本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種從胸部ct圖像中提取肺血管的方法及裝置。

背景技術(shù)：

ct是電子計(jì)算機(jī)x線(xiàn)斷層掃描技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)，是常用的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。ct圖像是黑白影像，以不同的灰度表示應(yīng)器官和組織對(duì)x線(xiàn)的吸收程度。例如，在胸部ct圖像上，低密度（即灰度值較低）的區(qū)域表示氣管、肺實(shí)質(zhì)，高密度（即灰度值較高）的區(qū)域表示血管、胸腔、骨骼等。ct可以直觀的在圖像上顯示出病變的區(qū)域，為醫(yī)生觀察診斷疾病提供了方便可靠的依據(jù)。通常，ct圖像是橫斷層面圖像，為了顯示整個(gè)器官，需要多個(gè)連續(xù)的層面圖像。

在肺血管疾病的ct診斷中，通常需要掃描整個(gè)胸腔來(lái)得到肺血管圖像，在掃描圖像中必然存在胸腔內(nèi)的骨骼以及心臟等，如圖1所示。并且，臨床醫(yī)生只能通過(guò)逐層圖像的觀察來(lái)檢查病變區(qū)域。因此，準(zhǔn)確的從ct圖像中提取出肺血管組織是排除骨骼、心臟等組織的干擾，使醫(yī)生更直觀的觀察和診斷肺血管疾病的有效方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種從胸部ct圖像中提取肺血管的方法及裝置，能準(zhǔn)確的從胸部ct圖像中提取出肺血管，以方便醫(yī)生對(duì)肺血管疾病的觀察和診斷。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種從胸部ct圖像中提取肺血管的方法，包括：

接收輸入的n層胸部ct圖像，其中n為自然數(shù)，獲取指定圖像層，在所述指定圖像層上進(jìn)行灰度映射獲得對(duì)應(yīng)的灰度直方圖，根據(jù)所述灰度直方圖獲得預(yù)設(shè)分割閾值；

在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)分割閾值以及初始種子點(diǎn)，在所述n層胸部ct圖像進(jìn)行3d區(qū)域增長(zhǎng)，獲得不帶血管的肺組織區(qū)域；

在所述的肺組織區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，計(jì)算血管閾值；

在所述指定圖像層上的帶血管的封閉肺組織區(qū)域查找大于血管閾值的像素點(diǎn)為初始標(biāo)記點(diǎn)，獲得初始擴(kuò)散面；

根據(jù)所述初始擴(kuò)散面和血管閾值，在所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行面擴(kuò)散，獲得肺血管。

其中，所述在指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，根據(jù)預(yù)設(shè)分割閾值以及初始種子點(diǎn)，在所述n層胸部ct圖像進(jìn)行3d區(qū)域增長(zhǎng)，獲得不帶血管的肺組織區(qū)域的步驟包括：

01）在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)；

02）從所述初始被標(biāo)記種子點(diǎn)的8鄰域像素點(diǎn)中選取一個(gè)像素點(diǎn)；

03）判斷所選取的像素點(diǎn)是否已經(jīng)被標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，若是，則返回02），否則執(zhí)行步驟04）；

04）判斷所選取的像素點(diǎn)的灰度值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求，若是，則把該像素點(diǎn)標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，加入標(biāo)記點(diǎn)集，執(zhí)行步驟06），否則執(zhí)行步驟05）；

05）停止標(biāo)記該像素點(diǎn)，執(zhí)行步驟06）；

06）判斷所述26鄰域像素點(diǎn)是否全部判斷完畢，若是則執(zhí)行步驟08），否則返回步驟02）；

08）判斷標(biāo)記點(diǎn)集是否為空，如不為空，則從標(biāo)記點(diǎn)集中取出一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)作為初始被標(biāo)記種子點(diǎn)，返回步驟02），同時(shí)將該點(diǎn)從標(biāo)記點(diǎn)集中去除，否則執(zhí)行步驟09）；

09）獲取已被標(biāo)記的像素點(diǎn)集，該像素點(diǎn)集即為不帶血管的肺組織區(qū)域。

其中，所述在所述的肺組織區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，計(jì)算血管閾值的方法和步驟包括:

