[发明专利]一种心脏左心室图像分割系统及方法

权利要求书

1.一种心脏左心室图像分割系统，其特征在于，包括：

图像转换单元：在核磁共振图像的左心室上选取种子点，将核磁共振图像的最大灰度值和最小灰度值的平均值作为初始分割阈值，将核磁共振图像分割为前景和背景，将前景的平均灰度值与背景的平均灰度值取平均作为新的分割阈值，若新的分割阈值与前次迭代所得的分割阈值之差小于设定的允许范围，则当前分割阈值即为最终分割阈值，否则继续迭代计算，最终得到二值化图像，再通过欧氏距离变换将二值化图像转化为灰度图像；

左心室轮廓粗提取单元：按灰度递增的次序给灰度图像的像素排序，使用一个FIFO队列按照宽度优先的方式递归地分配给灰度图像中的每一个中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域分别形成新的中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域，并在分配时将第一个区域中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域的像素点都标记为0，后面的中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域的标记依次加1，按标记将灰度图像中的各个相连通区域区分开，通过选取的种子点粗提取出左心室轮廓；

左心室轮廓精提取单元：若粗提取出的左心室轮廓与主动脉轮廓相连，则去除主动脉，修补左心室轮廓，得到心脏左心室图像分割结果；若粗提取出的左心室轮廓与主动脉轮廓不相连，则粗提取出的左心室轮廓即作为左心室轮廓，得到心脏左心室图像分割结果。

2.根据权利要求1所述的心脏左心室图像分割系统，其特征在于，所述左心室轮廓精提取单元，包括：

分析判断单元：计算粗提取出的左心室轮廓质心到各边缘点的距离，找出距离最大值Ma和距离最小值Mi，并根据距离最大值和距离最小值分析和判断左心室是否与主动脉相连：如果Ma<30个像素点单位长度且(Ma-Mi)/Ma>0.55，或者Ma>30个像素点单位长度且(Ma-Mi)/Ma>0.38，则左心室与主动脉相连，需要进行形态学处理，否则粗提取出的左心室轮廓即作为左心室轮廓。

3.根据权利要求2所述的心脏左心室图像分割系统，其特征在于，所述左心室轮廓精提取单元，还包括：

形态学处理单元：找出粗提取出的左心室轮廓中质心到边缘点的所有极小值，若距离最大值Ma的位置在两个相邻的极小值点之间，则以这两个极小值点为分割点作直线将左心室轮廓与主动脉轮廓分隔开，重新确定左心室轮廓的质心，在两个分割点与该质心相连所成角度的中线方向取两个分割点到质心的距离平均值作第三个分割点，以这三个分割点作曲线补全左心室轮廓边缘，得到左心室轮廓。

4.根据权利要求3所述的心脏左心室图像分割系统，其特征在于，所述极小值点Pi满足(Pi-Mi)/(Ma-Mi)<0.3。

5.一种心脏左心室图像分割方法，其特征在于，包括：

图像转换：在核磁共振图像的左心室上选取种子点，将核磁共振图像的最大灰度值和最小灰度值的平均值作为初始分割阈值，将核磁共振图像分割为前景和背景，将前景的平均灰度值与背景的平均灰度值取平均作为新的分割阈值，若新的分割阈值与前次迭代所得的分割阈值之差小于设定的允许范围，则当前分割阈值即为最终分割阈值，否则继续迭代计算，最终得到二值化图像，再通过欧氏距离变换将二值化图像转化为灰度图像；

粗提取左心室轮廓：按灰度递增的次序给灰度图像的像素排序，使用一个FIFO队列按照宽度优先的方式递归地分配给灰度图像中的每一中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域分别形成新的中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域，并在分配时将第一个中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域的像素点都标记为0，后面的中心灰度值最小并向边缘递增的灰度区域的标记依次加1，按标记将灰度图像中的各个相连通区域区分开，通过选取的种子点粗提取出左心室轮廓；

精提取左心室轮廓：若粗提取出的左心室轮廓与主动脉轮廓相连，则去除主动脉，修补左心室轮廓，得到心脏左心室图像分割结果；若粗提取出的左心室轮廓与主动脉轮廓不相连，则粗提取出的左心室轮廓即作为左心室轮廓，得到心脏左心室图像分割结果。