本發(fā)明涉及核磁共振影像下靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部皮下脂肪的定量分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法。

背景技術(shù)：

目前，人們對(duì)肥胖常采用的檢測(cè)手段有：標(biāo)準(zhǔn)體重法、體質(zhì)指數(shù)(BMI)法、腰圍與腰臀比測(cè)定法、皮脂厚度法。但上述檢測(cè)手段未能涉及脂肪的定量分析，只是間接的檢測(cè)手段，存在較大的局限性。雖然，近期也出現(xiàn)有基于核磁共振影像進(jìn)行量化分析的報(bào)道，如“基于磁共振圖像人體腹部脂肪體積的半自動(dòng)量化方法，申請(qǐng)?zhí)枺?01210252777”的專利，公開(kāi)了先對(duì)人體腹部磁共振圖像中肚臍位置進(jìn)行標(biāo)記，獲取肚臍位置標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)；設(shè)定脂肪定量區(qū)域的距離范圍并建立橢圓方程，確定冠狀位上的脂肪定量區(qū)域；對(duì)每一層磁共振圖像的像素信號(hào)進(jìn)行灰度值統(tǒng)計(jì)，建立柱狀圖，設(shè)定分割脂肪的閾值；根據(jù)所述閾值通過(guò)逐行掃描對(duì)腹部脂肪進(jìn)行分割，將每一層圖像的分割的脂肪體積累加，實(shí)現(xiàn)脂肪體積定量。以提高對(duì)脂肪體積定量的精確性，減少主觀性偏差，提高可重復(fù)性。但當(dāng)前公開(kāi)的方法僅適用于人體，而由于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體型小、肌肉緊密等有別于人體的特性，得出的MRI圖像往往相比人體的圖像更模糊，各區(qū)域間區(qū)分不明顯，因此采用現(xiàn)有處理分析技術(shù)方案進(jìn)行定量分析時(shí)，無(wú)法得出準(zhǔn)確的定量結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用仰臥方式，動(dòng)物擺放時(shí)將動(dòng)物的眉心、鼻尖、門牙中縫、乳頭連線中點(diǎn)、肚臍連成一線，利用MRI對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹部掃描獲取T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像；

(2)對(duì)上述獲取的圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)調(diào)節(jié)，圖像直方圖均衡化，圖像濾波調(diào)節(jié)，將像素值拉伸為0～1之間的灰度值；

(3)采用區(qū)域生長(zhǎng)法，手動(dòng)選擇腹部皮下脂肪區(qū)域內(nèi)的生長(zhǎng)初始點(diǎn)，定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T在0.0100～0.0500之間，完成首次圖像分割；

(4)對(duì)經(jīng)步驟(3)完成的首次脂肪分割區(qū)域再次進(jìn)行均值濾波，中值濾波后，圖像區(qū)域模糊化，再一次用區(qū)域生長(zhǎng)法進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)處理；

(5)采用公式S_i＝N_i×P；計(jì)算第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，其中N_i表示該第i層圖像中目標(biāo)區(qū)域所包含的像素?cái)?shù)，P表示每一個(gè)像素所占的面積；

(6)采用公式計(jì)算脂肪量；

其中X＝SD-ST，V表示脂肪體積，n為圖像數(shù)，即圖像層數(shù)，i表示n幅圖中的某幅圖，S_i表示第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，SD表示各層圖像的間距，ST表示影像的層厚。

優(yōu)選的，步驟(2)所述圖像濾波調(diào)節(jié)主要包括中值濾波、高斯濾波、均值濾波調(diào)節(jié)，所述中值濾波選用6*6中值濾波器去噪；所述高斯濾波選用9*9高斯濾波器去噪；所述均值濾波選用9*9均值濾波器去噪。

