一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学图像处理领域，具体涉及一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割 方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在现代社会中，腹部肥胖已经日益成为影响中老年人健康的严重问题。腹部肥胖 可分为由皮下脂肪过多引起的肥胖与由内脏脂肪过多引起的肥胖。皮下脂肪过多对身体健 康的影响较小，而内脏脂肪过多则会引起新陈代谢紊乱、II型糖尿病、高血压和高血脂等疾 病。因此，有效、客观地定义腹部脂肪的分布非常重要。
[0003] 许多医学成像方法已被应用于腹部异常肥胖的检测中，例如，双能X射线吸收法、 CT、超声和核磁共振（MagneticResonance，MR)等。在所有成像模态中，核磁共振因其非电 离辐射以及对软组织较高分辨率的特性而被广泛采用，其中，水脂分离核磁共振序列更可 有效地将脂肪与体液进行区分，现已成为针对腹部脂肪进行分析的主要成像模态。
[0004] 针对皮下脂肪的分割，现在有自动、半自动与全自动三种方法。自动的方法主 要是基于二维的核磁共振图像，其具有准确率高的优点，但耗时较长。现有的软件包有 NIHImage、SliceOmatic、Analyze、HippoFat与EasyVision，以上软件包均可实现手动、自 动与全自动的腹部脂肪分割。然而，这些软件包均基于T1W核磁共振影像，耗时较高且对操 作者的经验依赖性很强。
[0005] 在上述工作的基础下，现在已有一些方法对腹部脂肪与皮下脂肪的分割进行了尝 试。例如，通过阈值分割与区域增长的方法共同实现，或设定两个初始边界实现两部分脂肪 的分割。然而，这两种方法人工干预过强，且分割结果受到初始参数设定的影响。也有从主 动外观模型的角度进行尝试，然而，因为每个人的情况都有所差异，因此必须要收集足够多 的训练集样本才能保证分割的准确性。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法和装置，以快速实 现对核磁共振腹部影像中内脏脂肪与皮下脂肪的准确分割。
[0007] 本发明实施例提供一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法，所述方法包括：
[0008] 对初始的核磁共振影像进行预处理，所述初始的核磁共振影像是包含腹部脂肪和 所述腹部脂肪周围组织成一体的核磁共振影像；
[0009] 分割所述预处理图像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周围组织部分，得到所述腹部 脂肪的初始图像；
[0010] 将所述腹部脂肪的初始图像分割为皮下脂肪的外轮廓图像和内脏脂肪的初始分 割图像；
[0011] 对所述内脏脂肪的初始分割图像进行水平集进化，得到所述内脏脂肪的最终图 像；
[0012] 将所述皮下脂肪的外轮廓图像与所述内脏脂肪的最终图像的乘积与所述内脏脂 肪的最终图像做相减运算，所得结果作为所述皮下脂肪的最终图像。
[0013] 本发明另一实施例提供一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置，所述装置包 括：
[0014] 预处理模块，用于对初始的核磁共振影像进行预处理，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围组织成一体的核磁共振影像；
[0015] 第一分割模块，用于分割所述预处理图像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周围组织 部分，得到所述腹部脂肪的初始图像；
[0016] 第二分割模块，用于将所述腹部脂肪的初始图像分割为皮下脂肪的外轮廓图像和 内脏脂肪的初始分割图像；
[0017] 进化模块，用于对所述内脏脂肪的初始分割图像进行水平集进化，得到所述内脏 脂肪的最终图像；
[0018] 运算模块，用于将所述皮下脂肪的外轮廓图像与所述内脏脂肪的最终图像的乘积 与所述内脏脂肪的最终图像做相减运算，所得结果作为所述皮下脂肪的最终图像。
[0019] 从上述本发明实施例可知，由于初始核磁共振影像的预处理、预处理图像中的腹 部脂肪和所述腹部脂肪周围组织部分的分割、以及腹部脂肪初始图像的再分割等，整个处 理过程无需参数输入，自动化程度极高，与现有技术相比，本发明提供的方法可以快速、准 确地对皮下脂肪与内脏脂肪进行分割。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明实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 图；
[0021] 图2是本发明实施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置逻辑结构示 意图；
[0022] 图3是本发明另一实施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置逻辑结 构示意图；
[0023] 图4是本发明另一实施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置逻辑结 构示意图；
[0024] 图5是本发明另一实施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置逻辑结 构示意图；
[0025] 图6是本发明另一实施例提供的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置逻辑结 构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 本发明实施例提供一种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割方法，包括：对初始的 核磁共振影像进行预处理，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围 组织成一体的核磁共振影像；分割所述预处理图像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周围组织 部分，得到所述腹部脂肪的初始图像；将所述腹部脂肪的初始图像分割为皮下脂肪的外轮 廓图像和内脏脂肪的初始分割图像；对所述内脏脂肪的初始分割图像进行水平集进化，得 到所述内脏脂肪的最终图像；将所述皮下脂肪的外轮廓图像与所述内脏脂肪的最终图像的 乘积与所述内脏脂肪的最终图像做相减运算，所得结果作为所述皮下脂肪的最终图像。本 发明实施例还提供相应的基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置。以下分别进行详细说 明。
[0027] 本发明实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参考图1， 主要包括如下步骤S101至步骤S105 :
[0028] S101，对初始的核磁共振影像进行预处理，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围组织成一体的核磁共振影像。
[0029] 在本发明实施例中，对初始的核磁共振影像进行预处理可以是：通过对所述 初始的核磁共振影像进行偏移场矫正，获得预处理图像。具体地，临床获得的核磁共振 (MagneticResonance,MR)影像可等效为未受不均匀场污染的MR影像乘以在空间域缓慢 变化的灰度不均匀场，即灰度不均匀特性可用一个光滑的乘性近似场表示，即为v(x，y)= U(X，y)f(X，y)，其中，（X，y)为像素的位置，v(x，y)为测量得到的图像灰度，u(x，y)为真实 的图像灰度，f(x，y)为未知的光滑变化的偏移场。通过对上式进行取对数、傅里叶变换、乘 以相同的频域函数、空间域反变换、两边取指数，得到偏移场的恢复图像为：u(x，y) =v(x， y)/f(x，y),此处，v(x，y)为初始的核磁共振影像，u(x，y)为未受不均匀场污染的MR影像， f(x，y)表示空间缓慢变化的灰度不均匀场，可用高斯低通滤波器实现，它抑制了乘性的不 均匀场，得到校正后的MR影像。
[0030] S102,分割经过步骤S101预处理的预处理图像中的腹部脂肪和所述腹部脂肪周 围组织部分，得到腹部脂肪的初始图像。
[0031] 具体地，在本发明实施例中，分割经过步骤S101预处理的预处理图像中的腹部脂 肪和所述腹部脂肪周围组织部分，得到腹部脂肪的初始图像包括如下步骤S1021至步骤 S1