一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110276762A(43)申请公布日2019.09.24(21)申请号201810212608.9(22)申请日2018.03.15(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号(72)发明人吕骏郑亦嘉张珏方竞(74)专利代理机构北京万象新悦知识产权代理有限公司11360代理人张肖琪(51)Int.Cl.G06T7/11(2017.01)G06T7/30(2017.01)A61B5/055(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法(57)摘要本发明的提供一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法。该方法校正的是在自由呼吸下，通过多个b值磁共振弥散加权成像(DWI)序列采集得到的肾脏图像。首先采用U-NET网络将肾脏分割出来，得到肾脏轮廓。然后，通过金字塔卢卡斯金(Lucas-Kanade)算法将高b值的多张图像配准至第一张b值为零的图像上。最终将配准后的图像排列后拟合得到体内不均一运动(IVIM)模型的参数。本系统无需操作者的手动参与，没有剔除任何数据。具有自动化程度高、应用成本低等优点。CN110276762ACN110276762A权利要求书1/1页1.一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)对每个b值对应的扩散加权腹部磁共振图像I0进行脏器区域自动分割得到每个b值对应的图像I1；2)以自动分割后b＝0s/mm2的图像为参考，将其它所有b值对应的图像I1分别进行配准得到呼吸运动校正后的每个b值对应的I2；3)基于所有b值对应的I2，通过体内不均一运动模型IVIM拟合得到矫正后的真性扩散系数分布图，灌注分数分布图和假性扩散系数分布图。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多b值扩散加权腹部磁共振成像时需要选取3-10个不同的b值，且其中需要有b＝0s/mm2。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的区域分割方法为：采用有监督学习得到的U-NET神经网络模型对所有不同b值对应的I0进行腹部脏器区域的自动分割，得到区域分割后的系列图像I1。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的数据配准方法为：以b＝0s/mm2的图像为参考，采用金字塔卢卡斯金(PyramidLucas-Kanade)算法对区域分割后的系列图像I1进行配准，得到运动校正后的系列图像I2。2CN110276762A说明书1/2页一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法技术领域[0001]本发明涉及一种图像处理技术领域，尤其涉及一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法。背景技术[0002]磁共振弥散加权成像(DWI)可以定量反映水分子的扩散运动，已被广泛应用于非侵入性肾功能评价。基于体内不均一运动(IVIM)理论的双指数计算模型，其假设更加接近活体组织中的水分子运动状态，能够反映局部的真性扩散及微循环灌注。在实际成像中，DWI对于分子运动、整体运动和生理运动例如呼吸都非常敏感。其中，呼吸运动引起的肾脏偏移可达5-10mm，这种在不同采集时间点发生的运动位移会在估计功能参数时产生巨大误差。[0003]目前，临床上解决呼吸伪影问题的主要手段是让病人在扫描时憋气。这对老年人及虚弱的病人是极大的挑战。同时，由于临床常用的DWI成像序列为单次激发回波平面成像，为了抑制该采集策略可能引起的磁敏感、化学位移等，需要尽量缩短回波链长度，这就导致临床DWI图像具有较低的分辨率。另一种扫描方案是在使用呼吸门控在自由呼吸下进行采集。然而，门控法仅在特定时间窗口下进行数据采集，导致扫描效率下降。更重要的是，如果病人呼吸模式不规则，或者呼吸带摆放位置不准确，将会得到错误的呼吸信号，导致图像中特定成像部位发生运动位移，带来图像质量下降，影响诊断。[0004]为了解决上述问题，前人提出了一些后处理的配准算法。但是，通常需要人工参与选择肾脏位置或直接对整幅图像进行多b值图像间的配准。因此，浪费人力和时间，并且配准图像准确度低。因此，亟需一种鲁棒性强、配准效果好的全自动的肾脏多b值扩散加权图像运动全校正方法。发明内容[0005]本发明的目的在于针对现有技术的弊端，提出了一种多b值扩散加权腹部磁共振成像的呼吸运动全自动校正方法。[0006]为了实现上述目的，本发明的所述的方法主要包含以下步骤：[0007]1)对每个b值对应的扩散加权腹部磁共振图像I0进行脏器区域自动分割得到对应的图像I1；其中b值需要选取3-10个不同的b值，且其中需要有b＝0s/mm2；而区域分割方法采用有监督学习得到的U-NET神经网络模