01）分別在n層胸部ct圖像上計(jì)算標(biāo)記為不帶血管的肺組織區(qū)域的連通區(qū)域面積；

02）將面積小于預(yù)設(shè)閾值的連通區(qū)域的像素點(diǎn)的標(biāo)記去除，即剔除氣管像素點(diǎn)；

03）對(duì)所述剔除氣管像素點(diǎn)后剩余標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行填充孔洞形態(tài)學(xué)計(jì)算，得到帶血管的肺組織區(qū)域；

04）獲取所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域的最大灰度值和最小灰度值；

05）遍歷與之間所有值，獲取使的值最大的灰度值，其中為像素灰度值小于的像素個(gè)數(shù)，為像素灰度值大于的像素個(gè)數(shù)，為灰度值小于的像素的平均灰度值，為灰度值大于的像素的平均灰度值，獲得的即為血管閾值；

06）在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域獲取像素灰度值大于所述血管閾值的像素點(diǎn)，并標(biāo)記為血管。

其中，所述根據(jù)所述初始擴(kuò)散面和血管閾值，在所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行面擴(kuò)散，獲得肺血管的步驟包括：

01）所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)將歸為四類(lèi)：第一類(lèi)為當(dāng)前擴(kuò)散點(diǎn)，第二類(lèi)為邊界點(diǎn)，第三類(lèi)為待處理完點(diǎn)，第四類(lèi)為已處理完點(diǎn)，初始均設(shè)置為第三類(lèi)點(diǎn)；

02）把在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域標(biāo)記為肺血管的像素點(diǎn)標(biāo)記為第一類(lèi)點(diǎn)；

03）將與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域中的第三類(lèi)像素點(diǎn)標(biāo)記為第二類(lèi)點(diǎn)；

04）遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t，并將第一類(lèi)點(diǎn)標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)；

05）設(shè)置到達(dá)時(shí)間t大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為0，并標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)，設(shè)置到達(dá)時(shí)間t不大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)為第一類(lèi)點(diǎn)；

06）判斷與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域是否存在第三類(lèi)點(diǎn)，如存在，返回步驟03），否則將第一類(lèi)點(diǎn)設(shè)置為第四類(lèi)點(diǎn)，執(zhí)行步驟07）；

07）獲取所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t大于0的像素點(diǎn)，即為肺血管。

其中，所述遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t的計(jì)算步驟包括：

第二類(lèi)像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為：，其中、、為像素點(diǎn)與x、y、z三個(gè)方向相鄰像素點(diǎn)的灰度值差絕對(duì)值的最大值，具體為：，，，其中為像素點(diǎn)的灰度值。

本發(fā)明還提供了一種從胸部ct圖像中提取肺血管的裝置，包括：

ct圖像輸入單元：用于接收輸入的n層胸部ct圖像，其中n為自然數(shù)；

預(yù)設(shè)分割閾值獲取單元：用于獲取所述n層胸部ct圖像指定圖像層，在所述指定圖像層上進(jìn)行灰度映射獲得對(duì)應(yīng)的灰度直方圖，根據(jù)所述灰度直方圖獲得預(yù)設(shè)分割閾值；

不帶血管的肺組織區(qū)域獲取單元：用于在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)分割閾值以及初始種子點(diǎn)，在所述n層胸部ct圖像進(jìn)行3d區(qū)域增長(zhǎng)，獲得不帶血管的肺組織區(qū)域；

血管閾值計(jì)算單元：用于在所述不帶血管的肺組織區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，計(jì)算血管閾值；

初始擴(kuò)散面獲取單元：用于在所述指定圖像層上的帶血管的封閉肺組織區(qū)域查找大于血管閾值的像素點(diǎn)為初始標(biāo)記點(diǎn)，獲得初始擴(kuò)散面；

肺血管提取單元：用于根據(jù)所述初始擴(kuò)散面和血管閾值，在所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行面擴(kuò)散，獲得肺血管。

其中，所述不帶血管的肺組織區(qū)域獲取單元包括：

初始標(biāo)記點(diǎn)選取單元：用于在所述指定圖像層上獲取灰度值比所述預(yù)設(shè)分割閾值小的一個(gè)像素點(diǎn)，作為初始標(biāo)記點(diǎn)；

