磁共振成像用脏器分割装置及其方法、磁共振成像装置与流程

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1.本发明涉及磁共振成像用脏器分割装置及其脏器分割方法、磁共振成像脏器定位装置、磁共振成像脏器扫描roi(region of interest：感兴趣区域)规划装置、磁共振成像脏器渲染装置。

背景技术：

2.磁共振检查是影像学当中检查方法的一种，目前在临床上比较常用。磁共振成像(magnetic resonance imaging：mri)是通过用拉莫尔频率的高频信号进行磁激励，使位于静磁场中的被检体的原子核自旋，并根据伴随该磁激励产生的核磁共振(nmr：nuclear magnetic resonance)信号来重构图像的摄像方法。
3.临床上进行例如腹部(肝胆胰系统)磁共振成像是一系列复杂的腹部多脏器扫描，需要提供肝胆胰等消化系统脏器影像信息，必要时还需注射造影剂进行对比增强扫描。这一系列扫描规划工作需要技师根据个人技能经验进行手动操作，耗时且不能保证扫描位置一致和准确，有时甚至还需要重新扫描。因此，磁共振腹部自动扫描规划具有很大临床价值。
4.现有的磁共振成像扫描自动规划技术中，例如利用结构对称性，可以进行头部、脊柱、膝关节、肩关节的自动规划，但该利用结构对称性的方法，无法适用于非对称性的腹部脏器，因而，无法实现腹部的自动规划。
5.现有技术中，在例如肝脏范围的定位方法，有用肋骨下缘位置替代肝脏下缘的方法，但此方法不能准确表达肝脏下缘位置。
6.此外，在腹部多脏器扫描中，需要参考多个脏器的位置和大小信息进行扫描规划，如为肝脏区域的情况下，肝脏上缘的横膈肌位置，胰腺和胆总管位置等信息。另外，为实现磁共振成像的高效扫描乃至自动扫描，要求腹部扫描规划精准、标准、快速。此外，由于扫描时患者处于磁共振成像扫描设备中，需要扫描时间尽可能的短，因而对扫描规划的时间提出很高要求，要求几秒乃至实时检测和自动规划，进而，要求加快各脏器的位置和大小的分割及定位的速度。
7.但是适用于腹部各脏器的位置和大小的分割及定位的现有技术，在对整个脏器例如全肝脏进行图像分割时，耗时长。因此，目前各脏器位置和大小的分割算法不能满足该要求。

技术实现要素：

8.本发明是为了解决上述问题而做出的，其提供了一种磁共振成像用脏器分割装置及其方法、磁共振成像装置，能够实现脏器的快速分割，能够充分利用快速分割而提供脏器的完整的位置及大小的信息，能够实现快速的定位；能够不受结构对称性的限制，对非对称性结构进行检测、分割及定位；能够提供三维空间的多脏器的位置及大小等特征信息及精准定位；能够实现腹部多脏器的扫描自动规划，实现了腹部扫描的标准化、精准化，操作流
程简单化、时间缩短化，能够实现高效的自动扫描规划、高性能的自动扫描及三维渲染，能够提高磁共振成像装置的性能。
9.本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，包括：
10.定位图像获取部，获取脏器的三维或多层二维的定位图像；
11.粗定位部，基于所述定位图像，粗定位出在层方向上所述脏器所在区段；以及
12.分割部，对所述脏器所在区段中的各所述定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果。
13.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
14.所述粗定位部基于查算法，从根据所述定位图像而获取的多幅横断面二维图像中，选择两幅以上的所述横断面二维图像，对所选择的所述横断面二维图像进行图像分割处理，确定与所述脏器在所述层方向上的端部对应的所述横断面二维图像，粗定位出在所述层方向上所述脏器所在区段。
15.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
16.所述粗定位部以等间隔选择方式、随机选择方式、或基于所述脏器的分布的选择方式，选择两幅以上的所述横断面二维图像。
17.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
18.还具备优化部，该优化部基于所述脏器的分割结果，对所述脏器的局部进行优化。
19.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
20.所述优化部基于所述脏器的分割结果，选择局部检测区域，基于所选择的所述局部检测区域进行三维曲面检测或二维边缘检测，计算所述脏器的局部的顶点位置，而进行优化。
21.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
22.所述脏器的局部是界定了所述脏器的位置范围的6个端部中的任一端部。
23.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
24.所述层方向是头脚方向、前后方向或左右方向中的任一方向。
25.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
26.所述脏器的分割结果是表示脏器的轮廓、大小及位置的数据。
