[发明专利]基于磁共振图像人体腹部脂肪体积的半自动量化方法

说明书

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，具体的是一种基于磁共振图像人体腹部脂肪体积的半自动量化方法。

背景技术

准确定量人体腹部脂肪在医学临床上有着重要的意义。首先，当今急剧上升的肥胖症发病率严重危害着人体健康，腹部脂肪体积定量为过度肥胖症状诊断提供了一个非常重要的依据；此外，腹部外科手术现已十分普及，准确的腹部脂肪体积定量可以给外科医生提供脂肪厚度和皮下组织深度等信息，有助于外科手术更加精准的实施。

磁共振成像具有无损伤、软组织对比度高、图像分辨率高等特点，目前已经广泛应用于临床医学诊断。利用磁共振单激发快速自旋回波序列对人体腹部进行T2加权成像，其中的脂肪组织信号很高，与其它组织形成强烈的对比，另外该图像信噪比高运动伪影少，为观测人体腹部脂肪组织，定量腹部脂肪体积提供了有效的成像技术手段。

传统的对人体腹部脂肪体积定量的方法由临床放射科医师在磁共振图像中找到需要定量脂肪的腹部位置。具体做法是先确定需要做脂肪定量的图像层面，然后手动描绘每一层图像中的脂肪组织，最后累加计算每一层所描绘的脂肪区域的体积，从而达到对腹部脂肪体积定量。

上述现有的手工描绘的方法虽然可以达到对人体腹部脂肪体积定量的目的，但是该方法存在许多不足之处。该方法第一个缺点是耗时长，效率低且劳动强度大，这是因为在对每个个体腹部脂肪体积定量的过程中需要描绘数十层的图像，并累加计算各层的描绘结果。该方法的第二个缺点是无法精确定义所需做脂肪体积定量的腹部的范围，例如临床上通常参考肚脐，以在冠状位上下左右设定距离所得到的椭圆状的作为大致的定量范围。此外，手动描绘还存在主观偏差大，可重复性差等缺点。

发明内容

针对上述现有技术人体腹部脂肪体积定量方法中存在的耗时长、工作量大、精确性受限制、可重复性差等不足之处，本发明提出一种基于磁共振图像人体腹部脂肪体积的半自动量化方法。本发明方法借助可显示磁共振图像的图形界面软件工具，显示人体腹部磁共振T2加权图像，准确高效选取腹部脂肪的定量位置及范围，再使用图像分割算法对所选范围内的腹部脂肪进行分割及其体积计算的半自动化定量。

本发明中采用的图像分割算法是基于阈值分割的算法，判定阈值利用了传统的像素信号柱状图统计的方法。本发明中创新提出了逐行扫描分割以及判定分割终止的具体分割方式。

本发明提出一种基于磁共振图像软件对人体腹部脂肪体积半自动化定量的方法，包括以下步骤：

1）对人体腹部磁共振图像中肚脐位置进行标记，获取肚脐位置标记点的坐标；

2）设定脂肪定量区域的距离范围并建立椭圆方程，确定冠状位上的脂肪定量区域；

3）对每一层磁共振图像的像素信号进行灰度值统计，建立柱状图，设定分割脂肪的阈值；

4）根据所述阈值通过逐行扫描对腹部脂肪进行分割；

5）将每一层图像的分割的脂肪体积累加，实现脂肪体积定量。

其中，所述步骤3）中将所述柱状图中背景像素峰和脂肪像素峰之间距离背景像素峰的0.7位置处的强度值作为分割脂肪的阈值。

所述步骤4）中对分割范围内的每一层图像以从左至右逐行扫描的方式分割脂肪，从检测到第一个高于阈值的像素时分割开始，对右边相邻像素进行阈值判断，如果高于阈值则继续向右进行分割，否则结束该行分割；然后对分割范围内的图像以从右至左逐行扫描的方式分割脂肪，从检测到第一个高于阈值的像素时分割开始，对左边相邻像素进行阈值判断，如果高于阈值则继续向左进行分割，否则结束该行分割。

该方法首先利用图形界面软件工具手动标记腹部磁共振图像中肚脐位置，并自动读取该标记点的成像坐标；手动设定距离范围并通过建立椭圆方程计算出冠状位上的椭圆形定量区域范围；然后通过对每一层图像的像素信号灰度值做统计并建立柱状图，设定分割脂肪的阈值；再通过逐行扫描地方式实现对腹部脂肪自动化分割；最终将每层的分割的体积累加，实现脂肪体积定量。

本发明的优点是：本发明同传统的由临床放射科医师人工手动描绘的方式定量脂肪体积的方法相比，大部分工作都由计算机自动完成，只需要少量手动操作过程，很大程度地降低了劳动强度，大大提高了工作效率。传统医师手动描绘方法对一份数据做脂肪体积定量需要20分钟以上时间，而本方法对一份数据做脂肪体积定量可在半分钟之内完成；此外，与传统方法相比，本方法做脂肪体积定量更精确，主观性偏差小，可重复性好。

附图说明

图1是腹部磁共振图像中肚脐处做标记的示意图。

图2是人体腹部冠状面上的椭圆形定量范围区域的示意图。