一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割 方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代社會中，腹部肥胖已經(jīng)日益成為影響中老年人健康的嚴重問題。腹部肥胖 可分為由皮下脂肪過多引起的肥胖與由內(nèi)臟脂肪過多引起的肥胖。皮下脂肪過多對身體健 康的影響較小，而內(nèi)臟脂肪過多則會引起新陳代謝紊亂、II型糖尿病、高血壓和高血脂等疾 病。因此，有效、客觀地定義腹部脂肪的分布非常重要。
[0003] 許多醫(yī)學成像方法已被應(yīng)用于腹部異常肥胖的檢測中，例如，雙能X射線吸收法、 CT、超聲和核磁共振（MagneticResonance，MR)等。在所有成像模態(tài)中，核磁共振因其非電 離輻射以及對軟組織較高分辨率的特性而被廣泛采用，其中，水脂分離核磁共振序列更可 有效地將脂肪與體液進行區(qū)分，現(xiàn)已成為針對腹部脂肪進行分析的主要成像模態(tài)。
[0004] 針對皮下脂肪的分割，現(xiàn)在有自動、半自動與全自動三種方法。自動的方法主 要是基于二維的核磁共振圖像，其具有準確率高的優(yōu)點，但耗時較長?，F(xiàn)有的軟件包有 NIHImage、SliceOmatic、Analyze、HippoFat與EasyVision，以上軟件包均可實現(xiàn)手動、自 動與全自動的腹部脂肪分割。然而，這些軟件包均基于T1W核磁共振影像，耗時較高且對操 作者的經(jīng)驗依賴性很強。
[0005] 在上述工作的基礎(chǔ)下，現(xiàn)在已有一些方法對腹部脂肪與皮下脂肪的分割進行了嘗 試。例如，通過閾值分割與區(qū)域增長的方法共同實現(xiàn)，或設(shè)定兩個初始邊界實現(xiàn)兩部分脂肪 的分割。然而，這兩種方法人工干預(yù)過強，且分割結(jié)果受到初始參數(shù)設(shè)定的影響。也有從主 動外觀模型的角度進行嘗試，然而，因為每個人的情況都有所差異，因此必須要收集足夠多 的訓(xùn)練集樣本才能保證分割的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實施例提供一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法和裝置，以快速實 現(xiàn)對核磁共振腹部影像中內(nèi)臟脂肪與皮下脂肪的準確分割。
[0007] 本發(fā)明實施例提供一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法，所述方法包括：
[0008] 對初始的核磁共振影像進行預(yù)處理，所述初始的核磁共振影像是包含腹部脂肪和 所述腹部脂肪周圍組織成一體的核磁共振影像；
[0009] 分割所述預(yù)處理圖像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周圍組織部分，得到所述腹部 脂肪的初始圖像；
[0010] 將所述腹部脂肪的初始圖像分割為皮下脂肪的外輪廓圖像和內(nèi)臟脂肪的初始分 割圖像；
[0011] 對所述內(nèi)臟脂肪的初始分割圖像進行水平集進化，得到所述內(nèi)臟脂肪的最終圖 像；
[0012] 將所述皮下脂肪的外輪廓圖像與所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像的乘積與所述內(nèi)臟脂 肪的最終圖像做相減運算，所得結(jié)果作為所述皮下脂肪的最終圖像。
[0013] 本發(fā)明另一實施例提供一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置，所述裝置包 括：
[0014] 預(yù)處理模塊，用于對初始的核磁共振影像進行預(yù)處理，所述初始的核磁共振影像 是包含腹部脂肪和所述腹部脂肪周圍組織成一體的核磁共振影像；
[0015] 第一分割模塊，用于分割所述預(yù)處理圖像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周圍組織 部分，得到所述腹部脂肪的初始圖像；
[0016] 第二分割模塊，用于將所述腹部脂肪的初始圖像分割為皮下脂肪的外輪廓圖像和 內(nèi)臟脂肪的初始分割圖像；
[0017] 進化模塊，用于對所述內(nèi)臟脂肪的初始分割圖像進行水平集進化，得到所述內(nèi)臟 脂肪的最終圖像；
[0018] 運算模塊，用于將所述皮下脂肪的外輪廓圖像與所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像的乘積 與所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像做相減運算，所得結(jié)果作為所述皮下脂肪的最終圖像。