27.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
28.所述查算法是顺序查、二分查、树结构查、哈希查中的任一种。
29.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
30.所述图像分割处理应用图像分割算法或深度学习。
31.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，其中，
32.还具备体部轮廓检测部，基于根据所述定位图像而获取的多幅横断面二维图像，检测所述横断面二维图像中的体表范围。
33.所述优化部，基于所述体表范围和所述脏器的分割结果，对所述脏器的局部进行优化。
34.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置，
35.所述脏器是肝脏、肾脏、胰脏、脾脏、心脏中的任一脏器。
36.另外，本发明提供的磁共振成像用脏器分割装置中的脏器分割方法，包括：
37.定位图像获取步骤，获取脏器的三维或多层二维的定位图像；
38.粗定位步骤，基于所述定位图像，粗定位出在层方向上所述脏器所在区段；
39.分割步骤，对所述脏器所在区段中的各所述定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果。
40.另外，本发明提供的磁共振成像装置，具备：
41.上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置。
42.另外，本发明提供的磁共振成像装置，具备：
43.上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及
44.定位部，基于所述脏器的分割结果，定位所述脏器。
45.另外，本发明提供的磁共振成像装置，具备：
46.上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及
47.扫描roi规划部，基于所述脏器的分割结果，规划扫描roi的位置、方向和fov大小。
48.另外，本发明提供的磁共振成像装置，具备：
49.上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及
50.渲染部，基于所述脏器的分割结果，对所述脏器进行三维形态渲染。
51.技术效果
52.根据本发明的磁共振成像用脏器分割装置及其方法、磁共振成像装置，能够实现脏器的快速分割，能够充分利用快速分割而提供脏器的完整的位置及大小的信息，能够实现快速的定位；能够不受结构对称性的限制，对非对称性结构进行检测、分割及定位；能够提供三维空间的多脏器的位置及大小等特征信息及精准定位；能够实现腹部多脏器的扫描自动规划，实现了腹部扫描的标准化、精准化，操作流程简单化、时间缩短化，能够实现高效的自动扫描规划、高性能的自动扫描及三维渲染，能够提高磁共振成像装置的性能。
附图说明
53.图1是表示本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的结构的一例的示意图。
54.图2是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的一个动作流程图。
55.图3是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的粗定位部选择横断面二维图像的一例的示意图。
56.图4是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的分割部对区段内的横断面二维图像进行图像分割处理的一例的示意图。
57.图5是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的粗定位部选择横断面二维图像的另一例的示意图。
58.图6是表示本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的结构的一例的示意图。
59.图7是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的一个动作流程图。
60.图8是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的优化部进行优化处理的局部特征的一个示意图。
61.图9是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的优化部进行优化处
理的局部特征另一示意图。
62.图10是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的优化部进行优化处理的一个示意图。
63.图11是表示本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的结构的一例的示意图。
64.图12是本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的一个动作流程图。
