[发明专利]基于三维区域分水岭的腹部CT图像主要血管提取方法

权利要求书

1.一种基于三维区域分水岭的腹部CT图像主要血管提取方法，包括如下步骤：

(1)输入一套腹部CT图像，将这些图像按照成像顺序进行排列，得到腹部三维数据体D，同时生成一个新的与三维数据体D同样大小的三维数据体Y；

(2)指定腹部三维数据体D中的一个点作为血管区域参考点，并给定一个窗口尺寸N，以该参考点为中心取出腹部三维数据体D中的一个边长为2N+1的小立方体放入待处理队列，N≥1；

(3)从待处理队列中取出一个小立方体作为当前小立方体V，对该当前小立方体V内的所有像素点进行阈值处理，得到第一小立方体V1；

(4)对第一小立方体V1进行三维分水岭分割，得到第二小立方体V2，并对该第二小立方体V2进行多区域标记；

(5)判断第二小立方体V2的所有标记区域中是否包含有血管区域参考点，如果有血管区域参考点，则将三维数据体Y中与该参考点所在区域对应位置的像素点进行血管标记，并将第二小立方体V2中的所有像素点标记为已处理；如果不包含有血管区域参考点，继续步骤(6)；

(6)对第二小立方体V2，按照区域生长的思想搜索其六个六邻域小立方体；

(7)对六个六邻域小立方体中的每一个，判断其中的像素点是否被标记为已处理，若标记为已处理，则进一步判断三维数据体Y中与之对应位置的像素点是否存在血管标记，如果存在血管标记，则将该邻域小立方体与第二小立方体V2进行连通处理，并将第二小立方体V2中的像素点标记为已处理，若邻域小立方体中的像素点未被标记为已处理，则将该邻域小立方体加入待处理队列中；

(8)判断待处理队列是否为空，若待处理队列为空，则处理完毕，得到腹部主要血管及与之相连的主要器官D1，若待处理队列不为空，则重复步骤(3)到(7)；

(9)从三维数据体D中提取腹部主要器官D2；

(10)将腹部主要血管及与之相连的主要器官D1与提取的腹部主要器官D2对应像素位置相减得到三维数据体D3，对该三维数据体D3进行后处理得到最终的腹部CT图像主要血管。

2.根据权利要求1所述的腹部CT图像主要血管提取方法，其中步骤(3)所述的对该当前小立方体V内的所有像素点进行阈值处理，按如下步骤进行：

(2a)判断下阈值参数TMIN和上阈值参数TMAX是否为零，若不为零，则搜索当前小立方体V内像素值小于该TMIN和大于该TMAX的像素点，将这些像素点的像素值设置为零，其它像素点的像素值不变；若为零，则执行步骤(2b)到(2d)；

(2b)统计三维数据体D中所有像素点的直方图，直方图横坐标表示像素点的像素值，纵坐标表示属于该像素值的像素数目；

(2c)搜索直方图的所有波峰，记录所有波峰最高点对应的像素值，对这些像素值从大到小进行排列，得到序列Array；

(2d)取序列Array中的第二个元素，在该元素对应的波峰值两侧，记录当像素数目下降到一半时的两个像素值，下阈值参数TMIN为该两个像素值中较小的一个，上阈值参数TMAX为较大的一个。

3.根据权利要求1所述的腹部CT图像主要血管提取方法，其中步骤(4)所述的对第一小立方体V1进行三维分水岭分割，按如下步骤进行：

(3a)对第一小立方体V1中的所有像素点，搜索其对应的像素值最小且不为零的所有像素点得到第一序列Pixel1，并记录最小值为P；

(3b)对第一序列Pixel1中的像素点进行初始区域标记；

(3c)将第一小立方体V1中所有像素点的像素值与最小值P相减，取差值小于25的所有像素点得到第二序列Pixel2；

(3d)对第二序列Pixel2中的每一个像素点，判断其周围六个像素点的区域标记，若周围六个像素点都没有区域标记，则将该像素点标记为新区域；若周围六个像素点有一个区域标记，则让该像素点与周围标记像素点具有相同的区域标记；若周围六个像素点中有多个区域标记，则将该像素点标记为不同区域之间的边界；

(3e)将最小值P的值增加25，重复步骤(3c)和(3d)直到第一小立方体V1中的所有非零像素点都被标记。