[0019] 從上述本發(fā)明實施例可知，由于初始核磁共振影像的預(yù)處理、預(yù)處理圖像中的腹 部脂肪和所述腹部脂肪周圍組織部分的分割、以及腹部脂肪初始圖像的再分割等，整個處 理過程無需參數(shù)輸入，自動化程度極高，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法可以快速、準 確地對皮下脂肪與內(nèi)臟脂肪進行分割。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實施例的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法的基本流程示意 圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明實施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置邏輯結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明另一實施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置邏輯結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明另一實施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置邏輯結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5是本發(fā)明另一實施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置邏輯結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0025] 圖6是本發(fā)明另一實施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置邏輯結(jié) 構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明實施例提供一種基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法，包括：對初始的 核磁共振影像進行預(yù)處理，所述初始的核磁共振影像是包含腹部脂肪和所述腹部脂肪周圍 組織成一體的核磁共振影像；分割所述預(yù)處理圖像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周圍組織 部分，得到所述腹部脂肪的初始圖像；將所述腹部脂肪的初始圖像分割為皮下脂肪的外輪 廓圖像和內(nèi)臟脂肪的初始分割圖像；對所述內(nèi)臟脂肪的初始分割圖像進行水平集進化，得 到所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像；將所述皮下脂肪的外輪廓圖像與所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像的 乘積與所述內(nèi)臟脂肪的最終圖像做相減運算，所得結(jié)果作為所述皮下脂肪的最終圖像。本 發(fā)明實施例還提供相應(yīng)的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割裝置。以下分別進行詳細說 明。
[0027] 本發(fā)明實施例的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法的基本流程可參考圖1， 主要包括如下步驟S101至步驟S105 :
[0028] S101，對初始的核磁共振影像進行預(yù)處理，所述初始的核磁共振影像是包含腹部 脂肪和所述腹部脂肪周圍組織成一體的核磁共振影像。
[0029] 在本發(fā)明實施例中，對初始的核磁共振影像進行預(yù)處理可以是：通過對所述 初始的核磁共振影像進行偏移場矯正，獲得預(yù)處理圖像。具體地，臨床獲得的核磁共振 (MagneticResonance,MR)影像可等效為未受不均勻場污染的MR影像乘以在空間域緩慢 變化的灰度不均勻場，即灰度不均勻特性可用一個光滑的乘性近似場表示，即為v(x，y)= U(X，y)f(X，y)，其中，（X，y)為像素的位置，v(x，y)為測量得到的圖像灰度，u(x，y)為真實 的圖像灰度，f(x，y)為未知的光滑變化的偏移場。通過對上式進行取對數(shù)、傅里葉變換、乘 以相同的頻域函數(shù)、空間域反變換、兩邊取指數(shù)，得到偏移場的恢復(fù)圖像為：u(x，y) =v(x， y)/f(x，y),此處，v(x，y)為初始的核磁共振影像，u(x，y)為未受不均勻場污染的MR影像， f(x，y)表示空間緩慢變化的灰度不均勻場，可用高斯低通濾波器實現(xiàn)，它抑制了乘性的不 均勻場，得到校正后的MR影像。
[0030] S102,分割經(jīng)過步驟S101預(yù)處理的預(yù)處理圖像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周 圍組織部分，得到腹部脂肪的初始圖像。
[0031] 具體地，在本發(fā)明實施例中，分割經(jīng)過步驟S101預(yù)處理的預(yù)處理圖像中的腹部脂 肪和所述腹部脂肪周圍組織部分，得到腹部脂肪的初始圖像包括如下步驟S1021至步驟 S1