65.图13是本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的体部轮廓检测部进行检测处理的一个示意图。
66.图14是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例一的一个示意图。
67.图15是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例一的又一个示意图。
68.图16是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例二的一个示意图。
69.图17是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例二的又一个示意图。
70.附图标记说明
71.100、100a、100b：磁共振成像用脏器分割装置；
72.101：定位图像获取部；
73.102：粗定位部；
74.110：分割部；
75.103：优化部；
76.104：体部轮廓检测部。
具体实施方式
77.以下，参照附图，对实施方式的磁共振成像用脏器分割装置的结构和动作流程进行说明。
78.另外，在本说明书及附图中，仅对与本发明的技术思想有关的部件进行说明和表示，而省略了其他部件。
79.另外，在本说明书及附图中，对具有相同或类似功能的部件标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。
80.《第一实施方式》
81.【磁共振成像用脏器分割装置100的结构】
82.图1是表示本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的结构的一例的示意图。
83.另外，本发明中，脏器主要是指腹部的各脏器，可以是肝脏、肾脏、胰脏、脾脏，但不限于此，也可以是心脏等脏器。在本实施方式中，以脏器为肝脏的情况为例进行说明。
84.如图1所示，磁共振成像用脏器分割装置100包括：定位图像获取部101、粗定位部102以及分割部110。
85.定位图像获取部101，获取脏器的三维或多层二维图像作为定位图像。例如可以是，通过扫描来获得一组三维空间内的腹部图像作为定位图像，图像fov(field of view：视场角)内包含脏器(例如肝脏)区域。另外，fov只要包含脏器区域即可，也可以大于脏器区域。另外，该一组三维空间内的腹部图像可以是多层二维图像，也可以是三维容积成像图
像。另外，该一组三维空间内的腹部图像为在层方向上排列的一组图像。该层方向为扫描的各个切片排列的方向。另外，该层方向例如是人体的头脚方向、前后方向或左右方向中的任一方向。
86.粗定位部102，基于定位图像，粗定位出在层方向上脏器所在区段。例如可以是，粗定位部102基于查算法，从根据定位图像而获取的多幅横断面二维图像中，选择两幅以上的横断面二维图像，对所选择的横断面二维图像进行图像分割处理，确定与脏器在层方向上的端部对应的横断面二维图像，粗定位出在层方向上脏器所在区段。
87.这里，在定位图像获取部101通过扫描获取的定位图像为横断面扫描图像的情况下，该定位图像即可作为横断面二维图像。另一方面，在定位图像获取部101通过扫描获取的定位图像不为横断面扫描图像的情况下，根据定位图像进行横断面mpr(多平面重建)来获取多幅横断面二维图像。关于根据定位图像进行横断面mpr(多平面重建)的方法，使用公知的方法即可，这里不予赘述。
88.另外，粗定位部102例如可以以等间隔选择方式、随机选择方式、基于脏器的分布的选择方式或其他查算法，从根据定位图像而获取的多幅横断面二维图像中，选择两幅以上的横断面二维图像。
89.另外，关于查算法，例如可以是顺序查，二分查，树结构查，哈希查等有序无序查算法，也可以根据肝脏位置分布的统计学规律进行查。
90.分割部110，对脏器所在区段中的各定位图像进行图像分割处理，获取脏器的分割结果。这里，图像分割处理应用图像分割算法或深度学习。另外，脏器的分割结果是表示脏器的轮廓、大小及位置的数据。例如可以是，分割部110对层方向上从脏器的一个端部(例如肝脏顶层)到另一个端部(例如肝脏底层)针对每幅横断面二维图像进行图像分割处理，即逐层进行横断面的脏器分割，而获取脏器(例如肝脏)的分割结果。
91.【磁共振成像用脏器分割装置100的动作】
92.下面，参照图2～图5，对磁共振成像用脏器分割装置100的动作进行说明。图2是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的一个动作流程图。图3是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的粗定位部102选择横断面二维图像的一例的示意图。图4是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的分割部103对区段内的横断面二维图像进行图像分割处理的一例的示意图。图5是本发明的第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的粗定位部102选择横断面二维图像的另一例的示意图。
