[发明专利]基于MRI多模态序列的颈动脉管腔和管壁自动分割方法

摘要

本发明公开了一种基于MRI多模态序列的颈动脉管腔和管壁自动分割方法，包括以下过程：获取三维多模态颈动脉血管图像，包括TOF模态和其他模态；基于TOF模态颈动脉血管图像进行管腔分割，获得在TOF上的三维管腔分割；将TOF上的三维管腔分割作为先验在其他模态颈动脉血管图像上进行管腔和管壁分割，获取在其他模态上的管腔和管壁的分割结果；将其他模态上的管腔和管壁分割结果进行融合，获得最终全局管腔和管壁分割结果。本发明方法的有益效果是实现管腔和管壁的同时自动分割，能综合多模态的结果给出最终优化的管腔管壁分割结果，全程全自动无需人工干预，分割精度高，所需时间较短。

主权项

1.基于MRI多模态序列的颈动脉管腔和管壁自动分割方法，其特征是，包括以下过程：获取三维多模态颈动脉血管图像，包括TOF模态和其他模态；其他模态包括，和模态；基于TOF模态颈动脉血管图像进行管腔分割，获得在TOF上的三维管腔分割；将TOF上的三维管腔分割作为先验在其他模态颈动脉血管图像上进行管腔和管壁分割，获取在其他模态上的管腔和管壁的分割结果；将其他模态上的管腔和管壁分割结果进行融合，获得最终全局管腔和管壁分割结果；基于TOF模态颈动脉血管图像进行管腔分割的过程为：3‑1）获得颈动脉检测范围a）在三维TOF图像上沿第三维切片方向做最大密度投影，并将投影后图像转换为256级灰阶图像，得到最大密度投影图像；b）在最大密度投影图像上，通过阈值法提取包含颈动脉的头骨分割结果；c）将头骨分割结果进行凸包操作；接着，用矩形形状因子做腐蚀处理，得到颈动脉检测范围；3‑2) 在颈动脉主干对应的切片内获得颈动脉主干管腔的分割a）将映射在三维TOF各个二维切片上，对于每一个二维切片，把不属于范围的像素值都设为0，同时将属于的所有像素作为一个子图像做一次缩放处理，得到掩膜下的三维TOF图像；b）在的第一个二维切片内，通过ostu阈值分割方法得到一系列分割结果；i取值范围为1到n，其中n是测量总数；c）测量所有分割结果的面积，周长和重心，并计算其类似圆的程度：将所有分割结果先按照降序排序，再按照降序排序，取前两名对应的分割结果，作为在第一个二维切片内检测到的左右颈动脉主干管腔的分割；3‑3) 基于分割进一步获得在TOF上的三维管腔分割a）将颈动脉检测范围映射在最大密度投影上，把不属于范围的像素值都设为0，通过ostu阈值分割方法得到一系列分割结果，提取中与有重叠的分割结果，以矩形形状因子做膨胀处理，得到，作为后续分割颈动脉管腔和管壁的感兴趣区域；b）遍历中所有切片，对分割区域内对应的图像应用ostu阈值分割方法，得到一系列颈动脉管腔的分割结果，然后将堆叠在一起组成三维分割结果，对组成的三维分割结果进行四邻域连通区域分析，得到的是一系列带有标签的分割结果，将所得标签分割结果中与所得的有交集的标签分割保留为三维管腔分割结果，记；对分割区域进行同样的操作，得到，最终得到，其中下标1和2分别代表分割的左右颈动脉；3‑4）对三维管腔分割结果进行后续处理操作a）删除中一些碎片分割；b）对所得分割结果进行补洞处理；c）对上一步b）所得分割结果进行血管分支选择处理，设最多血管分支数量为2，遍历所有切片，对于当前切片，凡血管分支大于2的，取面积最大和次大的分支作为有效分割，删除其余血管分支；d）对上一步c）中所得结果进行血管分支检查处理，凡已分裂成2个分支的血管，在后续切片中若又合并成1个主干血管，则多次应用矩形形状因子对其做腐蚀处理，直到其裂变为两个血管分支，记所得结果为基于TOF模态所得最终颈动脉管腔分割结果。