一种胸部CT胶片智能排版方法及系统

技术领域

本发明涉及电子胶片排片打印技术领域，特别是涉及一种胸部CT胶片智能排版方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着医学影像硬件设备的不断提升，CT影像质量越来越高，单患者扫描时间也越来越短，尤其是对于一些大型三甲医院，患者流量较多，排版胶片的效率也变得越来越重要。人工排版胶片效率比较低，医师需要对患者影像数据进行排版，删减多余与诊断无关的影像数据，再进行缩放、移动等一系列的操作，需投入大量的人力进行重复性工作，浪费人力成本，且患者等待胶片的时间长，就医体验差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种胸部CT胶片智能排版方法及系统，实现胸部CT胶片的自动排版及打印，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种胸部CT胶片智能排版方法，包括：

获取胸部CT影像；

对胸部CT影像进行左右肺掩膜的提取，以确定肺部区域范围；

在肺部区域范围中，以z方向掩膜最小边界值为肺尖位置，以z方向掩膜最大边界值为肺底位置，根据肺尖位置、肺底位置以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像确定身体范围；

根据肺尖位置和肺底位置对胸部CT影像进行删减，根据身体范围对胸部CT影像进行裁剪，从而得到排版后的胸部CT影像。

作为可选择的实施方式，肺部区域范围的过程包括：

对胸部CT影像采用训练后的分割模型，得到左肺掩膜和右肺掩膜；

通过在三维方向下对左肺掩膜和右肺掩膜按照八联通方式标记所有连通域，取具有最大连通域的左肺掩膜作为左肺区域，取具有最大连通域的右肺掩膜作为右肺区域，将左肺及右肺的掩膜合并，组成肺部区域掩膜。

作为可选择的实施方式，所述分割模型为10层的残差卷积神经网络，各层特征通道数量分别为[4,8,16,32,64,32,16,8,4,3]，各层含有一个由3个3×3的卷积层组成的残差块，输出为三分类掩膜。

作为可选择的实施方式，取肺尖位置、肺底位置的横断面图像以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像的y方向、x方向的最大最小边界作为身体的上下左右边界，由此构成身体范围。

作为可选择的实施方式，对横断面图像取最大连通域为身体区域。

作为可选择的实施方式，将横断面图像按照HU范围[-550,100]取值，并归一化至0-1，对归一化的横断面图像取核为11的均值滤波，且对滤波后的图像进行二值化处理。

作为可选择的实施方式，根据肺尖位置和肺底位置对胸部CT影像进行删减后，确定删减后的图像数量，并创建x*y个单元格；

设置每个单元格大小、图像基本大小、相机中心点位置和目标位置，将像素值转换成坐标值(x，y，w，h)；

计算坐标中心点位置，设置新的相机中心点位置和目标位置，并通过w、h和单元格大小计算缩放系数；

渲染每个单元格信息，添加四角信息，完成胶片排版。

第二方面，本发明提供一种胸部CT胶片智能排版系统，包括：

获取模块，被配置为获取胸部CT影像；

肺部区域确定模块，被配置为对胸部CT影像进行左右肺掩膜的提取，以确定肺部区域范围；

身体范围确定模块，被配置为在肺部区域范围中，以z方向掩膜最小边界值为肺尖位置，以z方向掩膜最大边界值为肺底位置，根据肺尖位置、肺底位置以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像确定身体范围；

排版模块，被配置为根据肺尖位置和肺底位置对胸部CT影像进行删减，根据身体范围对胸部CT影像进行裁剪，从而得到排版后的胸部CT影像。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出了一种胸部CT胶片智能排版方法及系统，能够实现胸部CT影像的自动排版，医师无需在排版时删减多余图像、调整排版布局以及对图像进行缩放、移动等操作，只需点击打印按钮即可实现患者胶片的快速打印，提升了医生胶片打印的工作效率，具有较高的鲁棒性及泛化性。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的胸部CT胶片智能排版方法流程示意图；

图2为本发明实施例1提供的肺部分割模型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

胶片的快速排版不仅能够为医院节省人力成本，让医生将更多的精力专注于疑难病症的诊断上，而且也能够为患者缩短取胶片的等待时间，提升患者就医满意度。随着人工智能技术的不断成熟与完善，通过人工智能技术智能识别胸部CT部位中的特殊区域，即可实现影像数据的智能排版，例如：胸部数据的排版规则是以肺尖为起始点、肺底为终止点，只需利用人工智能技术识别肺部的起始点与终止点，然后根据剩余图像总张数进行排版，同时对图像进行缩放移动，以达到最好的观察效果，最终进行打印。

