本技术提供一种基于分层形状先验增强ResUNet模型的医学图像分割方法及装置,涉及医学图像分割技术领域。该方法包括:获取初始3D医学图像;基于预设处理参数,对初始3D医学图像进行数据处理,获得训练3D医学图像;基于ResUnet模型结构构建医学图像分割模型;将训练3D医学图像输入医学图像分割模型进行图像分割预测训练,获得3D分割图像;根据预设标注3D医学图像以及3D分割图像进行损失函数计算,得到模型分割损失;根据模型分割损失,对医学图像分割模型进行参数优化,获得优化图像分割模型;获取待分割3D医学图像;根据待分割3D医学图像,通过优化图像分割模型进行图像分割。本发明是一种基于分层形状先验增强ResUNet模型的准确且高效的3D医学图像分割方法。
背景技术
医学图像是指通过X射线成像、计算机断层成像(Computed Tomography,CT)、计算机断层血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)以及磁共振成像(MagneticResonance Imaging,MRI)等多种成像技术拍摄的反应人体内部结构的图像,为现代医疗提供了重要帮助。
医学图像分割是指根据医学图像中区域间的相似性与相异性,将图像分割成若干区域;也指根据目标器官、组织和细胞的成像亮度不同、提取特定感兴趣区域。分割结果可以应用于临床疾病诊断、医学图像可视化、规划治疗方案以及治疗效果评估等方面。
使用手工标注医学图像进行分割是最传统的方法之一,需要由医学专业人员通过手动绘制或标记分割图像中的不同区域,这需要训练有序的专业人员,在面对高分辨率的诸如多层CT或MAI图像时人力成本较高。当长时间集中精力进行手动操作时,也容易导致标注者疲劳,进而增加出错的可能性。同时,对于结构复杂或者因为低对比度而导致边界不清晰的区域,手工标注可能无法充分捕捉到医学图像中的微小或复杂细节。手工标注的种种局限性促使了使用计算机进行自动化医学图像分割的发展。
最早期的自动化医学图像分割方法包括采用各种算子的边缘检测和阈值分割,以及将机器学习技术与传统图像处理相结合。随后,深度学习技术,特别是卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)被引入并迅速推广。其中,UNet模型及其变种成为主流,而在UNet模型中引入残差连接的ResUNet有效缓解了神经网络训练过程中的梯度消失问题,在一众变种模型中脱颖而出,并在多个分割挑战中取得了优异成绩。然而,ResUNet模型仍存在捕获全局上下文信息方面的固有的局限性,当处理目标结构和周围组织之间对比度低,以及病理组织的形态和位置高度模糊不定时,难以达成令人满意的效果。
在现有技术中,缺乏一种基于分层形状先验增强ResUNet模型的准确且高效的3D医学图像分割方法。
实现思路