[发明专利]一种采用跨序列核磁共振图像生成改进胶质瘤分割方法

权利要求书

1.一种采用跨序列核磁共振图像生成改进胶质瘤分割方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对胶质瘤核磁共振图像按式(1)进行处理，将胶质瘤核磁共振图像的体素值限制在[0，1]范围内；

式中，x是将胶质瘤核磁共振图像的体素值限制在[0，1]范围内的结果，x_o是胶质瘤核磁共振图像原始体素值，x_mean是胶质瘤核磁共振图像中非0体素区域的均值，σ为胶质瘤核磁共振图像中非0体素区域的标准差；

步骤2：将经过步骤1处理后的胶质瘤核磁共振图像数据进行颅骨去除和图像配准，并将体素大小值重采样到1mm×1mm×1mm；再将处理后的图像随机切割为多个a₁×a₂×a₃的数据块；

步骤3：构建ImgSG模型；

所述ImgSG模型包括编码器模块、分割模块和生成器模块；所述编码器模块由3DResUNet网络的编码器模块将批处理归一化改换为实例构成；所述编码器模块输出的特征分别输入到分割模块和生成器模块；

所述分割模块由3D ResUNet网络的分割模块将批处理归一化改换为实例构成；所述分割模块对从编码器模块输入的特征进行多次上采样，在每次上采样时叠加编码器相同特征通道数层的特征，得到分割结果；

所述生成器模块首先将从编码器模块输入的特征通过变分自编码器进行分布转换，然后通过1×1×1的卷积核和线性插值将特征的通道数目减半且分辨率变为原来的两倍，再将处理结果叠加编码器相同特征通道数层的特征，再经过实例归一化、第一修正线性单元、第一3×3×3的卷积核、实例归一化、第二修正线性单元、第二3×3×3的卷积核进行特征提取；将生成器中的上述过程重复三次，则得到的特征图通道数目减少到32且大小等于输入编码器的图像的大小，最后通过步长为1的第三3×3×3的卷积核得到生成序列；

步骤4：训练ImgSG模型；

胶质瘤核磁共振图像有四个序列，分别为T1、T1ce、Flair和T2；

将经过步骤2处理的T1、T1ce和T2拼接后作为编码器模块的输入数据，用胶质瘤图像金标准作为分割标签，将FIair作为生成标签，对ImgSG模型进行训练，得到第一ImgSG模型；

将经过步骤2处理的T1、T1ce和Flair拼接后作为编码器模块的输入数据，用胶质瘤图像金标准作为分割标签，将T2作为生成标签，对ImgSG模型进行训练，得到第二ImgSG模型；

将经过步骤2处理的T2、T1ce和Flair拼接后作为编码器模块的输入数据，用胶质瘤图像金标准作为分割标签，将T1作为生成标签，对ImgSG模型进行训练，得到第三ImgSG模型；

步骤5：将待测试胶质瘤核磁共振图像的T1、T1ce和T2经过步骤1和步骤2处理后拼接作为第一ImgSG模型的输入数据，第一ImgSG模型的分割模块输出待测试胶质瘤核磁共振图像包含胶质瘤的置信概率，记为第一置信概率；

将待测试胶质瘤核磁共振图像的T1、T1ce和Flair经过步骤1和步骤2处理后拼接作为第二ImgSG模型的输入数据，第二ImgSG模型的分割模块输出待测试胶质瘤核磁共振图像包含胶质瘤的置信概率，记为第二置信概率；

将待测试胶质瘤核磁共振图像的T2、T1ce和Flair经过步骤1和步骤2处理后拼接作为第三ImgSG模型的输入数据，第三ImgSG模型的分割模块输出待测试胶质瘤核磁共振图像包含胶质瘤的置信概率，记为第三置信概率；

步骤6：求取第一置信概率、第二置信概率和第三置信概率三者的均值，若均值大于等于阈值c则待测试胶质瘤核磁共振图像中包含有胶质瘤，均值小于阈值c则待测试胶质瘤核磁共振图像不包含胶质瘤。

2.根据权利要求1所述的一种采用跨序列核磁共振图像生成改进胶质瘤分割方法，其特征在于，所述a₁＝80，a₂＝160，a₃＝160。

3.根据权利要求1所述的一种采用跨序列核磁共振图像生成改进胶质瘤分割方法，其特征在于，所述阈值c＝0.5。