像素點(diǎn)選取子單元：用于從所述初始標(biāo)記點(diǎn)的26鄰域像素點(diǎn)中選取一個(gè)像素點(diǎn)；

第一判斷處理子單元：用于判斷所選取的像素點(diǎn)是否已經(jīng)被標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，若是，通知像素點(diǎn)選取子單元，否則通知第二判斷處理子單元；

第二判斷處理子單元：用于判斷所選取的像素點(diǎn)的灰度值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求，若是，則通知第三判斷處理子單元，否則停止標(biāo)記該像素點(diǎn)，通知第三判斷處理子單元；

第三判斷處理子單元：用于判斷所述26鄰域像素點(diǎn)是否全部判斷完畢，若是則通知第四判斷處理子單元，否則通知像素點(diǎn)選取子單元；

第四判斷處理子單元：用于判斷標(biāo)記點(diǎn)集是否為空，如不為空，則從標(biāo)記點(diǎn)集中取出一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)作為初始被標(biāo)記種子點(diǎn)，通知像素點(diǎn)選取子單元，同時(shí)將該點(diǎn)從標(biāo)記點(diǎn)集中去除，否則，獲取已被標(biāo)記的像素點(diǎn)集，該像素點(diǎn)集即為不帶血管的肺組織區(qū)域。

其中，所述血管閾值計(jì)算單元包括：

連通區(qū)域面積計(jì)算子單元：用于在所述n層胸部ct圖像上計(jì)算標(biāo)記為不帶血管的肺組織區(qū)域的連通區(qū)域面積；

像素點(diǎn)剔除子單元：用于在將面積小于預(yù)設(shè)閾值的所述連通區(qū)域的像素點(diǎn)的標(biāo)記去除，即剔除氣管像素點(diǎn)；

帶血管的肺組織區(qū)域獲取子單元：用于對(duì)所述剔除氣管像素點(diǎn)后剩余標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行填充孔洞形態(tài)學(xué)計(jì)算，得到帶血管的肺組織區(qū)域；

血管閾值設(shè)置子單元：用于獲取所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域的最大灰度值和最小灰度值，遍歷與之間所有值，獲取使的值最大的灰度值，其中為像素灰度值小于的像素個(gè)數(shù)，為像素灰度值大于的像素個(gè)數(shù)，為灰度值小于的像素的平均灰度值，為灰度值大于的像素的平均灰度值，獲得的灰度值即為血管閾值。

其中，所述肺血管提取單元包括：

初始設(shè)置子單元：用于將所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)歸為四類(lèi)點(diǎn)：第一類(lèi)為當(dāng)前擴(kuò)散點(diǎn)，第二類(lèi)為邊界點(diǎn)，第三類(lèi)為待處理完點(diǎn)，第四類(lèi)為已處理完點(diǎn)，初始設(shè)置為第三類(lèi)點(diǎn)；

第一標(biāo)記子單元：用于把在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域標(biāo)記為肺血管的像素點(diǎn)標(biāo)記為第一類(lèi)點(diǎn)；

第二標(biāo)記子單元：用于將與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域中的第三類(lèi)像素點(diǎn)標(biāo)記為第二類(lèi)點(diǎn)；

第三標(biāo)記子單元：用于遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t，并將第一類(lèi)點(diǎn)標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)；

時(shí)間設(shè)置子單元：用于設(shè)置到達(dá)時(shí)間t大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為0，并標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)，并設(shè)置到達(dá)時(shí)間t不大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)為第一類(lèi)點(diǎn)；

判斷子單元：用于判斷與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域是否存在第三類(lèi)點(diǎn)，如存在，通知第二標(biāo)記子單元，否則將第一類(lèi)點(diǎn)設(shè)置為第四類(lèi)點(diǎn)，通知肺血管標(biāo)記子單元；

肺血管標(biāo)記子單元：用于獲取所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t大于0的像素點(diǎn)，即為肺血管。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一幅胸部ct掃描的原始圖像。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的從胸部ct圖像中提取肺血管的方法流程圖。

