基于语义形状的肺组织分割方法、装置、设备及介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113744193A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110882511.0(22)申请日2021.08.02(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区双清路30号(72)发明人王雪张蔚航(74)专利代理机构北京润泽恒知识产权代理有限公司11319代理人杨爱平(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/12(2017.01)G06K9/34(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图3页(54)发明名称基于语义形状的肺组织分割方法、装置、设备及介质(57)摘要本发明提供一种基于语义形状的肺组织分割方法、装置、设备及介质，该方法包括：获取与水平集函数关联的拓扑保持约束项和几何特征约束项，水平集函数基于肺部CT影像的像素点坐标信息生成，且水平集函数在时间维度的各时刻进行更新；针对每个时刻，根据语义形状描绘子、肺部CT影像的像素点灰度值以及当前时刻对应的水平集函数确定语义形状约束项；针对每个时刻，根据拓扑保持约束项、几何特征约束项和语义形状约束项构建能量泛函；确定能量泛函在取得最小值时对应的目标水平集函数，根据目标水平集函数的零水平集曲线确定肺组织轮廓线以进行肺组织分割。本发明可以提高肺组织分割的精准度，且可以减少病变检测区域，准确有效地提取病灶。CN113744193ACN113744193A权利要求书1/2页1.一种基于语义形状的肺组织分割方法，其特征在于，包括：获取与水平集函数关联的拓扑保持约束项和几何特征约束项，所述水平集函数基于肺部CT影像对应的像素点坐标信息生成，且所述水平集函数在时间维度的每个时刻进行更新；针对每个时刻，根据语义形状描绘子、所述肺部CT影像对应的像素点灰度值以及当前时刻对应的水平集函数确定语义形状约束项，所述语义形状描绘子基于正常肺组织形状信息确定；针对每个时刻，根据对应的所述拓扑保持约束项、所述几何特征约束项和所述语义形状约束项，构建能量泛函；确定所述能量泛函在目标时刻取得最小值时对应的目标水平集函数，根据所述目标水平集函数对应的零水平集曲线确定所述肺部CT影像中的肺组织轮廓线；根据所述肺组织轮廓线对所述肺部CT影像中的肺组织进行分割。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个时刻，根据语义形状描绘子、所述肺部CT影像对应的像素点灰度值以及当前时刻对应的水平集函数确定语义形状约束项，包括：针对每个时刻，根据所述肺部CT影像对应的像素点灰度值和当前时刻对应的水平集函数构建归一化灰度检测函数、根据所述语义形状描绘子和当前时刻对应的水平集函数构建第一区域特征函数；针对每个时刻，根据当前时刻对应的所述归一化灰度检测函数和所述第一区域特征函数，确定当前时刻对应的所述语义形状约束项。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述语义形状描绘子和当前时刻对应的水平集函数构建第一区域特征函数，包括：根据所述语义形状描绘子和当前时刻对应的水平集函数确定变换函数，所述变换函数用于确定当前时刻对应的水平集函数基于所述语义形状描绘子得到的语义形状变换信息；将所述变换函数作为自变量构建所述第一区域特征函数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前时刻对应的所述归一化灰度检测函数和所述第一区域特征函数，确定当前时刻对应的所述语义形状约束项，包括：根据当前时刻对应的所述归一化灰度检测函数和所述第一区域特征函数相乘后在空间域的积分确定第一参数项；根据当前时刻对应的所述归一化灰度检测函数和目标函数相乘后在空间域的积分确定第二参数项，所述目标函数为1与所述第一区域特征函数之差；根据第一权重系数与所述第一参数项的乘积和第二权重系数与所述第二参数项的乘积之和，确定当前时刻对应的所述语义形状约束项；其中，所述第一权重系数、所述第二权重系数均大于0。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个时刻，根据对应的所述拓扑保持约束项、所述几何特征约束项和所述语义形状约束项，构建能量泛函，包括：针对每个时刻，根据当前时刻对应的所述拓扑保持约束项、所述几何特征约束项和所述语义形状约束项之和，确定当前时刻对应的所述能量泛函。6.一种基于语义形状的肺组织分割装置，其特征在于，包括：2CN113744193A权利要求书2/2页获取模块，用于获取与水平集函数关联的拓扑保持约束项和几何特征约束项，所述水平集函数基于肺部CT影像对应的像素点坐标信息生成，且所述水平集函数在时间维度的每个时刻进行更新；确定模块，用于针对每个时刻，根据语义形状描绘子、所述肺部CT影像对应的像素点灰度值以及当前时刻对应的水平集函数确定语义形状约束项，所述语义形状描绘子基于正常肺组织形状信息确定；构建模块，用于针