具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

于实施方式与权利要求书中，涉及“连接”的描述，其可泛指一元件透过其他元件而间接耦合至另一元件，或是一元件无须透过其他元件而直接连结至另一元件。

于实施方式与权利要求书中，涉及“连线”的描述，其可泛指一元件透过其他元件而间接与另一元件进行有线与/或无线通讯，或是一元件无须透过其他元件而实体连接至另一元件。

于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或多个。

本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”是用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明，则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰的数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内，较佳地是于百分之十以内，而更佳地则是于百分之五以内。

图1是依照本发明一实施例的一种磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100的方块图。如图1所示，磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100包含记忆体110、处理器120以及显示器130。举例而言，记忆体110可为硬碟、快闪记忆体或其他储存媒介，处理器120可为中央处理器，显示器130可为内建显示器或外接屏幕。

在架构上，磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100通讯耦接于核磁造影机190，记忆体110以及显示器130通讯耦接于处理器120。

于使用时，记忆体110储存至少一指令，处理器120通讯耦接于记忆体。处理器120用以存取并执行至少一指令以：从核磁造影机190接受测者的脑部的不同切面的多个影像；将多个影像中的第一影像与第二影像进行影像遮罩处理；判断第一影像中的小脑影像强度(如：小脑影像平均强度)与大脑影像强度(如：大脑影像平均强度)是否匹配；当小脑影像强度与大脑影像强度不匹配时，调整第一影像中小脑影像强度；将第一影像经由非线性回归以得出第三影像；将第一影像、第二影像与第三影像进行切割后由神经网络辨识出梗塞区域。显示器130显示梗塞区域。

在本发明的一实施例中，第一影像为扩散权重影像(Diffusion-weighted image,DWI)，第二影像为表观扩散系数(Apparent diffusion coefficient,ADC)影像。由于脑梗塞发生后，脑组织能量代谢受到破坏，大量细胞外水进入到细胞内，引起细胞内水分子的增加，细胞外水分子的减少，造成扩散受限，但缺血区域的含水量不会产生变化，仅仅是细胞内外含水量产生了变化，造成扩散受限，所以常规的MRI检查例如T1、T2、FLAIR……等往往无法检测出来，所以磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100选择梗塞最明显的DWI，ADC则藉助去除伪影(Artefacts)。

在本发明的一实施例中，上述多个影像还包含T1加权影像(T1-weightedimage)，本发明采用T1加权影像则是因为大脑的轮廓清晰，用于定位，将大脑置于固定的位置。实务上，伪影与梗塞主要是在DWI直方图上有很大的影像强度重叠，且每位患者的影像强度没有固定的值，形状上也不能很明确地做出区别，因此传统方式才无法直接分离出梗塞与伪影，造成辨识上的难度，所以本发明从影像中的位置来增加神经网络的判断依据。

具体而言，处理器120依据T1加权影像中大脑轮廓，将T1加权影像中的大脑的位置移至影像中央处，进而将T1加权影像二值化，找出T1加权影像的大脑的位置最对称的旋转角度，据以旋转T1加权影像，使T1加权影像定位。

举例而言，处理器120依T1加权影像的直方图的50％做二值化的门槛值，数值大于门槛值为1，数值小于门槛值则为0。实务上，可取整组T1加权影像的最中间一张影像作为定位的依据。在已选择的T1加权影像中，通过膨胀形态学操作填补大脑中的空洞，并利用侵蚀形态学操作还原本大脑的大小与轮廓。例如：选择5*5的大小，作为膨胀的尺寸；选择5*5的大小，作为侵蚀的尺寸。

由于人的大脑是对称的，所以要找出对称的中线，即为最佳旋转。处理器120将T1加权影像旋转-45度至45度与X，Y轴各移位45的体素点，每次旋转或者移位都会将影像分割成两半，彼此相乘后找出相乘的最大值，即是最佳的旋转，然而将整个大脑置于图像的中心。

承上，处理器120采用已定位的T1加权影像当作扩散权重影像与表观扩散系数影像二值化后进行旋转与移位的依据。

举例而言，处理器120依扩散权重影像的直方图的60％做二值化的门槛值，数值大于门槛值为1，数值小于门槛值则为0。实务上，在扩散权重影像中，通过膨胀形态学操作填补大脑中的空洞，并利用侵蚀形态学操作还原本大脑的大小与轮廓。例如：选择11*11的大小，作为膨胀的尺寸；选择11*11的大小，作为侵蚀的尺寸。

处理器120以T1加权影像作为目标，将扩散权重影像旋转-45度至45度与X，Y轴各移位45的体素点，每次旋转与移位都于T1加权影像相乘，找出相乘最大的值，即为扩散权重影像对位完成。