圖3是胸部ct圖像的灰度直方圖。

圖4是不帶血管的肺組織區(qū)域結(jié)果示意圖。

圖5是帶血管的肺組織區(qū)域結(jié)果示意圖。

圖6是肺血管提取效果示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的從胸部ct圖像中提取肺血管的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

本發(fā)明考慮到由于在胸部ct圖像中心臟、周?chē)趋琅c肺血管的灰度值差別較小，如果直接從胸部ct圖像上提取肺血管，操作非常困難。因此本發(fā)明先用預(yù)設(shè)分割閾值和3d區(qū)域增長(zhǎng)的方法獲得不帶血管的肺組織，再通過(guò)形態(tài)學(xué)運(yùn)算獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，然后獲得初始擴(kuò)散面和血管閾值并進(jìn)行面擴(kuò)散，最終準(zhǔn)確提取出肺血管。

參見(jiàn)圖2，其是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的從胸部ct圖像提取肺血管的方法流程圖，本流程具體包括：

步驟201，接收輸入的n層胸部ct圖像，其中n為自然數(shù)，獲取指定圖像層，在所述指定圖像層上進(jìn)行灰度映射獲得對(duì)應(yīng)的灰度直方圖，根據(jù)所述灰度直方圖獲得預(yù)設(shè)分割閾值；

上述層數(shù)n由層厚決定，如層厚為1.5mm時(shí)n約為350左右，層厚為1.0mm時(shí)n約為500左右。本發(fā)明選取的指定圖像層為第n/2層，逐一計(jì)算該層圖像上全部灰度值范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)目，獲得圖3所示的該層圖像的灰度直方圖。從圖3中可以分析出，選取1450—1650之間的某一灰度值作為閾值可以將圖像分為兩類(lèi)：低密度的肺實(shí)質(zhì)區(qū)和高密度的血管、心臟、骨骼、胸腔區(qū)。因此，預(yù)設(shè)分割閾值可以選取為1450—1650之間的某一灰度值。

步驟202，在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)分割閾值以及初始種子點(diǎn)，在所述n層胸部ct圖像進(jìn)行3d區(qū)域增長(zhǎng)，獲得不帶血管的肺組織區(qū)域；

本步驟具體包括：

01）在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，具體步驟包括；

02）從所述初始被標(biāo)記種子點(diǎn)的26鄰域像素點(diǎn)中選取一個(gè)像素點(diǎn)；

03）判斷所選取的像素點(diǎn)是否已經(jīng)被標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，若是，則返回02），否則執(zhí)行步驟04）；

04）判斷所選取的像素點(diǎn)的灰度值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求，若是，則把該像素點(diǎn)標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，加入標(biāo)記點(diǎn)集，執(zhí)行步驟06），否則執(zhí)行步驟05）；

05）停止標(biāo)記該像素點(diǎn)，執(zhí)行步驟06）；

06）判斷所述26鄰域像素點(diǎn)是否全部判斷完畢，若是則執(zhí)行步驟08），否則返回步驟02）；

08）判斷標(biāo)記點(diǎn)集是否為空，如不為空，則從標(biāo)記點(diǎn)集中取出一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)作為初始被標(biāo)記種子點(diǎn)，返回步驟02），同時(shí)將該點(diǎn)從標(biāo)記點(diǎn)集中去除，否則執(zhí)行步驟09）；

09）獲取已被標(biāo)記的像素點(diǎn)集，該像素點(diǎn)集即為不帶血管的肺組織區(qū)域。

上述在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)的步驟包括：

01）分別獲取第n/2層圖像上x(chóng)軸方向150-200，y軸方向230-880之間以及x軸方向330-380，y軸方向230-280之間且灰度值比預(yù)設(shè)分割閾值小的兩組像素點(diǎn)；

02）對(duì)獲取的兩組像素點(diǎn)分別按灰度值的大小排序；

03）分別獲取兩組數(shù)據(jù)排序后居中的兩個(gè)像素點(diǎn)作為初始種子點(diǎn)。

上述步驟獲得的不帶血管的肺組織區(qū)域的結(jié)果示意圖如圖4所示，從圖中可以看到肺組織區(qū)域區(qū)內(nèi)的血管被標(biāo)記為空洞，沒(méi)有包含在肺組織區(qū)域中。