93.如图2所示，磁共振成像用脏器分割装置100开始动作后，在步骤100中，通过定位图像获取部102获取脏器的三维或多层二维的腹部定位图像。这里，例如设为通过定位图像获取部102获取了如图3的左侧和右侧所示那样的在层方向上排列的31层的横断面的二维的腹部的定位图像。图3中的每一层表示如图4左侧上中下这三段所示那样的一幅图像。另外，由于是横断面的二维的腹部的定位图像，因此此时的层方向对应于连接头脚的方向即头脚方向。
94.接着，在步骤200中，粗定位部102基于腹部定位图像，粗定位出在层方向上肝脏所在区段。具体而言，例如设为粗定位部102，第一步是基于步骤100所获取的31层横断面的二维的定位图像，选择作为探针层的横断面的二维的定位图像；第二步是对作为探针层的横
断面的二维的定位图像进行肝脏的图像分割处理；第三步是基于图像分割处理结果，利用查方法进行肝脏区域的快速查，进行肝脏在层方向(这里为头脚方向)上的粗定位，界定在层方向上肝脏的端部所在的层(即，横断面的二维的定位图像)，粗定位出在层方向上脏器所在区段。粗定位部102可以调整探针层的位置并循环执行第一步至第三步，直至界定出在层方向上肝脏的端部(肝顶和肝底)所在的层面为止。
95.这里，探针层是有代表性的层，根据相邻探针层的分割处理结果能够确定脏器(这里为肝脏)的分布情况。例如在层方向上相邻两个探针层中位于层方向一方的探针层的分割处理结果为不包括脏器区域、且位于层方向另一方的探针层的分割处理结果为包括脏器区域的情况下，可以确定脏器在层方向上的一个端部位于这两个探针层之间的某一层，此时将该相邻两个探针层所界定的区段视为出现区段。在层方向上相邻的两个探针层中位于层方向一方的探针层的分割处理结果为包括脏器区域、且位于层方向另一方的探针层的分割处理结果为不包括脏器区域的情况下，可以确定脏器在层方向上的另一个端部位于这两个探针层之间的某一层，此时将该相邻的两个探针层所界定的区段视为消失区段。另外，在层方向上相邻的两个探针层的分割处理结果均为不包括脏器区域的情况下，可以确定脏器不存在于这两个探针层之间的任一层，此时将该相邻的两个探针层所界定的区段视为不存在区段。另外，在层方向上相邻的两个探针层的分割处理结果均为包括脏器区域的情况下，可以确定脏器存在于这两个探针层之间的任一层，此时将该相邻两个探针层所界定的区段视为存在区段。
96.关于探针层的选择，优选的是选自出现区段和消失区段。在出现区段和消失区段中进一步利用查算法搜索，可以确定肝顶层和肝底层。另外，选择的方法多种多样，例如，可以从多幅根据定位图像获取的横断面二维图像中随机选择、等间隔选择、基于脏器的分布选择或基于其他数据查算法来进行选择设置。查算法可以是顺序查、二分查、树结构查、哈希查中的任一种。
97.接着，在步骤300中，根据在步骤200中粗定位出的在层方向上脏器所在区段、即从肝顶层到肝底层的区段，针对该区段逐层(横断面的二维的定位图像)进行肝脏分割，获得分割结果。
98.下面结合图3和图4，对第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100的动作的一个应用例进行说明。在本应用例中，例如设为通过定位图像获取部102获取了在层方向上排列的31层的横断面的二维的腹部的定位图像，此时的层方向对应于头脚方向，目的在于分割出肝脏。另外，图3中的每一层表示如图4左侧一列上中下这三段所示那样的一幅图像。在图3和图4中，虚线层表示被选择为探针层的层，点划线层表示图像分割结果为包括脏器的层。
99.在本应用例中，如图3所示，定位图像获取部102获取了在层方向上排列的31层的横断面的二维的腹部的定位图像，以等间隔选择的方式选择了6个探针层(图3中左侧的虚线层)，对探针层进行分割处理，即对如图4左侧所示那样的横断面的二维图像进行分割处理，对分割出肝脏区域的探针层进行标记，这里标记为点划线层。该分割处理的结果是，6个探针层中有3个探针层的分割结果为包括肝脏区域(图3中右侧的点划线层)。即如图3右侧所示，按层方向的从上到下，依次为出现区段、存在区段、存在区段和消失区段。接着，对出现区段和消失区段进一步设置探针层，利用查算法进行搜索，确定肝顶层(图4中上起第
一个点划线层)和肝底层(图4中下起第一个点划线层)。接着，对由肝顶层和肝底层所确定的区段中的每一个层面进行分割，获取三维空间内肝脏的轮廓、位置、大小等信息(参照图4的中间各图)作为分割结果。
100.这样，根据第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100，定位图像获取部102获取脏器的三维或多层二维的定位图像，粗定位部102基于定位图像，粗定位出在层方向上脏器所在区段，之后，分割部103对脏器所在区段中的各定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果，由此，通过粗定位部102的处理，通过少量的图像分割处理，粗定位出在层方向上脏器所在区段，之后对脏器所在区段内的每幅横断面二维图像进行图像分割处理。从而，能够以少量的运算对脏器进行快速粗定位，能够缩小需要进行图像分割处理的范围，减少分割脏器所需的运算量，提高处理速度，缩短处理时间；另一方面，对脏器所在区段内的每幅横断面二维图像进行图像分割处理来获区脏器分割结果，由此能够提供更完整的脏器的位置、大小等空间信息。即，根据第一实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100，能够快速地提供更完整的脏器的位置、大小等空间信息；能够实现快速的定位；能够不受结构对称性的限制，对非对称性结构进行检测、分割及定位；能够提供三维空间的多脏器的位置及大小等特征信息及精准定位，能够提高磁共振成像装置的性能。
