： 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。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对初始的核磁共振影像进行预处理， 包括： 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。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括如下步骤S1021至步 骤S1027 : S1021，从所述预处理图像每层图像的像素中随机选取两个像素，分别作为两个簇中每 个簇的中心； 51022, 分别计算剩下的像素到所述两个簇中心的欧几里得距离，并将所述剩下的像素 分配到欧几里得距离较短的簇； 51023, 根据聚类结果，重新计算所述两个簇中每个簇的中心； 51024, 将所述预处理图像每层图像中全部像素按照所述重新计算所得中心重新聚 类； 51025, 重复步骤S1022至S1024,直至聚类结果不再变化； 51026, 将所述两个中心灰度值高的部分确定为腹部脂肪； 51027, 将所述腹部脂肪两个簇中一个簇内所有像素灰度值置" 1"，将所述腹部脂肪两 个簇中另一簇内所有像素灰度值置"〇"，得到所述腹部脂肪的二值模板。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述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，包括如下步骤S1031至步骤S1037 : S1031，通过Canny算子检测所述腹部脂肪的外轮廓； S1032,采用水平扫描线从上到下扫描所述腹部脂肪的二值模板； 51034, 计算每一条扫描线与所述腹部脂肪的交点； 51035, 按照X轴方向上的坐标值从小到大对所述交点进行排序，选取X轴方向上的坐 标值最小的像素的坐标和X轴方向上的坐标值最大的像素的坐标； 51036, 将第一线段和第二线段上的所有像素灰度值置1，得到内脏脂肪的初始分割图 像，所述第一线段为所述X轴方向上的坐标值最小的像素与距离其较近一侧扫描线的边界 点相连构成的线段，所述第二线段为所述X轴方向上的坐标值最大的像素与距离其较近一 侧扫描线的边界点相连构成的线段； 51037, 将所述X轴方向上的坐标值最小的像素和X轴方向上的坐标值最大的像素相连 构成的线段上的所有像素灰度值置1，得到所述皮下脂肪的外轮廓图像。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括： 通过最小化能量函数得到梯度向量流场； 以腹部脂肪边界作为二维连续函数的一个水平集，通过不断地更新所述二维连续函数 以演化隐含在所述二维连续函数中的曲线； 在二维连续函数的水平集为零时得到的图像作为所述内脏脂肪的最终图像。6. -种基于核磁共振影像的腹部脂肪分割装置，其特征在于，所述装置包括： 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； 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； 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； 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； 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。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预处理模块包括： 矫正单元，用于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。8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一分割模块包括： 簇中心确定单元，用于从所述预处理图像每层图像的像素中随机选取两个像素，分别 作为两个簇中每个簇的中心； 分配单元，用于分别计算剩下的像素到所述两个簇中心的欧几里得距离，并将所述剩 下的像素分配到欧几里得距离较短的簇； 中心重计算单元，用于根据聚类结果，重新计算所述两个簇中每个簇的中心； 重聚类单元，用于将所述预处理图像每层图像中全部像素按照所述重新计算所得中心 重新聚类； 分配单元、中心重计算单元和重聚类单元依次重复执行，直至聚类结果不再变化； 腹部脂肪确定单元，用于将所述两个中心灰度值高的部分确定为腹部脂肪； 二值模板确定单元，用于将所述腹部脂肪两个簇中一个簇内所有像素灰度值置" 1"，将 所述腹部脂肪两个簇中另一簇内所有像素灰度值置"〇"，得到所述腹部脂肪的二值模板。9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二分割模块，包括： 检测单元，用于通过Canny算子检测所述腹部脂肪的外轮廓； 扫描单元，用于采用水平扫描线从上到下扫描所述腹部脂肪的二值模板； 交点计算单元，用于计算每一条扫描线与所述腹部脂肪的交点； 选取单元，用于按照X轴方向上的坐标值从小到大对所述交点进行排序，选取X轴方向 上的坐标值最小的像素的坐标和X轴方向上的坐标值最大的像素的坐标； 第一确定单元，用于将第一线段和第二线段上的所有像素灰度值置1，得到内脏脂肪的 初始分割图像，所述第一线段为所述X轴方向上的坐标值最小的像素与距离其较近一侧扫 描线的边界点相连构成的线段，所述第二线段为所述X轴方向上的坐标值最大的像素与距 离其较近一侧扫描线的边界点相连构成的线段； 第二确定单元，用于将所述X轴方向上的坐标值最小的像素和X轴方向上的坐标值最 大的像素相连构成的线段上的所有像素灰度值置1，得到所述皮下脂肪的外轮廓图像。10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述进化模块包括： 梯度向量流场获取单元，用于通过最小化能量函数得到梯度向量流场； 函数更新单元，用于以腹部脂肪边界作为二维连续函数的一个水平集，通过不断地更 新所述二维连续函数以演化隐含在所述二维连续函数中的曲线； 第三确定单元，用于在二维连续函数的水平集为零时得到的图像作为所述内脏脂肪的 最终图像。
【专利摘要】本发明公开了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。所述方法包括：对初始的核磁共振影像进行预处理；分割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；将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；对内脏脂肪的初始分割图像进行水平集进化，得到内脏脂肪的最终图像；将皮下脂肪的外轮廓图像与内脏脂肪的最终图像的乘积与内脏脂肪的最终图像做相减运算，所得结果作为皮下脂肪的最终图像。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。
【IPC分类】G06T7/00, A61B5/055
【公开号】CN105427273
【申请号】CN201410482898
【发明人】王德峰, 石林, 朱昭颖
【申请人】香港中文大学深圳研究院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月19日