步驟203，在所述的肺組織區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，計(jì)算血管閾值；

本步驟具體包括：

01）分別在n層胸部ct圖像上計(jì)算標(biāo)記為不帶血管的肺組織區(qū)域的連通區(qū)域面積；

02）將面積小于預(yù)設(shè)閾值的連通區(qū)域的像素點(diǎn)的標(biāo)記去除，即剔除氣管像素點(diǎn)，上述預(yù)設(shè)閾值為經(jīng)驗(yàn)值，可以選取為300-500之間；

03）對(duì)所述剔除氣管像素點(diǎn)后剩余標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行填充孔洞形態(tài)學(xué)計(jì)算，得到帶血管的肺組織區(qū)域；

04）獲取所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域的最大灰度值和最小灰度值；

05）遍歷與之間所有值，獲取使的值最大的灰度值，其中為像素灰度值小于的像素個(gè)數(shù)，為像素灰度值大于的像素個(gè)數(shù)，為灰度值小于的像素的平均灰度值，為灰度值大于的像素的平均灰度值，獲得的灰度值即為血管閾值；

06）在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域獲取像素灰度值大于所述血管閾值的像素點(diǎn)，并標(biāo)記為血管。

上述步驟獲得的帶血管的肺組織區(qū)域的結(jié)果示意圖如圖5所示，從圖中可以看到步驟202獲得的肺組織區(qū)域內(nèi)的血管空洞已經(jīng)被完整填充上。

步驟204，在所述指定圖像層上的帶血管的封閉肺組織區(qū)域查找大于血管閾值的像素點(diǎn)為初始標(biāo)記點(diǎn)，獲得初始擴(kuò)散面；

本步驟中，在所述指定圖像層上帶血管的封閉肺組織區(qū)域上查找所有大于血管閾值的像素點(diǎn)，并做標(biāo)記值為1；隨機(jī)選取某一標(biāo)記點(diǎn)為首個(gè)種子點(diǎn)，按照廣度優(yōu)先或者深度優(yōu)先的規(guī)則搜索種子點(diǎn)周?chē)?連通域內(nèi)的已做標(biāo)記為1的像素點(diǎn)，并修改標(biāo)記值為2；以新標(biāo)記為2的像素點(diǎn)作為新種子點(diǎn)按照上述規(guī)則再次進(jìn)行搜索和標(biāo)記；循環(huán)上述過(guò)程直至新種子點(diǎn)周?chē)鸁o(wú)標(biāo)記為1的像素點(diǎn)，則標(biāo)記為2的連通域即為某一初始擴(kuò)散面；分別對(duì)指定圖像層上剩余標(biāo)記為1的像素點(diǎn)執(zhí)行上述步驟，直至肺組織區(qū)域內(nèi)無(wú)標(biāo)記為1的像素點(diǎn)；標(biāo)記為2的像素點(diǎn)組成的連通域即為所獲得的初始擴(kuò)散面。注意的是，本發(fā)明所述的初始擴(kuò)散面不一定是一個(gè)面，初始擴(kuò)散面的個(gè)數(shù)與連通域的數(shù)量一致。

步驟205，根據(jù)所述初始擴(kuò)散面和血管閾值，在所述n層胸部ct圖像的帶血管封閉肺組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行面擴(kuò)散，獲得肺血管；

本步驟具體包括：

01）將所述n層胸部ct圖像的帶血管封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)將歸為四類(lèi)：第一類(lèi)為當(dāng)前擴(kuò)散點(diǎn)，第二類(lèi)為邊界點(diǎn)，第三類(lèi)為待處理完點(diǎn)，第四類(lèi)為已處理完點(diǎn)，初始均設(shè)置為第三類(lèi)點(diǎn)；

02）把在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域標(biāo)記為肺血管的像素點(diǎn)標(biāo)記為第一類(lèi)點(diǎn)；

03）將與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域中的第三類(lèi)像素點(diǎn)標(biāo)記為第二類(lèi)點(diǎn)；

04）遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t，并將第一類(lèi)點(diǎn)標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)；

05）設(shè)置到達(dá)時(shí)間t大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為0，并標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)，設(shè)置到達(dá)時(shí)間t不大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)為第一類(lèi)點(diǎn)，本發(fā)明的預(yù)設(shè)閾值可選為100-200之間的某一數(shù)值；

