附近的腫瘤。確定單元108可以確定圖像中感興趣區(qū)域及其附近的參數(shù)的值。該參數(shù)可以包括像素值(或體素值)、分布均勻性、分布區(qū)域面積等一個(gè)或多個(gè)的組合。與參數(shù)相關(guān)的內(nèi)容可見步驟206的相關(guān)內(nèi)容。確定單元108可以確定圖像中感興趣區(qū)域及其附近的參數(shù)值符合第一預(yù)設(shè)條件的第一區(qū)域。確定單元108可以基于第一區(qū)域識別圖像中感興趣區(qū)域及其附近的第一腫瘤。

在步驟308，確定單元108可以基于識別結(jié)果分割圖像中感興趣區(qū)域及其附近的第一腫瘤。

在步驟310，確定單元108可以對第一腫瘤的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第一腫瘤數(shù)據(jù)可以包括圖像中的每個(gè)參數(shù)或部分參數(shù)的值。確定單元108可以基于統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果確定第二預(yù)設(shè)條件。與第一預(yù)設(shè)條件類似，第二預(yù)設(shè)條件對應(yīng)于第二閾值或第二數(shù)值范圍。確定單元108可以統(tǒng)計(jì)分析第一腫瘤數(shù)據(jù)中參數(shù)的值的分布規(guī)律。確定單元108可以基于該分布規(guī)律確定第二閾值或第二數(shù)值范圍以確定第二預(yù)設(shè)條件。確定單元108可以將第二預(yù)設(shè)條件指定為步驟206中的預(yù)設(shè)條件。

例如，確定單元108在對第一腫瘤數(shù)據(jù)中的像素suv值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后可以確定該像素suv值都大于20000。確定單元108可以將像素suv值大于20000指定為第二預(yù)設(shè)條件。

在一些實(shí)施例中，確定單元108可以根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)先存儲的與圖像相關(guān)的患者的信息確定第二預(yù)設(shè)條件。例如，確定單元108可以確定患者的性別、年齡、身高、體重、檢查醫(yī)院，圖像對應(yīng)的身體部位(例如，腳部、胸部等)、圖像類型(例如，pet圖像、mr圖像等)等信息。確定單元108可以基于所述信息確定第二預(yù)設(shè)條件。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。