101.另外，图3中示出了以等间隔选择的方式选择探针层进而根据图像分割结果和查算法确定肝脏所在区段的例子，但并不限于此，也可以如图5所示那样，不是等间隔均匀地选择探针层，而是考虑脏器在层方向上的分布，对于脏器端部存在可能性大的区段，选择更多的探针层，对于脏器连续出现的可能性大的区段和脏器并不存在的可能性大的区段，选择更少的探针层。这样，能够以更少量的运算对脏器进行快速粗定位，能够进一步缩小需要进行图像分割处理的范围，进一步减少分割脏器所需的运算量，进一步提高处理速度，进一步缩短处理时间。
102.《第二实施方式》
103.【磁共振成像用脏器分割装置100a的结构】
104.图6是表示本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a的结构的一例的示意图。在本实施方式中，与第一实施方式同样地、以脏器为肝脏的情况为例进行说明。另外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同或类似的部件标记相同的附图标记，并省略其详细的说明，仅对不同之处进行详细说明。
105.如图6所示，磁共振成像用脏器分割装置100包括：定位图像获取部101、粗定位部102、优化部103以及分割部110。
106.关于定位图像获取部101、粗定位部102以及分割部110，与第一实施方式相同，这里不予赘述。
107.优化部103基于脏器的分割结果，对脏器的局部进行优化。这里，所述脏器的局部是界定了所述脏器的位置范围的6个端部中的任一端部。另外，优化部例如可以基于脏器的分割结果，选择局部检测区域，基于所选择的局部检测区域进行三维曲面检测或二维边缘检测，计算所述脏器的局部的顶点位置，而进行优化。这里的顶点，例如可以采用局部检测区域的中心、重心或其他权值计算方法得出的边界点。
108.另外，以肝脏为例，由于肝脏距离横膈膜较近，其会受到横隔膜的运动的影响，因此当需要考虑呼吸对肝顶位置的影响时，对边缘/边界点要求比较高，需要对肝顶区域进行
更为精细的检测，来高精度地确定肝顶区域的顶点的位置。另外，在需要判定肝脏形态学的大小时，例如判定肝脏肥大需要测量肝顶肝底距离，此时还需要对肝底进行更为精细的检测，来高精度地确定肝底区域的顶点的位置。优化部103优选被应用于上述的情况下。
109.【磁共振成像用脏器分割装置100a的动作】
110.下面，参照图7～图10，对磁共振成像用脏器分割装置100a的动作进行说明。图7是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a的一个动作流程图。图8是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a的优化部103进行优化处理的局部特征的一个示意图。图9是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a的优化部103进行优化处理的局部特征的另一示意图。图10是本发明的第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a的优化部103进行优化处理的一个示意图。
111.图7中的步骤100～300与图2中的步骤100～300相同，因此这里省略详细记载。
112.如图7所示，磁共振成像用脏器分割装置100在步骤300中根据在步骤200中粗定位出的在层方向上脏器所在区段、即从肝顶层到肝底层的区段，针对该区段逐层进行肝脏分割而获得分割结果后，不结束处理而进入到步骤s400。
113.在步骤s400中，优化部103基于步骤s300中的肝脏分割结果，对肝脏的局部进行优化。
114.这里，肝脏的局部例如是图8和图9所示的界定了肝脏的位置范围的6个端部即前端部a、后端部p、右端部r、左端部l、顶端部(也称为肝顶边界点)h、底端部(也称为肝底边界点)f中的任一端部。
115.具体而言，优化部103可以首先基于肝脏分割结果，提取肝顶边界点h；之后以h点为参考点，根据患者肝部区域大小和位置、身体轮廓大小和位置，选择肝顶精细检测区作为局部检测区域；接着，在所选择的局部检测区域内，进行三维曲面检测或者二维边缘检测，来重建曲面作为肝顶层面；接着，基于根据临床精度要求而设定的阈值，选择肝顶层面或由相邻几个层面构成的肝顶曲面集合；接着，基于所选择的肝顶曲面或肝顶曲面集合，综合计算肝顶中心位置，而完成优化。这里，计算肝顶中心位置的具体计算方法可以是计算多点的中心、重心或加权平均等的方法。
116.这里以肝顶边界点h为例进行了说明，但对于肝脏的其他端部，优化部103可以应用同样的方法进行优化。
