[发明专利]基于低秩分解和质心跟踪的胃部CT图像淋巴结检测系统

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，特别是涉及医学影像处理，可用于医学影像的淋巴结检测及其辅助诊断。

背景技术

由于CT图像具有良好的视觉性，CT图像在医学领域得到了广泛的应用。在CT图像医疗诊断中，医生通过观察一组序列二维切片图像去发现病原体，即目前对CT图像信息的分析主要是依靠医生自身的经验。但是随着医学成像技术的快速发展，对每个人拍摄的CT图像的数目日益增多，对这些图像的处理，单纯的依靠医生会导致医生工作量的加大。随着计算机技术和图像处理技术的迅速发展，可以通过计算机对CT图像中的信息进行处理，使得医生不必花大量的时间和精力进行繁琐的病变信息的识别。所以，研究计算机辅助技术检测胃部CT图像的淋巴结具有很大的应用需求。

由于胃部CT图像里面包含的组织多样，各组织之间的存在着粘连，这就给胃部CT图像中疑似淋巴结的跟踪检测带来了困难，目前，胃部CT图像淋巴结跟踪检测的方法还比较少，研究工作仍然处于初期阶段。

西安电子科技大学申请的专利“基于低秩分解的胃部CT图像淋巴结识别系统和方法”(申请专利号：201410060322.5)公开了一种基于低秩分解的淋巴结的跟踪检测方法，该方法在采用低秩分解确定出首尾帧的基础上，基于面积大小进行固定三帧内的首尾帧的调整，该系统在进行首尾帧调整时并没有考虑疑似淋巴结帧与帧之间的位置关系，可能会导致调整之后的疑似淋巴结和调整之前疑似淋巴结不属于同一个跟踪目标，并且对首尾帧的调整仅仅局限在三帧内，这就使得疑似淋巴结的首位帧确定不够准确。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种基于低秩分解和质心跟踪的胃部CT图像淋巴结检测系统，以解决疑似淋巴结跟踪过程中的跟踪错误和首位帧确定不准确的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

1.一种基于低秩分解和质心跟踪的胃部CT图像淋巴结检测系统，包括：

疑似淋巴结提取模块，用于对CT序列图每一帧的疑似淋巴结进行提取，得到疑似淋巴结图，用CT序列图中所有图像提取出的疑似淋巴结图组成疑似淋巴结序列图，并对疑似淋巴结序列图中的所有疑似淋巴结构造自适应窗口；

面积排序模块，用于对疑似淋巴结序列图中的所有疑似淋巴结按面积大小进行递减排序；

低秩分解模块，用于对排序后面积最大的疑似淋巴结进行decolor低秩分解,根据低秩分解出来的背景序列进行初始首尾帧的确定；

脏器序列图获取模块，用于将原始序列CT图像每一帧通过otsu分类算法分为4类，每一类对应一副图像，按照灰度值从大到小的顺序依次组成背景图、脂肪图、脏器图、高亮图这四类图；用脏器图组成脏器序列图，并将当前要跟踪的疑似淋巴结在脏器图所在的帧称之为当前帧；

自适应窗口内的质心跟踪模块，用于对自适应窗口大于11*11的疑似淋巴结进行自适应窗口内的质心跟踪，以确定当前跟踪的疑似淋巴结的首尾帧位置；

不完全受自适应窗口限制的质心跟踪模块，用于对自适应窗口不大于11*11的疑似淋巴结进行自适应窗口大小不变、质心变化的质心跟踪，以获取当前跟踪的疑似淋巴结的完整序列；

疑似淋巴结的标记模块，用于在疑似淋巴结序列图上对当前已经跟踪的疑似淋巴结进行已被跟踪过的标记处理和删除处理。

2.一种基于低秩分解和质心跟踪的胃部CT图像淋巴结检测方法，包括如下步骤：

(1)输入一副待检测的CT图像；

(2)对输入的CT图像使用otsu分类算法进行二分类处理，得到脏器淋巴结图P1；

(3)输入脏器淋巴结图P1，并对其使用canny边缘检测，得到边界图，再对边界图进行椭圆拟合得到疑似淋巴结图P2，并对疑似淋巴结设置自适应窗口；

(4)对所有CT序列图像进行上述步骤(1)～步骤(4)的处理，得到疑似淋巴结序列图P3；

(5)对疑似淋巴结序列图P3中所有疑似淋巴结按照面积大小进行递减排序；

(6)对排序后面积最大的疑似淋巴结进行decolor低秩分解，得到当前跟踪的疑似淋巴结的初始首帧、初始尾帧、初始首帧疑似淋巴结的面积s₁、初始尾帧疑似淋巴结的面积e₁、以及当前跟踪的疑似淋巴结的面积c；

(7)使用otsu分类算法将待检测的CT图像分类，并按照灰度值从大到小的顺序依次组成背景图、脂肪图、脏器图、高亮图这四类图；

(8)对所有CT序列图像进行步骤(7)处理，用所有脏器图组成脏器序列图；