06）判斷與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域是否存在第三類(lèi)點(diǎn)，如存在，返回步驟03），否則將第一類(lèi)點(diǎn)設(shè)置為第四類(lèi)點(diǎn)，執(zhí)行步驟07）；

07）獲取所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t大于0的像素點(diǎn)，即為肺血管。

其中，所述遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t的計(jì)算步驟包括：

第二類(lèi)像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為：，其中、、為像素點(diǎn)與x、y、z三個(gè)方向相鄰像素點(diǎn)的灰度值差絕對(duì)值的最大值，具體為：，，，其中為像素點(diǎn)的灰度值。

采用本發(fā)明實(shí)施例對(duì)從胸部ct圖像中提取肺血管的結(jié)果如圖6所示。其中圖6(a)是帶血管的肺部區(qū)域圖像，圖6(b)肺血管提取結(jié)果的二維顯示，圖6(c)是肺血管提取結(jié)果的三維顯示。從圖6中可以看出，本發(fā)明提出的方法能夠準(zhǔn)確的提取出血管組織，可以在三維上直觀的觀察血管情況。經(jīng)過(guò)對(duì)20組胸部圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行肺血管提取統(tǒng)計(jì)本發(fā)明中提出的方法的運(yùn)行時(shí)間，結(jié)果表明每組的運(yùn)行時(shí)間基本在1分鐘以?xún)?nèi)，運(yùn)行速度較快。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種從胸部ct圖像中提取肺血管的裝置，參見(jiàn)圖7，具體包括：

ct圖像輸入單元601：用于接收輸入的n層胸部ct圖像，其中n為自然數(shù)；

預(yù)設(shè)分割閾值獲取單元602：用于獲取所述n層胸部ct圖像指定圖像層，在所述指定圖像層上進(jìn)行灰度映射獲得對(duì)應(yīng)的灰度直方圖，根據(jù)所述灰度直方圖獲得預(yù)設(shè)分割閾值；

不帶血管的肺組織區(qū)域獲取單元603：用于在所述指定圖像層上選取肺部區(qū)域的指定像素點(diǎn)獲得初始種子點(diǎn)，根據(jù)所述預(yù)設(shè)分割閾值以及初始種子點(diǎn)，在所述n層胸部ct圖像進(jìn)行3d區(qū)域增長(zhǎng)，獲得不帶血管的肺組織區(qū)域；

血管閾值計(jì)算單元604：用于在所述不帶血管的肺組織區(qū)域進(jìn)行形態(tài)學(xué)運(yùn)算，獲得帶血管的封閉肺組織區(qū)域，計(jì)算血管閾值；

初始擴(kuò)散面獲取單元605：用于在所述指定圖像層上的帶血管的封閉肺組織區(qū)域查找大于血管閾值的像素點(diǎn)為初始標(biāo)記點(diǎn)，獲得初始擴(kuò)散面；

肺血管提取單元606：用于根據(jù)所述初始擴(kuò)散面和血管閾值，在所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行面擴(kuò)散，獲得肺血管。

其中，上述不帶血管的肺組織區(qū)域獲取單元603可以具體包括：

初始標(biāo)記點(diǎn)選取單元：用于在所述指定圖像層上獲取灰度值比所述預(yù)設(shè)分割閾值小的一個(gè)像素點(diǎn)，作為初始標(biāo)記點(diǎn)；

像素點(diǎn)選取子單元：用于從所述初始標(biāo)記點(diǎn)的26鄰域像素點(diǎn)中選取一個(gè)像素點(diǎn)；

第一判斷處理子單元：用于判斷所選取的像素點(diǎn)是否已經(jīng)被標(biāo)記為標(biāo)記點(diǎn)，若是，通知像素點(diǎn)選取子單元，否則通知第二判斷處理子單元；

第二判斷處理子單元：用于判斷所選取的像素點(diǎn)的灰度值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求，若是，則通知第三判斷處理子單元，否則停止標(biāo)記該像素點(diǎn)，通知第三判斷處理子單元；

