之前挑战赛的数据都是以CT图像为主,而医学影像还有其他模态,例如核磁共振成像。今天我将分享如何对多模态MR图像脑肿瘤进行分割处理。为了方便大家学习理解整个分割流程,我将整个流程步骤进行了整理,并给出每个步骤的结果,希望对大家有所帮助。

一、脑肿瘤图像分析与预处理

1)、获取多模态MR图像属性信息。

读取原始图像,显示图像大小,Spacing信息BraTS18的数据都是配准好的,大小都是(240x240x155),Spacing大小都是(1x1x1)的。

(2)、获取Mask图像信息。

读取Mask图像,输出Mask的全部标签值:0是背景,1是坏疽区域,2是浮肿区域,4是增强肿瘤区域。

3)、多模态MR标准化处理。

BraTS18采用了T1,T2,flair,T1ce这四个序列的MR图像,这四个序列是不同模态的图像,因此图像对比度也不一样,所以采用z-score方式来对每个模态图像分别进行标准化,图像减去均值除以标准差。

4)、准备脑肿瘤分割数据。

首先将4个模态序列的MR原始图像进行合并生成4个通道的三维图像,原始图像大小都是(240x240x155x1),合并后大小是(240x240x155x4);

其次对Mask图像进行拆分操作即将每个标签图像作为单独的通道图像,即原始图像大小都是(240x240x155x1),拆分后大小是(240x240x155x3):通道0中非零值是坏疽区域,零是背景区域,通道2中非零值是浮肿区域,零是背景区域,通道3中非零值是增强肿瘤区域,零是背景区域;

最后对图像和Mask进行分块——取Patch操作,生成若干个(128,128,64)大小的图像和Mask,判断并输出非零的Mask和对应的图像。

二、脑肿瘤分割

(1)、搭建VNet3d模型,输入大小是(128x128x64),loss采用的是dice。 


BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛_数据

(2)、脑肿瘤分割输入大小是(128x128x64x4),输出是(128x128x64x4)。训练的损失函数和精度如下图所示。

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛_非零值_02

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛_模态_03(3)、脑肿瘤分割推理过程:首先将原始flair,T1,T2,T1ce图像一起读取进来并进行z-score标准化操作,然后将四个模态图像合并成4通道三维图像(240x240x155x4),输入到网络中去,网络输入大小是(240x240x48x4),在z方向上分块输入并拼接最终得到(240x240x155x3)分割结果。

(4)、进行了结果测试,结果如下所示。


BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛_数据_04

为了大家更好的学习,我把整个项目代码分享到github上:

​https://github.com/junqiangchen/BraTS18-Challege​

数据下载链接:

​https://pan.baidu.com/s/1k0cGpXv215N4ArXEcLvT7Q​

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