由于表观扩散系数影像是扩散权重影像后制而成，所以处理器120依扩散权重影像所需的旋转角度与位移，表观扩散系数影像也同样旋转与位移。

在本发明的一实施例中，影像遮罩处理是从已对位的扩散权重影像与表观扩散系数影像中滤除非脑组织的部分(如：杂讯、骨头…等)。

关于判断小脑与大脑的影像平均强度，在本发明的一实施例中，处理器120判断小脑(例如：取第九张之前的切片)与大脑(例如：取第九张之后的切片)的影像平均强度，若是小脑的影像平均强度过高，则处理器120将小脑的影像平均强度降低到大脑的影像平均强度。举例而言，大脑脑组织的影像平均强度约1000，梗塞的影像强度约1500-2000，小脑脑组织的影像平均强度约1800，则经由处理器120调整之后，将小脑的影像平均强度降低成1000。

关于非线性回归，在本发明的一实施例中，处理器120利用大脑平均影像强度以及每张切片的平均影像强度找出最佳门槛值的非线性方程式，且避免产生神经网络将影像平均强度过高皆辨识成梗塞的问题。非线性回归利用扩散权重影像制作成第三影像(即，非线性回归影像)，滤除正常脑组织与杂讯。

关于影像切割，输入的第一、第二、第三影像为已影像遮罩处理过的扩散权重影像与表观扩散系数影像以及非线性回归影像，处理器120每次以移动8个体素点取一次图片，图片的大小例如为16*16。处理器120将三种影像以同样位置与大小进行切割，并将所切割出来的影像进行重叠，影像矩阵上方加入当时patch的位置、DWI全脑影像平均强度、DWI单张切片影像平均强度以及第几张切片。

关于神经网络的样本数，举例而言，患者数约有33名，而且每张切片的梗塞大小不同，所以能切割出来的张数也有所不同，由于处理器120将每个影像切割成一个个的小图片，所以当切割完成时，约有1300张左右的梗塞影像；伪影所切割出来的图片，约有1000张；除了梗塞与伪影的部分，其余皆是非梗塞可以切割的部分，所以能切割出来的图片，甚至到达数万张，但当神经网络的个别数据量差太多时，会使神经网络的分类偏向某一个数据量过多的标签，而且非梗塞的图片比梗塞与伪影还要多变化性，所以非梗塞所需的数据，会比梗塞与伪影多得多，约为8000张。处理器120将梗塞与伪影以及非梗塞影像，各取十分之一做为测试数据，并随机打乱顺序，其余作为训练数据，随机打乱其顺序。

关于神经网络架构，举例而言，Max pooling虽然能大幅降低运算速度，但会遗失微小的特征，由于我们切割时所加入的额外信息，所以本实施例不使用Max pooling会使结果更加准确。

举例而言，神经网络可以共有15层，第二层为卷积层，采用4*4的卷积核，并拥有16个随机权重的卷积核，每个卷积核都会对原图片进行卷积，得出16个的特征图，并对其做批次正规化，然而使用ReLU将低于0的数值都去除；第五层为卷积层，采用4*4的卷积核，并拥有32个卷积核，卷积核都会对前层所得的结果进行卷积，得出32个的特征图；第八层为卷积层，采用4*4的卷积核，并拥有64个卷积核，卷积核都会对前层所得的结果进行卷积，得出64个的特征图；第十一层如同上述得出64个更深层的特征图，并利用softmax函数找出每一个标签可能的机率，找出机率最大的为辨识结果。

为了对上述磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100的运作方法做更进一步的阐述，请同时参照图1～图2，图2是依照本发明一实施例的一种磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100的运作方法200的流程图。如图2所示，运作方法200包含步骤S201～S211(应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。

本发明所提出的磁振造影的自动脑部病灶侦测系统100的运作方法200包含以下步骤：从核磁造影机190接受测者的一脑部的不同切面的多个影像(步骤S201～S205)；将多个影像中的第一影像与第二影像进行影像遮罩处理(步骤S206)；判断第一影像中的小脑影像强度与大脑影像强度是否匹配(步骤S207)；当小脑影像强度与大脑影像强度不匹配时，调整第一影像中小脑影像强度(步骤S208)；将第一影像经由非线性回归以得出第三影像(步骤S209)；将第一影像、第二影像与第三影像进行切割后由神经网络辨识出梗塞区域(步骤S210～S211)。

在本发明的一实施例中，第一影像为扩散权重影像，第二影像为表观扩散系数影像。

在本发明的一实施例中，多个影像还包含T1加权影像(步骤S201)，步骤S204还包含：依据T1加权影像中大脑轮廓，将T1加权影像中的大脑的位置移至影像中央处，进而将T1加权影像二值化，找出T1加权影像的大脑的位置最对称的旋转角度，据以旋转T1加权影像，使T1加权影像定位(步骤S204)。

在本发明的一实施例中，步骤S205还包含：采用已定位的T1加权影像当作扩散权重影像与表观扩散系数影像二值化后进行旋转与移位的依据。

在步骤S206中，影像遮罩处理是从已对位的扩散权重影像与表观扩散系数影像中滤除非脑组织的部分。

综上所述，本发明的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过本发明的技术方案，准确的侦测出病灶在磁振造影上的所在位置，在临床上更有效率的帮助医师在磁振造影上的诊断量化。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。