[發明專利]一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法

在審

• 申請號: 201810361167.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108564590A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 王麗嘉;蘇新宇;李亞;聶生東;許紅玉;王艷
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 季申清

1.一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，包括以下步驟：

S1、利用磁共振成像系統采集被試人一定數量的心臟原始磁共振圖像，對所述原始磁共振圖像進行預處理，提取感興趣區域；

S2、在所述原始磁共振圖像中選取固定數量的右心室的圖譜圖像加入圖譜集，專家手動分割所述圖譜圖像獲得專家手動分割結果；

S3、將所述圖譜圖像與目標圖像進行配準，所述配準采用基于歸一化互信息的B樣條變換，將變換參數應用于與所述圖譜圖像對應的所述標記圖像上，獲得述配準后的圖譜圖像，得到右心室粗分割結果；

S4、對所述粗分割結果采用COLLATE融合，先對完整數據進行對數似然估計，然后再利用最大期望算法迭代求解直至收斂，并進行修正處理獲得右心室最終分割結果；

S5、重復步驟S1～S4，計算右心室容積和不同生理指標，選取相關參數作為客觀的評價指標對實驗結果進行評價和分析。

2.根據權利要求1所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述提取感興趣區域具體方法為：利用霍夫圓變換確定左心室中心位置，通過左右心室的在短軸圖像上的位置關系確定右心室位置并截取同時包含左右心室的部分圖像作為感興趣區域。

3.根據權利要求1所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述對數似然估計采用公式：

θ＝argmax_θln f(D，T，C|θ)

其中，θ表示所述粗分割結果對應的性能水平估計，f(D，T，C|θ)表示右心室完整數據對應的隨機向量的概率質量分布函數，D是由所述粗分割結果和所述配準后的圖譜圖像的像素構成的矩陣，T表示所述像素的未知的真實分割結果，C表示每個所述像素的一致性或混亂性。

4.根據權利要求3所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述最大期望算法迭代求解采用公式：

Q(θ|θ⁽⁰⁾)≡E[ln f(D，T，C|θ)|D，θ⁽⁰⁾]＝∑_Tf(D，T，C|θ)f(D，T，C|θ⁽⁰⁾)

其中，Q(θ|θ⁽⁰⁾)表示θ＝θ⁽⁰⁾時所述完整數據對數似然函數的條件期望，θ⁽⁰⁾表示所述粗分割結果對應的性能水平估計的初始值。

5.根據權利要求1所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，步驟S4中，所述修正處理方法為：對右心室最頂部易出現分割錯誤的1～2層進行結果修正，中部圖像結果中心坐標在頂層初始分割結果內時，進行形狀約束，有效防止泄露；中部圖像結果中點坐標不在頂層圖像初始分割結果內時，進行手動分割。

6.根據權利要求1所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，步驟S5中，所述生理指標包括舒張末期容積EDV、收縮末期容積ESV、射血分數EF和每搏輸出量SV。

7.根據權利要求1所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述相關參數包括精確度、相關性和一致性。

8.根據權利要求7所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述精確度指標包括豪斯多夫距離HD，采用公式：

HD(A，B)＝max(max_a∈A(min_b∈Bd(a，b))，max_b∈B(min_a∈Ad(a，b)))

其中，A表示所述專家手動分割結果，B表示所述最終分割結果，d(a，b)為歐幾里得距離，其中a是所述圖譜圖像中的點，b是所述目標圖像中的點，HD(A，B)表示所述圖譜圖像和所述目標圖像的最大不對稱差異，用于反映右心室所述最終分割結果與所述專家手動分割結果的距離差異。

9.根據權利要求7所述的一種基于心臟磁共振電影短軸圖像的右心室多圖譜分割方法，其特征在于，所述精確度指標包括矩陣相似度DM，采用公式：

其中，A_a表示所述最終分割結果的體積大小，A_m表示所述專家手動分割結果的體積大小，A_∩＝A_a∩A_m表示重疊區域的體積大小，DM(A_a，A_m)表示所述最終分割結果與所述專家手動分割結果的重合度。