[发明专利]基于CT图像纹理触觉的计算机辅助诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机辅助诊断，特别涉及一种基于CT图像纹理触觉的计算机辅助诊断系统。

背景技术

随着现代高科技在临床医学中应用与发展，以数字X线摄影(DR)、多层螺旋CT、核磁共振(MRI)和PET为代表的现代高清晰影像设备为临床疾病的诊断提供了极大方便。然而，尽管以PET为代表的功能影像对临床诊断有很大帮助，由于条件限制，在更多的情况下仍是依据现代影像提供的形态信息，放射科医生基本停留在直接读片来获得诊断结果的阶段。这种方式由于病人的个体差异以及医生知识背景、从业经验、疲劳程度以及情绪影响等因素的作用，容易产生判断的失误或错误。根据现代影象提供的信息，按照不同疾病的临床影象特征，用计算机对病变的特征进行量化分析处理并做出判断，从而来避免因人对事物判断的局限性带来的失误，这就产生了医学计算机辅助诊断(CAD)概念。

计算机辅助诊断是指通过影像学、医学图像处理技术以及其他可能的生理、生化手段，结合计算机的分析计算，辅助放射科医生发现病灶，提高诊断的准确率。计算机辅助诊断技术的应用，能够降低这些人为因素对医学诊断带来的影响，有助于提高医生诊断的敏感性和特异性。CAD研究成为现代医学影象研究的热点之一，并在医学诊断中展示出其临床价值。

国内CAD系统在医学影像领域的应用和发展起步晚，水平低，应用范围窄，缺乏较好的验证及评估方法，而且发展不平衡，仍存在不少问题。如软件发展落后于硬件；缺乏客观的、科学的、重复性好的验证系统；计算机得出的结果假阳性偏高，检测敏感性偏低；人工神经网络技术尚不成熟，只适用于解决简单问题，其性能受训练数据集的限制。要解决这些问题需要从事计算机软件、硬件研究的专家和医学专家共同努力，改进CAD的算法，以减少假阳性率，提高检测敏感性；同时加强生物医学工程人员及放射科医师的培训，使医师充分认识CAD系统的功能和特征，并加以正确应用。本发明是通过分析医学CT图像所表现的病变组织(器官)的纹理结构特征，将纹理特征化，形成纹理图像，让放射科医生感觉到组织的触觉特性，为诊断、治疗以及随访提供科学的依据。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一种基于CT图像纹理触觉的计算机辅助诊断系统。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于CT图像纹理触觉的计算机辅助诊断系统，是一种计算机触觉辅助诊断系统，包括用于由医生握持的力反馈设备和PC机，PC机内设有纹理图像处理模块和力缩放模块并显示CT图像；CT图像的输出连接纹理图像处理模块，纹理图像处理模块的输出连接力缩放模块，力缩放模块的输出连接力反馈设备；医生通过力反馈设备感知软组织的粗糙度，并通过CT图像观察病灶可能发生的区域，从而通过视觉和触觉的交互，提高病灶判断的准确率。

所述的力反馈设备是Novint Falcon力反馈装置，包含操作柄、控制器和位置传感器；位置传感器与力缩放模块电信号相连。

CT图像的纹理经过纹理图像处理模块处理后，得到软组织的粗糙度和虚拟操作力，软组织的粗糙度和虚拟操作力经力缩放模块缩放后，通过力反馈设备反馈至医生手中。

所述的纹理图像处理模块，首先对CT图片除噪，采用同态滤波方法，以削除光照不均对图像特征提取的干扰；然后对除噪后的CT图像进行频谱分析和空间滤波，设计高斯滤波器对图像进行空间滤波，将图像分解为低频和高频两部分，高频部分则反映了物体表面的粗糙程度，也就是组织的微观位移空间分布情况；最后把CT图像高频部分的粗糙度与表面刚性系数作线性映射，可计算出组织的法向作用力，即软组织的虚拟力。

所述的力缩放模块，是对计算出的软组织的虚拟力进行缩放，反馈握持力反馈设备的医生手中，使医生感觉到软组织的粗糙度，提高病灶判断的准确率。设力缩放比例为软件设置的比例系数KD，当KD为1时，医生手部感受到的反馈力与软组织的粗糙度相同；当KD小于1时，医生手部感受到的反馈力小于软组织的粗糙度，起到力缩小功能；当KD大于1时，医生手部感受到的反馈力大于软组织的粗糙度，起到力放大功能。

本发明基于CT图像纹理触觉的计算机辅助诊断系统具有以下有益效果：

(一)、提取CT图像的纹理特征，量化软组织的粗糙度；

(二)、使医生在读片过程中获得软组织的触觉，使软组织的表达更真实，从而大大病灶判断的准确率；

(三)、能实现远程CT实时诊断操作，适合远程医疗的需要；

(四)、具有纹理图像处理模块和力缩放模块算法，提高了软组织粗糙度分辨率。

附图说明