優(yōu)選的，步驟(6)所述SD和ST，在進(jìn)行步驟(1)的MRI操作時(shí)，設(shè)定為SD＝5.0mm，ST＝6.0mm。

優(yōu)選的，步驟(4)所述二次區(qū)域生長(zhǎng)處理中，生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T取0.0293或0.0400或0.0300。

優(yōu)選的，所述T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像采用Dicom格式。

發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果：

本發(fā)明針對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物解剖特點(diǎn)做了最佳優(yōu)化，在進(jìn)行MRI中，通過(guò)不斷的嘗試試驗(yàn)，確定將靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用仰臥方式，并在動(dòng)物擺放時(shí)將動(dòng)物的眉心、鼻尖、門牙中縫、乳頭連線中點(diǎn)、肚臍連成一線，最終利用MRI對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹部掃描獲取T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像，并通過(guò)長(zhǎng)期探索，在進(jìn)行MRI時(shí)，將SD設(shè)成5.0mm，ST設(shè)成6.0mm，采用該方案能促使靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的MRI圖像更清晰，使各層次區(qū)域區(qū)分更明顯，能顯著提高后期圖像處理和數(shù)據(jù)分析效果；通過(guò)采取對(duì)比度增強(qiáng)調(diào)節(jié)，圖像直方圖均衡化，將中值濾波選用6*6去噪；高斯濾波選用9*9去噪；均值濾波選用9*9去噪。并將像素值拉伸為0～1之間的灰度值，然后采用區(qū)域生長(zhǎng)法，手動(dòng)選擇腹部皮下脂肪區(qū)域內(nèi)的生長(zhǎng)初始點(diǎn)，將定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T調(diào)整在0.0100～0.0500之間，完成首次圖像分割；再對(duì)完成的首次脂肪分割區(qū)域進(jìn)行均值濾波，至此，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域中間的裂痕的基本清除，能較好覆蓋“遺漏”的目標(biāo)，然后進(jìn)行中值濾波，此時(shí)較均值濾波來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)下界較平滑，再將生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T選用0.0293或0.0400或0.0300，進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)處理。最終，實(shí)現(xiàn)了邊界平滑，更接近“實(shí)際目標(biāo)區(qū)域”，保證了數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在首次區(qū)域生長(zhǎng)中區(qū)域生長(zhǎng)初始點(diǎn)選擇時(shí)的示意圖；

圖2為靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在經(jīng)首次區(qū)域生長(zhǎng)后的示意圖；

圖3為靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在經(jīng)首次區(qū)域生長(zhǎng)后再次進(jìn)行均值濾波處理后的示意圖；

圖4為靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在經(jīng)首次區(qū)域生長(zhǎng)后再次進(jìn)行中值濾波處理后的示意圖；

圖5為實(shí)施例1中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后的示意圖；

圖6為實(shí)施例1中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后進(jìn)行區(qū)域單獨(dú)顯示的示意圖；

圖7為實(shí)施例2中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后的示意圖；

圖8為實(shí)施例2中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后進(jìn)行區(qū)域單獨(dú)顯示的示意圖；

圖9為實(shí)施例3中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后的示意圖；

圖10為實(shí)施例3中靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的腹部核磁共振圖像在進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)后進(jìn)行區(qū)域單獨(dú)顯示的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用仰臥方式，動(dòng)物擺放時(shí)將動(dòng)物的眉心、鼻尖、門牙中縫、乳頭連線中點(diǎn)、肚臍連成一線，利用MRI對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹部掃描，經(jīng)設(shè)定得到Dicom格式的T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像；

(2)使用MATLAB軟件對(duì)上述原始圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)調(diào)節(jié)，采用標(biāo)準(zhǔn)化直方圖操作對(duì)圖像直方圖均衡化，并對(duì)中值濾波選用6*6中值濾波器去噪；高斯濾波選用9*9高斯濾波器去噪；所述均值濾波選用9*9均值濾波器去噪圖像濾波調(diào)節(jié)，將像素值拉伸為0～1；

