一种心外膜脂肪组织提取系统技术方案

本发明专利技术涉及一种心外膜脂肪组织提取系统，其包括图像采集单元、数据识别单元、分割提取模型单元、网络服务单元，所述图像采集单元包括CT机、图像处理模块；所述数据识别分类单元包括下位计算机；所述分割提取模型单元包第一上位计算机和第二上位计算机；所述CT机采集胸部扫描图像后，经图像处理模块、下位计算机、第一上位计算机和第二上位计算机输出生成心脏轮廓分割后的组织提取数据。本心外膜脂肪组织提取系统采用目标检测的模型进行心脏空间位置检测，可有效提升的心脏位置查准率和查全率，同时利用心脏内通过脂肪阈值提取的方式获得心外膜脂肪组织数据，提高分割精度来提升心外膜脂肪组织的提取准确度。外膜脂肪组织的提取准确度。外膜脂肪组织的提取准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种心外膜脂肪组织提取系统


[0001]本专利技术涉及医学图像分割技术统领域，具体涉及一种心外膜脂肪组织提取系统。

技术介绍

[0002]心外膜脂肪组织位于心肌和心包之间，包绕并直接接触心脏血管，其能够分泌大量的抗炎及促炎脂肪因子，影响能量糖脂代谢的动态平衡、心脏结构及功能。心外膜脂肪组织体积的过量增长会导致心血管病变，胸部计算机断层扫描心脏外科针对心外膜脂肪组织体积变化判断的重要术前诊断依据，其能够对心外膜脂肪组织进行数据提取进而成像展示。现有胸部计算机断层扫描技术在图像进行分割时，由于模型需要训练集样本量大、样本间心脏区域不稳定，提取过程时间长且占用大量算力投入在心脏轮廓定位，导致上采样层将特征恢复到原像素定位不精确，影响测试集心脏轮廓分割的运算能力，进而影响提取结果的准确性和提取效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：克服了现有心脏轮廓分割模型负样本较多情况下分割能力下降的问题，提供一种心外膜脂肪组织提取系统，其采用目标检测的模型进行心脏空间位置检测，并基于一组胸部断层扫描切片图像进行标注，可有效提升的心脏位置查准率和查全率，同时利用心脏内通过脂肪阈值提取的方式获得心外膜脂肪组织数据，提高分割精度来提升心外膜脂肪组织的提取准确度，另外剔除与心脏特征较为相似的干扰位置也有效的降低了分割噪声。
[0004]本心外膜脂肪组织提取系统包括图像采集单元、数据识别单元、分割提取模型单元、网络服务单元，其中，所述图像采集单元包括CT机、图像处理模块，用于采集胸部断层扫描图像、并对所述集胸部断层扫描图像进行裁切预处理，获得心脏区域断层扫描图像；所述数据识别分类单元包括下位计算机，用于接收图像采集单元发送的心脏区域的断层扫描图像，并采集图像对角位置标签，并对标签进行训练集、测试集划分；所述分割提取模型单元包第一上位计算机和第二上位计算机，分别用于建立并训练空间用于生成心脏空间位置数据的位置轮廓模型和用于根据心脏空间位置数据分割心脏轮廓分割并生成组织提取数据的轮廓分割模型；所述网络服务单元括局域网关和存储矩阵服务器，用于将图像采集单元采集并处理后的脏区域断层扫描图像发送至下位计算机、第一上位计算机，并将第一上位计算机处理的训练集、测试集数据发送至第二上位计算机；所述CT机采集胸部扫描图像后，经图像处理模块、下位计算机、第一上位计算机和第二上位计算机输出生成心脏轮廓分割后的组织提取数据。
[0005]具体到各处理环节的数据通信方式，所述图像处理模块输出端通过存储矩阵服务器和光纤数据线与所述下位计算机输入端有线通信连接，所述下位计算机输出端通过局域网关与所述第一上位计算机和第二上位计算机的输入端无线通信连接，所述述第一上位计算机的输出端通过存储矩阵服务器和光纤数据线与第二上位计算机的输入端有线通信连
接。
[0006]具体到图片采集并进行断层处理后，对图片集进行心脏空间位置输出和心脏轮廓剥离，所述位置轮廓模型为建立、训练的方法为：对胸部计算机断层扫描图像中的心脏进行位置标注，得到心脏区域左上坐标和右下坐标的位置标签，将所得到的图像
‑