117.这样，根据第二实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100a，除了具备上述第一实施方式的效果以外，由于具备优化部，基于脏器分割结果，对脏器的局部进行更为精细的检测来进行优化，从而能够进一步提供三维空间的脏器的更为精准、精细的位置及大小等特征信息及精准定位，进一步完善了磁共振成像装置的性能。
118.《第三实施方式》
119.【磁共振成像用脏器分割装置100b的结构】
120.图11是表示本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100b的结构的一例的示意图。在本实施方式中，与第一及第二实施方式同样地、以脏器为肝脏的情况为例进行说明。另外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同或类似的部件标记相同的附图标记，并省略其详细的说明，仅对不同之处进行详细说明。
121.如图11所示，磁共振成像用脏器分割装置100包括：定位图像获取部101、粗定位部
102、优化部103、体部轮廓检测部104以及分割部110。
122.关于定位图像获取部101、粗定位部102以及分割部110，与第二实施方式相同，这里不予赘述。
123.体部轮廓检测部104，基于根据定位图像而获取的多幅横断面二维图像，检测横断面二维图像中的体表范围。
124.在本实施方式中，优化部103基于体表范围和所述脏器的分割结果，对脏器的局部进行优化。
125.【磁共振成像用脏器分割装置100b的动作】
126.下面，参照图12～图13，对磁共振成像用脏器分割装置100b的动作进行说明。图12是本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100b的一个动作流程图。图13是本发明的第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100b的体部轮廓检测部104进行检测处理的一个示意图。
127.图12中的步骤100～300与图2中的步骤100～300相同，因此这里省略详细记载。
128.如图12所示，在步骤s500中，体部轮廓检测部104基于根据定位图像而获取的多幅横断面二维图像，检测横断面二维图像中的体表范围。例如，如图13所示，检测出绿框作为横断面二维图像中的体表范围。这里，作为检测横断面二维图像中的体表范围的方法，可以应用公知的边缘检测方法或灰度值分析方法等多种方法实现，这里不予赘述。
129.在步骤400中，优化部103基于步骤s300中的肝脏分割结果以及步骤500中的横断面二维图像中的体表范围，对肝脏的局部进行优化。
130.这样，根据第三实施方式的磁共振成像用脏器分割装置100b，除了具备上述第一实施方式的效果以外，由于具备体部轮廓检测部104，在横断面上检测身体轮廓，可以去除手臂范围，可以迅速高效地定位出身体前后左右(aplr)中心及解剖有效结构的范围，由此能够去除对于优化部103而言造成干扰的数据，能够进一步提供三维空间的脏器的更为精准、精细的位置及大小等特征信息及精准定位，进一步完善了磁共振成像装置的性能。
131.以上，以脏器为肝脏的情况为例，对本发明的几个实施方式进行了说明，但不限于此，本发明的技术思想也可以通过其他方式来实现。下面结合实施例一和实施例二进行说明。
132.另外，实施例一和实施例二可以采用第一～第三实施方式中的任一结构并采用相应的动作流程图。以下以采用第一实施方式中的结构并采用相应的动作流程图进行说明。
133.(实施例一)
134.参照图14和图15，对实施例一进行说明。图14是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例一的一个示意图。图15是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例一的又一个示意图。
135.在本实施例一中，如图14所示，通过定位图像获取部102获取脏器的三维或多层二维的腹部定位图像。这里，例如设为通过定位图像获取部102获取了如图14的左侧和右侧所示那样的在层方向上排列的多层的横断面的二维的腹部的定位图像。图14中的每一层表示如图15左侧所示那样的一幅图像。另外，由于是横断面的二维的腹部的定位图像，因此此时的层方向对应于连接头脚的方向即头脚方向。另外，在实施例一中，以肾脏的分割为例进行说明。
136.详细而言，在实施例一中，定位图像获取部102获取了在层方向上排列的多层的横断面的二维的腹部的定位图像后，由于肾脏多分布在腹部数据的下部(例如下起1/2～1/3处)，因此，对于在层方向上排列的多层的横断面的二维的腹部的定位图像中的下起1/2～1/3处，选择较为密集的探针层，对于其他位置选择较为稀疏的探针层(图14中左侧的虚线层)，对探针层进行分割处理，即对如图15左侧所示那样的横断面的二维图像进行分割处理，对分割出肾脏区域的探针层进行标记，这里标记为点划线层。该分割处理的结果是，6个探针层中有3个探针层的分割结果为包括肾脏区域(图14中右侧的点划线层)。即如图14右侧所示，按层方向的从上到下，依次为不存在区段、不存在区段、出现区段、存在区段、存在区段、消失区段和不存在区段。接着，对出现区段和消失区段进一步设置探针层，利用查算法进行搜索，确定肾顶层(图14中上起第一个点划线层)和肾底层(图14中下起第一个点划线层)。接着，对由肾顶层和肾底层所确定的区段中的每一个层面进行分割(参照图15中的点划线层)，获取三维空间内肾脏的轮廓、位置、大小等信息(参照图15中间的图)作为分割结果。
