基于非零水平集保凸算法的左心室MRI分割

摘要

心脏左心室分割临床应用要求是分割的左心室保持凸形且包含左心室腔、小梁和乳头肌，提出一个包含改进距离正则项和非零水平集保凸项的心脏核磁共振成像分割模型，其利用水平集轮廓的曲率来保持凸性，从而使轮廓最终演化为凸形。使用ACDC MICCAI 2017数据集进行模型评估，该模型在心脏舒张末期和收缩末期阶段的平均Dice系数分别为0.961和0.936,平均豪斯多夫距离分别为4.89和5.79。同时该模型无需对训练数据进行人工标注和学习，分割精度和鲁棒性均可以达到与基于深度学习的左心室分割模型相同的分割性能。

关键词

非零水平集 / 保凸 / 水平集方法 / 左心室分割 / 距离正则化 / 双阱势函数

基金资助

国家自然科学基金资助项目(11901071); 重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2023NSCQ-LZX0054); 重庆市教委自然科学项目(KJQN202000816)