[發(fā)明專利]一種脊柱影像分割方法、介質(zhì)及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110431840.3
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113034495B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭國焱;陶蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06N3/08;G06N20/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王國祥

本發(fā)明提供一種脊柱影像分割方法、介質(zhì)及電子設(shè)備。所述脊柱影像分割方法包括：獲取脊柱序列影像；根據(jù)所述脊柱序列影像獲取三維影像體塊；利用一椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)對所述三維影像體塊進(jìn)行處理，以獲取椎骨內(nèi)切球檢測框，所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第一機(jī)器學(xué)習(xí)模型；利用一椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)對所述椎骨內(nèi)切球檢測框和所述脊柱序列影像進(jìn)行處理，以獲取精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)，所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第二機(jī)器學(xué)習(xí)模型；利用一椎骨分割網(wǎng)絡(luò)對所述精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)和所述三維影像體塊進(jìn)行處理，以獲取脊柱掩膜，所述椎骨分割網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第三機(jī)器學(xué)習(xí)模型。所述脊柱分割方法能夠?qū)崿F(xiàn)精確地脊柱定位和分割。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖像處理方法，特別是涉及一種脊柱影像分割方法、介質(zhì)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，脊柱結(jié)構(gòu)的精確識別和分割是對脊柱相關(guān)疾病進(jìn)行定性和定量分析的基礎(chǔ)。通過提取脊柱區(qū)域的影像學(xué)特征，并結(jié)合脊柱的解剖學(xué)先驗(yàn)知識從而實(shí)現(xiàn)脊柱的自動識別和分割，可以在慢病篩查、疾病診斷、手術(shù)規(guī)劃和術(shù)后評估等多個(gè)環(huán)節(jié)為臨床醫(yī)療提供輔助。然而，發(fā)明人在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，脊柱是由大量相似單元構(gòu)成的特殊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，且脊柱影像存在個(gè)體差異較大、攝片參數(shù)不統(tǒng)一等問題，現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確地脊柱定位和分割。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種脊柱影像分割方法、介質(zhì)及電子設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確地脊柱定位和分割的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的第一方面提供一種脊柱影像分割結(jié)果，所述脊柱影像分割方法包括：獲取脊柱序列影像；根據(jù)所述脊柱序列影像獲取三維影像體塊；利用一椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)對所述三維影像體塊進(jìn)行處理，以獲取椎骨內(nèi)切球檢測框，其中，所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第一機(jī)器學(xué)習(xí)模型；利用一椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)對所述椎骨內(nèi)切球檢測框和所述脊柱序列影像進(jìn)行處理，以獲取精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)，其中，所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第二機(jī)器學(xué)習(xí)模型；利用一椎骨分割網(wǎng)絡(luò)對所述精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)和所述三維影像體塊進(jìn)行處理，以獲取脊柱掩膜，其中，所述椎骨分割網(wǎng)絡(luò)為一訓(xùn)練好的第三機(jī)器學(xué)習(xí)模型。

于所述第一方面的一實(shí)施例中，在獲取所述三維影像體塊以前，所述脊柱影像分割方法還包括：對所述脊柱序列影像進(jìn)行預(yù)處理，以獲取空間分辨率和坐標(biāo)系一致的脊柱序列影像。

于所述第一方面的一實(shí)施例中，所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法包括：獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練序列影像、所述訓(xùn)練序列影像中的椎骨類別以及所述訓(xùn)練序列影像中的椎骨中心點(diǎn)位置坐標(biāo)；根據(jù)所述訓(xùn)練序列影像獲取多個(gè)訓(xùn)練三維影像體塊；根據(jù)所述訓(xùn)練序列影像中的椎骨類別和椎骨中心點(diǎn)位置坐標(biāo)，獲取所述訓(xùn)練序列影像的金標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)切球檢測框；利用所述訓(xùn)練三維影像體塊和所述金標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)切球檢測框?qū)λ龅谝粰C(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以獲取所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)。

于所述第一方面的一實(shí)施例中，所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法還包括：對所述訓(xùn)練三維影像體塊進(jìn)行增廣處理。

于所述第一方面的一實(shí)施例中，所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練方法包括：利用所述椎骨中心點(diǎn)定位網(wǎng)絡(luò)對所述訓(xùn)練序列影像進(jìn)行處理，以獲取訓(xùn)練內(nèi)切球檢測框；根據(jù)所述訓(xùn)練內(nèi)切球檢測框獲取訓(xùn)練高斯熱力圖；根據(jù)所述訓(xùn)練高斯熱力圖和所述訓(xùn)練序列影像獲取兩通道體塊訓(xùn)練圖像；根據(jù)所述金標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)切球檢測框的中心點(diǎn)坐標(biāo)和半徑獲取金標(biāo)準(zhǔn)高斯熱力圖；利用所述兩通道體塊訓(xùn)練圖像和所述金標(biāo)準(zhǔn)高斯熱力圖對所述第二機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以獲取所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)。

于所述第一方面的一實(shí)施例中，利用所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)對所述椎骨內(nèi)切球檢測框和脊柱序列影像進(jìn)行處理，以獲取所述精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法包括：根據(jù)所述椎骨內(nèi)切球檢測框生成第一高斯熱力圖；根據(jù)所述第一高斯熱力圖和所述脊柱序列影像獲取一兩通道體塊圖像；利用所述椎骨中心點(diǎn)細(xì)化網(wǎng)絡(luò)對所述兩通道體塊圖像進(jìn)行處理，以獲取第二高斯熱力圖；根據(jù)所述第二高斯熱力圖獲取所述精細(xì)椎骨中心點(diǎn)坐標(biāo)。