137.这样，根据该实施例一，具备第一实施方式的效果，而且能够根据肾脏位置分布的统计学规律更精准地选择探针层，这样，能够以更少量的运算对脏器进行快速粗定位，能够进一步缩小需要进行图像分割处理的范围，进一步减少分割脏器所需的运算量，进一步提高处理速度，进一步缩短处理时间。
138.(实施例二)
139.参照图16和图17，对实施例二进行说明。图16是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例二的一个示意图。图17是本发明的磁共振成像用脏器分割装置的实施例二的又一个示意图。
140.在本实施例二中，如图15所示，通过定位图像获取部102获取脏器的三维或多层二维的腹部定位图像。这里，例如设为通过定位图像获取部102获取了如图16的左侧和右侧所示那样的在层方向上排列的多层的冠状面的二维的腹部的定位图像。图16中的每一层表示如图17左侧所示那样的一幅图像。另外，由于是冠状面的二维的腹部的定位图像，因此此时的层方向对应于连接身体前后的方向即前后方向。另外，在实施例二中，以肾脏的分割为例进行说明。
141.详细而言，在实施例二中，定位图像获取部102获取了在层方向上排列的多层的冠状面的二维的腹部的定位图像后，由于肾脏多分布在腹部数据的下部(例如下起2/5处)，因此，对于在层方向上排列的多层的冠状面的二维的腹部的定位图像中从后向前的方向上的2/5处，选择较为密集的探针层，对于其他位置选择较为稀疏的探针层(图16中左侧的虚线层)，对探针层进行分割处理，即对如图17左侧所示那样的冠状面的二维图像进行分割处理，对分割出肾脏区域的探针层进行标记，这里标记为点划线层。该分割处理的结果是，5个探针层中有2个探针层的分割结果为包括肾脏区域(图16中右侧的点划线层)。即如图16右侧所示，按层方向的从前到后，依次为不存在区段、出现区段、存在区段、消失区段和不存在区段。接着，对出现区段和消失区段进一步设置探针层，利用查算法进行搜索，确定肾脏前层(图17中左起第一个点划线层)和肾脏后层(图17中右起第一个点划线层)。接着，对由肾脏前层和肾脏后层所确定的区段中的每一个层面进行分割(参照图17中的点划线层)，获取三维空间内肾脏的轮廓、位置、大小等信息(参照图17中间的图)作为分割结果。
142.这样，根据该实施例二，具备第一实施方式和上述实施例一的效果，而且能够利用冠状面的定位来快速地分割并定位肾脏。
143.如上所述，对本发明的技术思想通过磁共振成像用脏器分割装置及其方法来实现的实施方式进行了说明。另外，本发明的技术思想也可以通过磁共振装置来实现。
144.例如，本发明可以提供一种磁共振成像装置，具备：上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置。
145.另外，本发明可以提供一种磁共振成像装置，具备：上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及定位部，基于所述脏器的分割结果，定位所述脏器。根据磁共振成像装置，能够实现快速的定位；能够不受结构对称性的限制，对非对称性结构进行检测、分割及定位；能够提供三维空间的多脏器的位置及大小等特征信息及精准定位，能够提高磁共振成像装置的性能。
146.另外，本发明可以提供一种磁共振成像装置，具备：上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及扫描roi规划部，基于所述脏器的分割结果，规划扫描roi的位置、方向和fov大小。根据磁共振成像装置，能够实现腹部多脏器的扫描自动规划，实现了腹部扫描的标准化、精准化，操作流程简单化、时间缩短化，能够实现高效的自动扫描规划及高性能的自动扫描，能够提高磁共振成像装置的性能。
147.另外，本发明可以提供一种磁共振成像装置，具备：上述任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及渲染部，基于所述脏器的分割结果，对所述脏器进行三维形态渲染。根据磁共振成像装置，能够实现三维渲染，能够提高磁共振成像装置的性能。
148.另外，上述体现了本发明的技术思想的磁共振装置，由于具备磁共振成像用脏器分割装置，还同样具备上述磁共振成像用脏器分割装置的技术效果。
149.以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是例示，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够通过其他的各种方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且，包含在技术方案所记载的发明及其等同的范围中。

技术特征：

