本发明涉及气管镜,具体而言,涉及一种气管镜下切割器和定位系统。
背景技术:
1、气管镜检查是一种广泛应用于呼吸系统疾病诊断的重要医疗手段。传统的气管镜检查主要依赖于医师的经验进行组织采样和异常组织的切除。然而,现有技术在操作过程中常常面临诸多挑战,包括视野不清、定位不准和切除不彻底等问题,导致病灶难以完全去除,增加了患者的再次治疗风险。
2、随着医学影像技术的不断发展,气管镜图像的清晰度和分辨率得到了显著提高,使得医生能够更精准地观察到气道内的异常组织。然而,虽然气管镜提供了实时图像反馈,但在复杂的气道解剖结构下,医师在准确定位和精确切除异常组织方面仍然存在困难。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种气管镜下切割器和定位系统。
2、一种气管镜下切割器和定位系统,包括:
3、医学检查图像获取模块,用于获取气管镜输出的医学检查图像;
4、预处理模块,用于对所述医学检查图像进行预处理得到预处理后的医学检查图像;
5、图像划分模块,用于使用医学检查图像上的不同像素点的像素值作为初始阈值将医学检查图像划分为若干个子区域;
6、像素丰富度计算模块,用于计算每个子区域的像素丰富度;
7、异常组织分割模块,用于根据每个子区域的像素丰富度确定异常组织在医学检查图像中的位置;
8、切割器和定位模块,用于根据异常组织在医学检查图像中的位置控制切割器将患者的异常组织切除。
9、优选的,所述图像划分模块,包括:
10、均值和标准差计算单元,用于计算医学检查图像像素的均值和标准差;
11、分布范围确定单元,用于基于均值和标准差确定医学检查图像像素的正态分布曲线并根据正态分布曲线确定初始阈值的分布范围;
12、子区域划分模块,用于使用初始阈值将医学检查图像划分为若干个子区域;其中,子区域表达式如下:
13、
14、其中,w1表示第1个子区域中的像素值分布,w2表示第2个子区域中的像素值分布,wj表示第j个子区域中的像素值分布,wq+1表示第q+1个子区域中的像素值分布,g(x,y)表示医学检查图像,t1表示第1个初始阈值,t2表示第2个初始阈值,t3表示第3个初始阈值,tj表示第j个初始阈值,tk表示第k个初始阈值,l表示医学检查图像不同像素值的个数。
15、优选的,所述像素丰富度计算模块,包括:
16、采用公式:
17、
18、计算每个子区域的像素丰富度;其中,s1表示第1个子区域中的像素丰富度,s2表示第2个子区域中的像素丰富度,sj表示第j个子区域中的像素丰富度,sq+1表示第q+1个子区域中的像素丰富度,pi表示像素值为i的像素点出现的概率。
19、优选的,所述异常组织分割模块,包括:
20、目标函数构建单元,用于以所有子区域的像素丰富度之和最大为目标构建目标函数;其中,所述目标函数为:
21、
22、其中,si表示第i个子区域中的像素丰富度;
23、求解单元,用于求解目标函数,并将像素丰富度最大的子区域作为异常组织在医学检查图像中的位置。
24、优选的,所述预处理模块,包括:
25、邻域矩阵构建单元,用于以医学检查图像上每个像素点为中心取一个局部窗口,并将该局部窗口下的像素点转换为邻域矩阵;
26、相似度计算单元,用于基于邻域矩阵计算任意两个像素点的相似度;
27、去噪权重确定单元,用于根据相似度计算每个像素点的去噪权重;
28、像素预处理单元,用于利用像素点的去噪权重对医学检查图像的像素点进行去噪预处理得到预处理后的医学检查图像。
29、优选的,所述基于邻域矩阵计算任意两个像素点的相似度,包括:
30、采用公式:
31、
32、计算任意两个像素点的相似度;其中,d(i,j)表示第i个像素点和第j个像素点的相似度,ga表示高斯核矩阵,v(ni)表示第i个像素点的邻域矩阵,v(nj)表示第j个像素点的邻域矩阵。
33、优选的,根据相似度计算每个像素点的去噪权重,包括:
34、采用公式:
35、
36、计算每个像素点的去噪权重;其中,w(i,j)表示去噪权重,z(i)表示归一化系数,i表示医学检查图像上全部像素集合,h表示衰减参数。
37、优选的,利用像素点的去噪权重对医学检查图像的像素点进行去噪预处理得到预处理后的医学检查图像,包括:
38、利用像素点的去噪权重对每一个像素点进行加权求和得到去噪后的像素点;加权求和公式为:
39、
40、其中,表示去噪后的像素点,v(j)表示医学检查图像上第j个像素点;
41、利用去噪后的像素点重新生成预处理后的医学检查图像。
42、本发明提供的一种气管镜下切割器和定位系统的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过对划分后的医学图像进行像素丰富度的计算,能够精准地识别和定位医学检查图像中的异常组织,提高了异常组织切除的准确性,降低了对健康组织的损伤。
43、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,所述图像划分模块,包括:
3.根据权利要求2所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,所述像素丰富度计算模块,包括:
4.根据权利要求3所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,所述异常组织分割模块,包括:
5.根据权利要求4所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,所述预处理模块,包括:
6.根据权利要求5所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,所述基于邻域矩阵计算任意两个像素点的相似度,包括:
7.根据权利要求6所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,根据相似度计算每个像素点的去噪权重,包括:
8.根据权利要求7所述的一种气管镜下切割器和定位系统,其特征在于,利用像素点的去噪权重对医学检查图像的像素点进行去噪预处理得到预处理后的医学检查图像,包括: