专利名称：一种全自动分割量化心脏磁共振图像左心室的方法近年来，心脏疾病已成为危害人类身体健康的头号杀手。为了提高生活质量降低心脏病死亡率，现已发展大量技术用于临床前瞻性地诊断和治疗心脏疾病。借助医学影像技术准确评价心脏疾病已成为当今临床诊断心脏疾病、制定治疗方案的常规有效手段。磁共振成像具有无损伤、软组织对比度高、视野广阔、可任意断层成像等特点，已广泛应用于临床医学诊断。据研究表明，心脏磁共振成像精度高，可重复性好，在临床上的应用越来越广，已成为估计心脏功能、评价心肌变异、检测心肌疤痕和先天心脏疾病的黄金标准。运用心脏磁共振图像不仅可以观察到心脏的形态结构，还可以估计心脏的功能状态，能够帮助医生对心脏结构和功能做出正确的判断。由于左心室是全身血液循环的泵体，左心室功能指标，例如左心室舒缩容积(包括舒张末期容积和收缩末期容积，是评价心室形态功能的基本指标)、左心室每博输出量 (从左心室泵出经主动脉瓣进入主动脉的血液体积，是反映心脏收缩强度和速度的重要指标)和左心室射血分数(左心室每搏输出量与舒张末期容量比值，是评价心脏泵功能的重要指标之一)，是临床诊断心脏疾病及疗效的重要参考，量化左心室功能指标也就成为临床诊断和治疗心脏病采用的常规手段。分割左心室是量化左心室功能指标的前提。在标准的临床实践中，心室分割都是由有经验的医师手工描绘的。然而，临床图像数据量很大，手动分割一般只对舒张末期和收缩末期的图像，并且在描绘像小梁肌、乳头肌等复杂的心肌结构时存在主观差异。由此可见，手工分割心室十分耗时，工作效率低，劳动强度大，可重复性差。因此，自动高效精确分割量化左心室一直是当前研究的重点和热点。迄今为止，左心室分割算法已经发展得比较成熟。这些算法包括传统的边缘提取、 区域增长，以及一些基于特定理论的方法，如水平集算法、遗传算法等等。然而，这些算法几乎都只在分割被心肌完全包围的左心室时有效，大致还存在如下一些问题不能自动精确有效定位左心室，不能自动识别左心室的底部和顶部，不能自动提取左心室底部血液体积。 也就是说，在分割量化左心室功能参数之前，仍然需要手动定位左心室，手动确定左心室的底部和顶部的位置，手动封闭底部左心室等，同时还需手动校正一些分割效果不好的图像。 此外，虽然临床中已经使用一些商业软件代替传统的纯手动分割，但是由于受到算法的局限，仍然需要大量的手动介入才能完成左心室的功能指标量化。因此，临床上仍急需一种可靠有效的全自动方法来进一步提高心脏功能参数的精确性和可重复性，提高工作效率，减轻工作强度。
本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种自动定位4D心脏磁共振图像左心室、自动识别左心室底部和顶部位置，从而实现全自动分割量化心脏磁共振图像左心室的方法。本发明的实现由以下技术方案完成一种全自动分割量化心脏磁共振图像左心室的方法，其特征在于，该方法的具体实施步骤是(1)对4D心脏磁共振图像进行自动去噪和边缘增强处理；(2)初步确定左心室中心，以该中心为初始种子点实施区域增长技术提出左心室全体素血液区域计算该区域的质心，并将其确定为当前层面左心室中心；实施种子繁殖技术估计剩余层面左心室中心；(3)以步骤O)中确定的左心室中心为起始种子点，对左心室中部层面采用基于迭代下降阈值的区域增长技术自动提出左心室血液区域并计算相应面积；(4)以步骤O)中确定的左心室中心为起始种子点，对左心室中部层面采用基于迭代下降阈值的区域增长技术自动提取每一层图像在所有时相上的血液区域并计算相应面积，根据提取区域面积变化的时空连续性自动定位心脏左心室顶部，并校正估算左心室顶部的面积；(5)根据左心室面积和形状时空连续性定位左心室底部，利用受形状约束的区域增长技术自动分割心脏左心室底部并对分割出的区域进行自动校正；(6)根据左心室的面积计算左心室功能指标包括左心室舒缩容积、每博输出量、 射血分数，并描绘充盈曲线。优选的，所述步骤(1)中对4D心脏磁共振图像的处理采用anisotropic diffusion 方法。优选的，所述步骤O)中在提出左心室全体素血液区域之前，对左心室中部层面舒张末期和收缩末期减影图像进行Hough变换。优选的，所述步骤O)中的种子繁殖技术是以临近以层面的已经确定得左心室中心为当前层面的初始种子点，实施区域增长技术提取全血体素左心室区域，并将该区域重心确定为当前层面的左心室中心。优选的，所述步骤中采用先从左心室中部层面沿着左心室顶部方向进行左心室中心繁殖，以该中心为起始种子点实行基于迭代下降阈值法的区域增长技术来自动提取每一层图像在所有时相上的血液区域。所述阈值续下降阈值可由如下公式得到th = ub/r上述公式中，μ b为血液区域的均值，r是一个变量，初始值是1. 0，以步长0. 05递+曰O优选的，所述步骤中当某一层有部分相位生长区域面积发生跃变，根据时间连续性采用如下公式估计面积本发明公开了一种全自动分割量化心脏磁共振图像左心室的方法，其具体步骤是先对4D心脏磁共振图像进行自动去噪和边缘增强处理；利用霍夫变换自动初步确定左心室中心，以此作为起始种子点实施区域增长技术提出左心室全体素血液区域，以该区域质心为当前层面左心室中心；利用种子繁殖技术找到每一层面中心；以每一层面左心室中心为起始种子点，实施基于迭代下降阈值区域增长技术自动提出每一层面左心室血液区域并计算其面积；然后根据左心室面积时空连续性自动分割左心室顶部并计算其面积；根据左心室面积和形状时空连续性定位左心室底部，并采用受时空连续左心室形状约束的区域增长技术自动分割心脏左心室底部并计算其面积；最后实现左心室图像的整体分割。本发明是一个全自动过程，无需任何手动介入。