心脏位置标签，按照10:1的比例划分为训练集和测试集；使用基于Python语言的Tensorflow框架搭第一功能建模型并设置的超参数，将所述训练集输入所述第一功能建模型进行训练，将所述测试集输入模型，得到心脏的空间位置信息；由于系统通过第一功能模型进行心脏空间位置的检测，心外膜脂肪组织只需在心脏内通过脂肪阈值提取即可获取，具体轮廓分割模型的建立、训练的方法为：将胸部计算机断层扫描图像中包含心脏区域的图像，进行心脏的像素级标注，得到新训练集和测试集；使用基于Python的Tensorflow框架搭建第二功能模型并设置的超参数，将新训练集输入所述第二功能模型得到心脏轮廓分割结果，图像输入第二功能模型进行训练，完成训练后，将所述新测试集输入第二功能模型，得到心脏的像素级分类信息，完成心脏轮廓的分割，将分割得到的心脏轮廓内，利用脂肪阈值对心外膜脂肪组织进行一次提取，对一次提取图像进行二次提取，得到心外膜脂肪组织提取图像。
[0007]为减少减少图像中非心外膜脂肪组织的噪点，所述轮廓分割模型的建立、训练方法中，所述一次提取的阈值为[
‑
190,
‑
30HU]，所述二次提取为对一次提取图像进行卷积核大小为5
×
5的中值滤波操作。
[0008]具体的，所述位置轮廓模型建立、训练的方法为中，所述超参数包括学习率为0.0001、迭代次数为300、优化器为Adam、激活函数为ReLU。
[0009]具体的，所述轮廓分割模型的建立、训练方法中，所述超参数包括学习率为0.0001，迭代次数设置为200、优化器设置为Adam、激活函数设置为ReLU。
[0010]本专利技术一种心外膜脂肪组织提取系统克服了现有心脏轮廓分割模型负样本较多情况下分割能力下降的问题，其采用目标检测的模型进行心脏空间位置检测，并基于一组胸部断层扫描切片图像进行标注，可有效提升的心脏位置查准率和查全率，同时利用心脏内通过脂肪阈值提取的方式获得心外膜脂肪组织数据，提高分割精度来提升心外膜脂肪组织的提取准确度，另外剔除与心脏特征较为相似的干扰位置也有效的降低了分割噪声。
附图说明
[0011]下面结合附图对本专利技术一种心外膜脂肪组织提取系统作进一步说明：
[0012]图1是本心外膜脂肪组织提取系统的逻辑架构线框图；
[0013]图2是本心外膜脂肪组织提取系统所述位置轮廓模型、具体轮廓分割模型的建立、训练的方法的逻辑流程图。
[0014]图中：
[0015]1‑
图像采集单元；11
‑
CT机、12
‑
图像处理模块；
[0016]2‑
数据识别单元；21
‑
下位计算机
[0017]3‑
分割提取模型单元；31
‑
第一上位计算机、32
‑
第二上位计算机；
[0018]4‑
网络服务单元；41
‑
局域网关、42
‑
存储矩阵服务器。
具体实施方式
[0019]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心外膜脂肪组织提取系统，其特征是：包括图像采集单元(1)、数据识别单元(2)、分割提取模型单元(3)、网络服务单元(4)，其中，所述图像采集单元(1)包括CT机(11)、图像处理模块(12)，用于采集胸部断层扫描图像、并对所述集胸部断层扫描图像进行裁切预处理，获得心脏区域断层扫描图像；所述数据识别分类单元(2)包括下位计算机(21)，用于接收图像采集单元(1)发送的心脏区域的断层扫描图像，并采集图像对角位置标签，并对标签进行训练集、测试集划分；所述分割提取模型单元(3)包第一上位计算机(31)和第二上位计算机(32)，分别用于建立并训练空间用于生成心脏空间位置数据的位置轮廓模型和用于根据心脏空间位置数据分割心脏轮廓分割并生成组织提取数据的轮廓分割模型；所述网络服务单元(4)括局域网关(41)和存储矩阵服务器(42)，用于将图像采集单元(1)采集并处理后的脏区域断层扫描图像发送至下位计算机(21)、第一上位计算机(31)，并将第一上位计算机(31)处理的训练集、测试集数据发送至第二上位计算机(32)；所述CT机(11)采集胸部扫描图像后，经图像处理模块(12)、下位计算机(21)、第一上位计算机(31)和第二上位计算机(32)输出生成心脏轮廓分割后的组织提取数据。2.根据权利要求1所述的心外膜脂肪组织提取系统，其特征是：所述图像处理模块(12)输出端通过存储矩阵服务器(42)和光纤数据线与所述下位计算机(21)输入端有线通信连接，所述下位计算机(21)输出端通过局域网关(41)与所述第一上位计算机(31)和第二上位计算机(32)的输入端无线通信连接，所述述第一上位计算机(31)的输出端通过存储矩阵服务器(42)和光纤数据线与第二上位计算机(32)的输入端有线通信连接。3.根据权利要求2所述的心外膜脂肪组织提取系统，其特征是：所述位置轮廓模型为建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍玉峰，姜德田，王艳，朱超奇，
申请(专利权)人：山东大学齐鲁医院青岛，
类型：发明
国别省市：