(3)采用區(qū)域生長(zhǎng)法，通過(guò)MATLAB軟件，手動(dòng)選擇區(qū)域生長(zhǎng)初始點(diǎn)，通過(guò)首先設(shè)定一個(gè)和目標(biāo)圖像尺寸相同的種子矩陣，接著利用imshow將圖像顯示出來(lái)，然后利用圖像上菜單欄的tools→Data Cursor，選取目標(biāo)區(qū)域的某一幾點(diǎn)作為種子點(diǎn)，該操作是為了找到種子點(diǎn)的坐標(biāo)值；定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T在0.0100～0.0500之間；完成首次圖像分割，如圖1～2所示；

(4)對(duì)經(jīng)步驟(3)完成的首次脂肪分割區(qū)域再次進(jìn)行均值濾波，中值濾波后，圖像區(qū)域模糊化，得到如圖3～4所示；再一次用區(qū)域生長(zhǎng)法進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)，此時(shí)，定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值為T＝0.0293，得到如圖5所示，為更直觀將多余信息排除如圖6；

(5)采用公式S_i＝N_i×P；計(jì)算第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，其中N_i表示該第i層圖像中目標(biāo)區(qū)域所包含的像素?cái)?shù)，P表示每一個(gè)像素所占的面積，在本實(shí)施例中P＝0.4mm²，而N_i通過(guò)MATLAB軟件內(nèi)的以下程序獲得：N_i＝sum(sum(g_i()＝＝1))；

(6)采用公式計(jì)算脂肪量；

其中X＝SD-ST，；V表示脂肪體積，n為圖像數(shù)，即圖像層數(shù)，i表示n幅圖中的某幅圖，S_i表示第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，SD表示各層圖像的間距，ST表示影像的層厚，在本實(shí)施例中，在進(jìn)行步驟(1)的MRI操作時(shí)，設(shè)定為SD＝5.0mm，ST＝6.0mm，則X＝-1mm，n＝10，則V＝940925mm³。

實(shí)施例2

一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用仰臥方式，動(dòng)物擺放時(shí)將動(dòng)物的眉心、鼻尖、門牙中縫、乳頭連線中點(diǎn)、肚臍連成一線，利用MRI對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹部掃描，經(jīng)設(shè)定得到Dicom格式的T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像；

(2)使用MATLAB軟件對(duì)上述原始圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)調(diào)節(jié)，采用標(biāo)準(zhǔn)化直方圖操作對(duì)圖像直方圖均衡化，并對(duì)中值濾波選用6*6中值濾波器去噪；高斯濾波選用9*9高斯濾波器去噪；所述均值濾波選用9*9均值濾波器去噪圖像濾波調(diào)節(jié)，將像素值拉伸為0～1；

(3)采用區(qū)域生長(zhǎng)法，通過(guò)MATLAB軟件，手動(dòng)選擇區(qū)域生長(zhǎng)初始點(diǎn)，通過(guò)首先設(shè)定一個(gè)和目標(biāo)圖像尺寸相同的種子矩陣，接著利用imshow將圖像顯示出來(lái)，然后利用圖像上菜單欄的tools→Data Cursor，選取目標(biāo)區(qū)域的某一幾點(diǎn)作為種子點(diǎn)，該操作是為了找到種子點(diǎn)的坐標(biāo)值；定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T在0.0100～0.0500之間；完成首次圖像分割，如圖1～2所示；

(4)對(duì)經(jīng)步驟(3)完成的首次脂肪分割區(qū)域再次進(jìn)行均值濾波，中值濾波后，圖像區(qū)域模糊化，得到如圖3～4所示；再一次用區(qū)域生長(zhǎng)法進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)，此時(shí)，定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值為T＝0.0400，得到如圖7所示，為更直觀將多余信息排除如圖8；

