一種基于乳腺x線圖像的腫塊圖像區(qū)域顯示方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及影像自動分析處理技術(shù)，特別是涉及一種基于乳腺X線圖像的腫塊圖 像區(qū)域顯示方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 乳腺癌是一種女性最常見的惡性腫瘤，我國己成為乳腺癌發(fā)病率增長速度最快的 國家之一，且我國乳腺癌的發(fā)病年齡呈年輕化趨勢。對乳腺癌的早期檢測是提高患者治愈 率的關(guān)鍵，在眾多乳腺攝影技術(shù)中，乳腺X線攝影術(shù)是臨床上最常用的乳腺癌篩查手段之 一。每年進行乳腺X線攝影篩查產(chǎn)生大量的乳腺X線圖像，且乳腺X線圖像結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對乳 腺癌進行識別相對困難?？紤]到醫(yī)生的視覺疲勞和經(jīng)驗等相關(guān)因素，放射科醫(yī)生通過乳腺X 線圖像對乳腺癌進行識別的準(zhǔn)確性和效率有待提高。相關(guān)研宄證實，基于圖像處理與模式 識別的乳腺癌檢測方法可以有效降低醫(yī)生的漏診率和誤診率，同時可以減少醫(yī)生自身和相 互間的差異，提高閱片的客觀性和一致性。
[0003] 腫塊是乳腺癌最常見的影像學(xué)特征之一，現(xiàn)有的腫塊檢測方法主要包括基于單幅 圖像的腫塊檢測、基于雙邊分析的腫塊檢測以及基于雙視角分析的腫塊檢測。而臨床上，除 了比較雙邊圖像、雙視角圖像外，放射科醫(yī)生也會根據(jù)以往閱片的經(jīng)驗得到最終的檢測結(jié) 果，醫(yī)生的閱片經(jīng)驗可被模擬為查閱已確診病例中是否存在與待判定病例相似的圖像。
[0004] 現(xiàn)有的腫塊檢測方法中對于腫塊的識別依然存在誤診，要求放射科醫(yī)生有較高的 診斷經(jīng)驗，同時給醫(yī)生帶來較大的工作量，產(chǎn)生工作疲勞。
[0005] 因此，需要提供一種高效、準(zhǔn)確的乳腺圖像腫塊顯示方法，以配合臨床醫(yī)療的診 斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于乳腺X線圖像的腫塊圖像區(qū)域顯示方 法及系統(tǒng)，以改善現(xiàn)有技術(shù)中由于圖像或人工識別存在誤差，導(dǎo)致誤診的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0008] 一種基于乳腺X線圖像的腫塊圖像區(qū)域顯示方法，該方法的步驟包括
[0009] 獲取乳腺X線圖像及其對側(cè)圖像；
[0010] 對所述乳腺X線圖像中可疑圖像區(qū)域進行初定位；
[0011] 基于乳腺X線圖像的對側(cè)圖像，采用雙邊分析法計算可疑圖像區(qū)域在對側(cè)圖像中 的匹配代價，并判斷可疑圖像區(qū)域在對側(cè)圖像中的匹配區(qū)域；
[0012] 基于圖像區(qū)域的匹配情況，對可疑圖像區(qū)域是否為疑似腫塊圖像區(qū)域進行初判 斷；
[0013] 將初判斷的圖像區(qū)域在參考庫圖像區(qū)域中進行區(qū)域檢索，判斷疑似腫塊圖像區(qū)域 為正常圖像區(qū)域或腫塊圖像區(qū)域。
[0014] 優(yōu)選的，所述初定位的步驟包括
[0015] 對獲得的乳腺X線圖像進行濾波去噪、背景分割和方向調(diào)整處理，獲得僅包含乳 腺組織的預(yù)處理圖像；
[0016] 應(yīng)用半徑為巧的圓形結(jié)構(gòu)算子，對僅包含乳腺組織的預(yù)處理圖像做top-hat運 算，以去除半徑大于A的組織，應(yīng)用半徑為1* 2的圓形結(jié)構(gòu)算子，對進行top-hat運算后的圖 像做開運算，以去除半徑小于1"2的組織；
[0017] 尋找開運算后圖像的局部極大值位置，并計算任意兩個局部極大值點的歐式距 離，若距離小于閾值?；時，計算第一個局部極大值點和第二個局部極大值點對應(yīng)乳腺X線 圖像的灰度值&和g 2，若g 2，保留第一個局部極大值點，若gl〈g2，保留第二個局部極大 值點；
[0018] 保留所述灰度值最高的前m個點的位置，計算m個點的條件數(shù)ConditionNumber， 保留條件數(shù)值小于條件數(shù)閾值T a^J點作為可疑圖像區(qū)域的中心，根據(jù)實際情況選擇大小 為MXN的區(qū)域作為可疑圖像區(qū)域。
[0019] 優(yōu)選的，所述判斷可疑圖像區(qū)域在對側(cè)圖像中的匹配區(qū)域的步驟包括
[0020] 對乳腺X線圖像的對側(cè)圖像進行濾波去噪、背景分割和方向調(diào)整處理，獲得僅包 含乳腺組織的圖像區(qū)域；
[0021] 對于每個可疑圖像區(qū)域，計算其在對側(cè)乳腺圖像中的匹配代價；
[0022] 如果匹配代價小于等于代價閾值T。，則確定該對側(cè)乳腺圖像中的區(qū)域為可疑圖像 區(qū)域的匹配區(qū)域；如果匹配代價大于代價閾值T。，則確定該對側(cè)乳腺圖像中的區(qū)域不是可 疑圖像區(qū)域的匹配區(qū)域。