如图1所示，本实施例提供一种基于人工智能技术的胸部CT胶片智能排版方法，实现胸部CT胶片的自动排版及打印，提高医生工作效率；包括：

获取胸部CT影像；

对胸部CT影像进行左右肺掩膜的提取，以确定肺部区域范围；

在肺部区域范围中，以z方向掩膜最小边界值为肺尖位置，以z方向掩膜最大边界值为肺底位置，根据肺尖位置、肺底位置以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像确定身体范围；

根据肺尖位置和肺底位置对胸部CT影像进行删减，根据身体范围对胸部CT影像进行裁剪，从而得到排版后的胸部CT影像。

在本实施例中，获取到胸部CT影像后，对胸部CT影像进行拆分序列，提取出胸部序列，包括肺窗和纵膈窗的厚层序列，提取序列中的tag信息及图像数据；其中，tag信息包括PatientName、PatientID、StudyID、SeriesNumber、Stud yInstanceID、SeriesInstanceID、StudyData等患者及序列信息；图像数据为各序列dicom按照人体从上向下的顺序逐层提取横断面图像合并而成的数据。

在本实施例中，对胸部CT影像进行左右肺掩膜的提取，以确定肺部区域范围的过程包括：

(1)将胸部CT影像的图像数据按照HU范围[-1200,600]取值，并归一化至0-1。

(2)提取每层图像，采用已训练好的分割模型，得到非肺部掩膜、左肺掩膜和右肺掩膜；

其中，如图2所示，分割模型为10层的残差卷积神经网络，各层特征通道数量分别为[4,8,16,32,64,32,16,8,4,3]，各层含有一个残差块，由3个3×3的卷积层组成，最后一层为输出层，输出三分类掩膜(mask)，分别为非肺部区域、左肺区域和右肺区域。

(3)归一化的图像输出后，每张图像得到一张mask，将各层按照顺序合并，得到D×H×W大小的掩膜；

其中，D、H、W分别为z方向(Head-Feet)、y方向(Anterior-Posterior)、x方向(Left-Right)的像素数。

(4)通过在三维方向下对左肺掩膜和右肺掩膜按照八联通方式标记所有连通域，取具有最大连通域的左肺掩膜作为左肺区域，取具有最大连通域的右肺掩膜作为右肺区域，将左肺及右肺的掩膜合并，组成肺部区域掩膜。

在本实施例中，身体范围的提取过程包括：

(1)在肺部区域范围中，取z方向掩膜最小边界值作为肺尖位置Z

(2)取肺尖位置、肺底位置的横断面图像以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像的y方向、x方向最大最小边界作为身体的上下左右边界，由此构成身体范围；

具体地，将图像按照HU范围[-550,100]取值，并归一化至0-1，对归一化的图像取核为11的均值滤波，以去掉噪声点，按阈值为0.5对滤波后的图像二值化处理，对二值化图像取最大连通域，该连通域即身体区域，取三个横断面的y方向、x方向最大最小边界作为身体的上下左右边界，此三处边界即身体范围。

在本实施例中，根据肺尖位置Z

具体地，根据Z

设置每个单元格大小、图像基本大小、相机中心点位置和目标位置；

取AI结果中的边界值，把像素值转换成坐标值(x，y，w，h)；

计算坐标中心点位置，设置新的相机中心点位置和目标位置，并通过w、h和单元格大小计算缩放系数；

通过opengl渲染每个单元格信息，添加四角信息，展示界面，后续还可以对每个单元大小、窗值、位置等进行细微调整，完成胶片排版；

打印时，通过opengl把当前调整后的布局渲染并保存成高清bmp图像，然后放入线程进行后台打印。

在本实施例中，服务器端接收到胸部CT影像后，会自动在前端界面进行患者的基本信息展示，初始打印状态为空，点击患者信息会自动打开智能打印系统，加载完影像后自动显示排版效果，医生只需点击打印按钮即可实现该患者的胶片打印，打印成功后，患者列表页中的打印状态自动更新为“已打印”；其中，基本信息主要包括序号、患者编号、患者姓名、检查时间、序列描述、图像数量、打印状态。

实施例2

本实施例提供一种胸部CT胶片智能排版系统，包括：

获取模块，被配置为获取胸部CT影像；

肺部区域确定模块，被配置为对胸部CT影像进行左右肺掩膜的提取，以确定肺部区域范围；

身体范围确定模块，被配置为在肺部区域范围中，以z方向掩膜最小边界值为肺尖位置，以z方向掩膜最大边界值为肺底位置，根据肺尖位置、肺底位置以及肺尖与肺底中间位置的横断面图像确定身体范围；

排版模块，被配置为根据肺尖位置和肺底位置对胸部CT影像进行删减，根据身体范围对胸部CT影像进行裁剪，从而得到排版后的胸部CT影像。

此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中所述的步骤，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。

在更多实施例中，还提供：

一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成实施例1中所述的方法。为了简洁，在此不再赘述。

应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1中所述的方法。

实施例1中的方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。