(5)采用公式S_i＝N_i×P；計(jì)算第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，其中N_i表示該第i層圖像中目標(biāo)區(qū)域所包含的像素?cái)?shù)，P表示每一個(gè)像素所占的面積，在本實(shí)施例中P＝0.4mm²，而N_i通過(guò)MATLAB軟件內(nèi)的以下程序獲得：N_i＝sum(sum(g_i()＝＝1))；

(6)采用公式計(jì)算脂肪量；

其中X＝SD-ST，；V表示脂肪體積，n為圖像數(shù)，即圖像層數(shù)，i表示n幅圖中的某幅圖，S_i表示第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，SD表示各層圖像的間距，ST表示影像的層厚，在本實(shí)施例中在進(jìn)行步驟(1)的MRI操作時(shí)，設(shè)定為SD＝5.0mm，ST＝6.0mm，則X＝-1mm，n＝10，則V＝940925mm³。

實(shí)施例3

一種適于靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腹部皮下脂肪的定量分析方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物采用仰臥方式，動(dòng)物擺放時(shí)將動(dòng)物的眉心、鼻尖、門牙中縫、乳頭連線中點(diǎn)、肚臍連成一線，利用MRI對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹部掃描，經(jīng)設(shè)定得到Dicom格式的T2相圖像和FS-FSE-T2WI抑脂圖像；

(2)使用MATLAB軟件對(duì)上述原始圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)調(diào)節(jié)，采用標(biāo)準(zhǔn)化直方圖操作對(duì)圖像直方圖均衡化，并對(duì)中值濾波選用6*6中值濾波器去噪；高斯濾波選用9*9高斯濾波器去噪；所述均值濾波選用9*9均值濾波器去噪圖像濾波調(diào)節(jié)，將像素值拉伸為0～1；

(3)采用區(qū)域生長(zhǎng)法，通過(guò)MATLAB軟件，手動(dòng)選擇區(qū)域生長(zhǎng)初始點(diǎn)，通過(guò)首先設(shè)定一個(gè)和目標(biāo)圖像尺寸相同的種子矩陣，接著利用imshow將圖像顯示出來(lái)，然后利用圖像上菜單欄的tools→Data Cursor，選取目標(biāo)區(qū)域的某一幾點(diǎn)作為種子點(diǎn)，該操作是為了找到種子點(diǎn)的坐標(biāo)值；定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值T在0.0100～0.0500之間；完成首次圖像分割，如圖1～2所示；

(4)對(duì)經(jīng)步驟(3)完成的首次脂肪分割區(qū)域再次進(jìn)行均值濾波，中值濾波后，圖像區(qū)域模糊化，得到如圖3～4所示；再一次用區(qū)域生長(zhǎng)法進(jìn)行二次區(qū)域生長(zhǎng)，此時(shí)，定義區(qū)域生長(zhǎng)準(zhǔn)則閾值為T＝0.0300，得到如圖9所示，為更直觀將多余信息排除如圖10；

(5)采用公式S_i＝N_i×P；計(jì)算第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，其中N_i表示該第i層圖像中目標(biāo)區(qū)域所包含的像素?cái)?shù)，P表示每一個(gè)像素所占的面積，在本實(shí)施例中P＝0.4mm²，而N_i通過(guò)MATLAB軟件內(nèi)的以下程序獲得：N_i＝sum(sum(g_i()＝＝1))；

(6)采用公式計(jì)算脂肪量；

其中X＝SD-ST，；V表示脂肪體積，n為圖像數(shù)，即圖像層數(shù)，i表示n幅圖中的某幅圖，S_i表示第i層圖像中，對(duì)應(yīng)腹部皮下脂肪的橫截面積，SD表示各層圖像的間距，ST表示影像的層厚，在本實(shí)施例中在進(jìn)行步驟(1)的MRI操作時(shí)，設(shè)定為SD＝5.0mm，ST＝6.0mm，則X＝-1mm，n＝10，則V＝940925mm³。