第三判斷處理子單元：用于判斷所述26鄰域像素點(diǎn)是否全部判斷完畢，若是則通知第四判斷處理子單元，否則通知像素點(diǎn)選取子單元；

第四判斷處理子單元：用于判斷標(biāo)記點(diǎn)集是否為空，如不為空，則從標(biāo)記點(diǎn)集中取出一個(gè)標(biāo)記點(diǎn)作為初始被標(biāo)記種子點(diǎn)，通知像素點(diǎn)選取子單元，同時(shí)將該點(diǎn)從標(biāo)記點(diǎn)集中去除，否則，獲取已被標(biāo)記的像素點(diǎn)集，該像素點(diǎn)集即為不帶血管的肺組織區(qū)域。

其中，上述血管閾值計(jì)算單元604可以具體包括：

連通區(qū)域面積計(jì)算子單元：用于在所述n層胸部ct圖像上計(jì)算標(biāo)記為不帶血管的肺組織區(qū)域的連通區(qū)域面積；

像素點(diǎn)剔除子單元：用于在將面積小于預(yù)設(shè)閾值的所述連通區(qū)域的像素點(diǎn)的標(biāo)記去除，即剔除氣管像素點(diǎn)；

帶血管的肺組織區(qū)域獲取子單元：用于對(duì)所述剔除氣管像素點(diǎn)后剩余標(biāo)記點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行填充孔洞形態(tài)學(xué)計(jì)算，得到帶血管的肺組織區(qū)域；

血管閾值設(shè)置子單元：用于獲取所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域的最大灰度值和最小灰度值，遍歷與之間所有值，獲取使的值最大的灰度值，其中為像素灰度值小于的像素個(gè)數(shù)，為像素灰度值大于的像素個(gè)數(shù)，為灰度值小于的像素的平均灰度值，為灰度值大于的像素的平均灰度值，獲得的灰度值即為血管閾值。

其中，上述肺血管提取單元606可以具體包括：

初始設(shè)置子單元：用于將所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)歸為四類(lèi)點(diǎn)：第一類(lèi)為當(dāng)前擴(kuò)散點(diǎn)，第二類(lèi)為邊界點(diǎn)，第三類(lèi)為待處理完點(diǎn)，第四類(lèi)為已處理完點(diǎn)，初始設(shè)置為第三類(lèi)點(diǎn)；

第一標(biāo)記子單元：用于把在所述指定圖像層上帶血管的肺組織區(qū)域標(biāo)記為肺血管的像素點(diǎn)標(biāo)記為第一類(lèi)點(diǎn)；

第二標(biāo)記子單元：用于將與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域中的第三類(lèi)像素點(diǎn)標(biāo)記為第二類(lèi)點(diǎn)；

第三標(biāo)記子單元：用于遍歷計(jì)算第一類(lèi)點(diǎn)與其相鄰第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t，并將第一類(lèi)點(diǎn)標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)；

時(shí)間設(shè)置子單元：用于設(shè)置到達(dá)時(shí)間t大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間為0，并標(biāo)記為第四類(lèi)點(diǎn)，并設(shè)置到達(dá)時(shí)間t不大于預(yù)設(shè)閾值的所述第二類(lèi)點(diǎn)為第一類(lèi)點(diǎn)；

判斷子單元：用于判斷與第一類(lèi)點(diǎn)相鄰區(qū)域是否存在第三類(lèi)點(diǎn)，如存在，通知第二標(biāo)記子單元，否則將第一類(lèi)點(diǎn)設(shè)置為第四類(lèi)點(diǎn)，通知肺血管標(biāo)記子單元；

肺血管標(biāo)記子單元：用于獲取所述n層胸部ct圖像的帶血管的封閉肺組織區(qū)域的像素點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間t大于0的像素點(diǎn)，即為肺血管。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的裝置，可以自動(dòng)準(zhǔn)確的從胸部ct圖像上提取出肺血管，使醫(yī)生對(duì)肺血管的觀察更直觀、更準(zhǔn)確，避免了在圖像上觀察和診斷肺血管疾病時(shí)心臟以及骨骼的干擾，而且運(yùn)算速度快時(shí)間短。

對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或者操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者還是包括這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，這里所稱(chēng)得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如：rom/ram、磁碟、光盤(pán)等。

以上所述僅為本發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。