[發(fā)明專利]一種自動提取磁共振圖像胼胝體的方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104083170B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段鵬;鄧曉云
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳安科高技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G06T7/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,楊宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種自動提取磁共振圖像胼胝體的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

磁共振成像技術(shù)（簡稱MRI）是指用相應(yīng)的射頻脈沖對置于靜磁場中的被檢體的氫原子核（質(zhì)子）進行激勵，采集隨之產(chǎn)生的磁共振信號經(jīng)計算機處理重建得到圖像。由于磁共振成像技術(shù)具有無電離輻射傷害、軟組織對比度高、圖像分辨率高、成像參數(shù)與掃描方位選擇靈活、無需造影劑即可顯示血管等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)診斷，其應(yīng)用和發(fā)展前景十分廣闊。

醫(yī)學(xué)圖像分割技術(shù)一直是醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域的一個研究熱點。經(jīng)歷了從人工分割到半自動分割到現(xiàn)在的自動分割的發(fā)展過程。完全的人工分割方法是由專家或醫(yī)務(wù)工作者在原始圖像上直接畫出期望的邊界，這是一個工作量非常大，而且容易讓人厭煩，容易出錯的過程。它的精確度也不容易保證。半自動分割法是憑借醫(yī)生的經(jīng)驗以及對圖像知識的理解，通過一定的人機交互，由計算機完成分割，具有較快的分割速度和比較高的分割精度。與完全人工分割相比，半自動分割方法大大減少了人為因素的影響，而且分割速度快、分割精度高，但是操作者的知識和經(jīng)驗仍然是影響圖像分割質(zhì)量的一個重要因素。而且人機交互的半自動方法費時費力、可重復(fù)性低，這就要求有一種可重復(fù)性好、高效率、高精度的自動的圖像分割方法。有鑒于此，一種可重復(fù)性好、效率高、精度高的自動圖像分割方法已成為當(dāng)前應(yīng)用中的亟需。

腦影像分割即是將腦部影像中的每個像素或體素標(biāo)記為對應(yīng)的腦組織類型，如腦白質(zhì)、腦灰質(zhì)、腦脊液及其他的腦部解剖結(jié)構(gòu)，包括腦室、胼胝體，海馬等。根據(jù)腦影像分割的結(jié)果，可以進行進一步量化的形態(tài)學(xué)分析，顯示正常組織及病變組織結(jié)構(gòu)，監(jiān)控病理解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)的變化過程，?還可以對腦部組織結(jié)構(gòu)在三維空間進行體積和位置標(biāo)定，還可以構(gòu)建解剖學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜和手術(shù)導(dǎo)航等，對于腦中異常組織定位、腦解剖結(jié)構(gòu)分析等具有重要意義和臨床應(yīng)用價值。

胼胝體負責(zé)大腦兩半球之間的神經(jīng)信息傳導(dǎo)，是人腦中最重要的結(jié)構(gòu)之一。在磁共振掃描過程中，由醫(yī)師或技師在矢狀面定位像上將掃描線組放置到合適位置，為保證掃描線組掃描的圖像達到醫(yī)師最佳的診斷效果，需要反復(fù)調(diào)整掃描線的位置和角度，這個調(diào)整過程主要以胼胝體的位置信息為參照。在實際操作中，是靠醫(yī)師或技師主觀判斷確定胼胝體位置后，手動操作將掃描線組調(diào)整到合適的位置和掃描角度。這完全依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗水平，對于經(jīng)驗缺乏的醫(yī)生，容易造成掃描定位不準(zhǔn)確，成像效果不好，同時該工作需要在每次掃描中重復(fù)完成，增加了醫(yī)生的重復(fù)工作量，也導(dǎo)致每個病人的掃描時間的延長，影響掃描效率。所以，現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點是：1、耗時耗力，操作不便，工作效率低；2、掃描效果無法保證，容易由于人為原因?qū)е鲁上裥Ч患选?/p>

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種自動提取磁共振圖像胼胝體的方法及系統(tǒng)，對正中矢狀面（Midsagittal?plane，MSP）T1加權(quán)核磁顱腦圖像中的胼胝體部位進行提取，并根據(jù)提取的胼胝體自動調(diào)整顱腦掃描線位置與角度，以便解決現(xiàn)有的磁共振掃描定位中耗時耗力、效率低下、容易出錯的問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種自動提取磁共振圖像胼胝體的方法，其中，包括：

A、根據(jù)正中矢狀面T1加權(quán)核磁顱腦圖像，確定顱腦輪廓閾值與胼胝體閾值；

B、根據(jù)所述顱腦輪廓閾值與所述胼胝體閾值，對正中矢狀面T1加權(quán)核磁顱腦圖像進行閾值分割，分別得到顱腦輪廓二值圖像與胼胝體二值圖像；

C、對所述顱腦輪廓二值圖像與所述胼胝體二值圖像分別進行邊緣跟蹤，獲取顱腦輪廓位置與胼胝體邊緣族；

D、根據(jù)胼胝體的解剖特性、幾何特性，創(chuàng)建決策樹，運用決策樹對胼胝體邊緣族進行篩選，確定胼胝體區(qū)域；

E、根據(jù)所述胼胝體區(qū)域確定顱腦掃描線組的傾斜角度及中心位置。

所述自動提取磁共振圖像胼胝體的方法，其中，所述步驟A具體包括：

A1、統(tǒng)計正中矢狀面T1加權(quán)核磁顱腦圖像各灰度級的像素數(shù)目，并計算累積直方圖；

A2、計算累計直方圖導(dǎo)數(shù)值，根據(jù)導(dǎo)數(shù)值區(qū)間分類，獲取累計直方圖的轉(zhuǎn)折點；

A3、根據(jù)圖像特性，從轉(zhuǎn)折點中分別獲取顱腦輪廓閾值和胼胝體閾值。

所述自動提取磁共振圖像胼胝體的方法，其中，所述步驟B具體包括：

B1、根據(jù)胼胝體閾值對T1加權(quán)核磁顱腦圖像進行閾值分割，當(dāng)?shù)谝换叶戎荡笥诨虻扔谒鲭蓦阵w閾值則為1，否則為0，根據(jù)所述第一灰度值獲得胼胝體二值圖像；