1.一种磁共振成像用脏器分割装置，包括：定位图像获取部，获取脏器的三维或多层二维的定位图像；粗定位部，基于所述定位图像，粗定位出在层方向上所述脏器所在区段；以及分割部，对所述脏器所在区段中的各所述定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果。2.如权利要求1所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述粗定位部基于查算法，从根据所述定位图像而获取的多幅横断面二维图像中，选择两幅以上的所述横断面二维图像，对所选择的所述横断面二维图像进行图像分割处理，确定与所述脏器在所述层方向上的端部对应的所述横断面二维图像，粗定位出在所述层方向上所述脏器所在区段。3.如权利要求2所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述粗定位部以等间隔选择方式、随机选择方式、或基于所述脏器的分布的选择方式，选择两幅以上的所述横断面二维图像。4.如权利要求1所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，还具备优化部，该优化部基于所述脏器的分割结果，对所述脏器的局部进行优化。5.如权利要求4所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述优化部基于所述脏器的分割结果，选择局部检测区域，基于所选择的所述局部检测区域进行三维曲面检测或二维边缘检测，计算所述脏器的局部的顶点位置，而进行优化。6.如权利要求4所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述脏器的局部是界定了所述脏器的位置范围的6个端部中的任一端部。7.如权利要求1所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述层方向是头脚方向、前后方向或左右方向中的任一方向。8.如权利要求1所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述脏器的分割结果是表示脏器的轮廓、大小及位置的数据。9.如权利要求3所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述查算法是顺序查、二分查、树结构查、哈希查中的任一种。10.如权利要求1所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，所述图像分割处理应用图像分割算法或深度学习。11.如权利要求4所述的磁共振成像用脏器分割装置，其中，还具备体部轮廓检测部，基于根据所述定位图像而获取的多幅横断面二维图像，检测所述横断面二维图像中的体表范围，所述优化部，基于所述体表范围和所述脏器的分割结果，对所述脏器的局部进行优化。12.如权利要求1至11中任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置，所述脏器是肝脏、肾脏、胰脏、脾脏、心脏中的任一脏器。13.一种磁共振成像用脏器分割装置中的脏器分割方法，包括：定位图像获取步骤，获取脏器的三维或多层二维的定位图像；粗定位步骤，基于所述定位图像，粗定位出在层方向上所述脏器所在区段；分割步骤，对所述脏器所在区段中的各所述定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果。
14.一种磁共振成像装置，具备：权利要求1至12中任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置。15.一种磁共振成像装置，具备：权利要求1至12中任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及定位部，基于所述脏器的分割结果，定位所述脏器。16.一种磁共振成像装置，具备：权利要求1至12中任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及扫描roi规划部，基于所述脏器的分割结果，规划扫描roi的位置、方向和fov大小。17.一种磁共振成像装置，具备：权利要求1至12中任一项所述的磁共振成像用脏器分割装置；以及渲染部，基于所述脏器的分割结果，对所述脏器进行三维形态渲染。

技术总结

本发明提供磁共振成像用脏器分割装置及其方法、磁共振成像装置。磁共振成像用脏器分割装置，包括：定位图像获取部，获取脏器的三维或多层二维的定位图像；粗定位部，基于所述定位图像，粗定位出在层方向上所述脏器所在区段；以及分割部，对所述脏器所在区段中的各所述定位图像进行图像分割处理，获取所述脏器的分割结果。能够实现脏器的快速分割，能够充分利用快速分割而提供脏器的完整的位置及大小的信息；能够不受结构对称性的限制，对非对称性结构进行检测、分割；能够提供三维空间的多脏器的位置及大小等特征信息及精准定位；实现了腹部扫描的标准化、精准化，操作流程简单化、时间缩短化，能够提高磁共振成像装置的性能。能够提高磁共振成像装置的性能。能够提高磁共振成像装置的性能。