[0023] 優(yōu)選的，所述對可疑圖像區(qū)域是否為疑似腫塊圖像區(qū)域進行初判斷的步驟包括
[0024] 若匹配，則對于每個可疑圖像區(qū)域，計算該區(qū)域R1與其匹配區(qū)域R 2的平均亮度距 離(I1、小波變換下的圖像距離dWT以及局部三值模式（Local Ternary Pattern)下的圖像距 離dUP，當(dāng)距離滿足相似性條件時，該可疑圖像區(qū)域初判斷為正常圖像區(qū)域，當(dāng)不滿足相似 性條件時，則按照不匹配的方式進行初判斷；
[0025] 若不匹配，則分析可疑圖像區(qū)域的灰度值多同軸特征，當(dāng)其擁有大于11_個同軸層 時，則該可疑圖像區(qū)域被識別為疑似腫塊圖像區(qū)域，當(dāng)其擁有小于等于n_個同軸層時，則 該可疑圖像區(qū)域初判斷為正常圖像區(qū)域。
[0026] 優(yōu)選的，所述參考庫圖像區(qū)域為MXN的腫塊圖像區(qū)域和正常圖像區(qū)域。
[0027] 優(yōu)選的，所述區(qū)域檢索的步驟包括
[0028] 將參考圖像庫的每一個區(qū)域的灰度值排列為麗維的列向量，作為圖像的表達(dá)向 量，計算其銷點圖哈希（Anchor Graph Hashing)表達(dá)；
[0029] 將初判斷的疑似腫塊圖像區(qū)域的灰度值排列為MN維的列向量，計算其錨點圖哈 希表達(dá)；
[0030] 計算參考庫圖像每個區(qū)域與初判斷的疑似腫塊圖像區(qū)域的錨點圖哈希表達(dá)的歐 式距離，獲取參考庫圖像中距離最近的前L幅圖像；
[0031] 分析上述前L幅圖像區(qū)域的類別信息，上述前L幅圖像中屬于腫塊圖像區(qū)域數(shù)量 為L1，若L 1S 0. 4L，則確定初判斷的疑似腫塊圖像區(qū)域為腫塊圖像區(qū)域，若L '0. 4L，則顯示 該初判斷的疑似腫塊圖像為正常圖像區(qū)域。
[0032] 一種基于乳腺X線圖像的腫塊圖像顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
[0033] 圖像獲取單元，接收X射線掃描裝置對人體乳腺掃描的乳腺X線圖像及其對側(cè)圖 像；
[0034] 初定位單元，對所述乳腺X線圖像中可疑圖像區(qū)域進行初定位；
[0035] 匹配比對單元，采用雙邊分析法計算可疑圖像區(qū)域在對側(cè)圖像中的匹配代價，并 判斷可疑圖像區(qū)域在對側(cè)圖像中的匹配區(qū)域；
[0036] 初判斷單元，基于圖像區(qū)域的匹配情況，對可疑圖像區(qū)域是否為疑似腫塊圖像區(qū) 域進行初判斷；
[0037] 區(qū)域檢索單元，將初判斷的疑似腫塊圖像區(qū)域在參考庫圖像區(qū)域中進行區(qū)域檢 索，確定疑似腫塊圖像區(qū)域為正常圖像區(qū)域或腫塊圖像區(qū)域。
[0038] 優(yōu)選的，所述初定位單元包括
[0039] 圖像預(yù)處理模塊，對獲得的乳腺X線圖像進行濾波去噪、背景分割和方向調(diào)整處 理，獲得僅包含乳腺組織的預(yù)處理圖像；
[0040] 篩選模塊，應(yīng)用半徑為巧的圓形結(jié)構(gòu)算子，對僅包含乳腺組織的預(yù)處理圖像做 top-hat運算，以去除半徑大于!T1的組織，應(yīng)用半徑為r 2的圓形結(jié)構(gòu)算子，對進行top-hat 運算后的圖像做開運算，以去除半徑小于1"2的組織；
[0041] 可疑圖像點確定模塊，尋找開運算后圖像的局部極大值點，并計算任意兩個局部 極大值點的歐式距離，若距離小于閾值?；時，計算第一個局部極大值點和第二個局部極大 值點對應(yīng)乳腺X線圖像的灰度值gJP g 2，若g 2，保留第一個局部極大值點，若gl〈g2，保 留第二個局部極大值點；
[0042] 可疑圖像區(qū)域確定模塊，保留所述灰度值最高的前m個點的位置，計算m個點的條 件數(shù)Condition Number，保留條件數(shù)值小于閾值1^的點作為可疑圖像區(qū)域的中心，選擇大 小為MXN的區(qū)域作為可疑圖像區(qū)域。
[0043] 優(yōu)選的，所述匹配比對單元包括
[0044] 圖像預(yù)處理模塊，對乳腺X線圖像I1的對側(cè)圖像I 2進行濾波去噪、背景分割和方 向調(diào)整處理，獲得僅包含乳腺組織的區(qū)域；
[0045] 匹配代價計算模塊，對于每個可疑圖像區(qū)域，計算其在對側(cè)乳腺圖像中的匹配代 價；
[0046] 匹配比對模塊，如果匹配代價小于等于代價閾值T。，則確定該對側(cè)乳腺圖像中的 區(qū)域為可疑圖像區(qū)域的匹配區(qū)域；如果匹配代價大于代價閾值T。，則確定該對側(cè)乳腺圖像 中的區(qū)域不是可疑圖像區(qū)域的匹配區(qū)域。
[0047] 優(yōu)選的，所述初判斷單元包括
[0048] 第一判斷模塊，若匹配，則對于每個可疑圖像區(qū)域，計算該區(qū)域R1與其匹配區(qū)域