[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

本發明提供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，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，提取感興趣區域。在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。圖譜圖像與目標圖像采用基于歸一化互信息的B樣條變換得到右心室粗分割結果，對粗分割結果采用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。本發明具有更高的魯棒性，并能夠提高融合的準確度和精確性，用于精確分割心臟右心室短軸圖像。

技術領域

本發明屬于磁共振圖像處理領域，具體涉及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。

背景技術

心臟磁共振電影短軸成像除了具有無電離輻射損傷、多方位成像、軟組織對比度高等優點外，還能提供時空分辨率高的動態電影圖像。心臟磁共振短軸電影圖像一方面能夠精確的顯示心臟的結構，另一方面能夠用于心臟分割和量化心臟功能參數。

右心室因其心肌壁薄，邊界不清，心肌結構變化大，與周圍組織對比度低等特點，成為心臟分割的一大難點，精確分割右心室更是全球心臟分割領域的一大挑戰。

傳統醫學圖像分割算法對心臟右心室的分割均存在不足：主動輪廓模型收斂條件難以確定、水平集算法的初始輪廓非常敏感。傳統多圖譜算法融合階段多使用加權融合策略或STAPLE融合策略進行處理，在對腦部海馬體或肝臟分割是能獲得較好的結果，但對右心室分割時不能達到良好的效果。

發明內容

為解決右心室分割的技術問題，本發明的目的在于提供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。

本發明是通過以下技術方案實現的：

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，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。

進一步的，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。

進一步的，所述對數似然估計采用公式：

θ＝argmax_θlnf(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。

進一步的，所述最大期望算法迭代求解采用公式：