基于磁共振弥散加权图像确定脑缺血特征的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法和装置，以便对急性脑缺血病人是否溶栓提供较为客观的依据。所述方法包括：通过待测病例的磁共振弥散加权成像确定待测病例的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；根据所述核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配。本发明专利技术实施例提供的方法对脑缺血病人作出是否溶栓的决策更为科学和客观，从而能够提高脑缺血病人的治愈率。

【技术实现步骤摘要】
基于磁共振弥散加权图像确定脑缺血特征的方法和装置
本专利技术涉及生物医学图像领域，具体涉及基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法和装置。
技术介绍
在中国，脑血管病的发病率逐年增加，近年来流行病学调查结果表明，中国脑血管病在死因中仅次于恶性肿瘤居第二位。脑血管病致残率很高，严重危害了人类的健康和生存质量。其中，缺血性脑卒中（脑梗死）占整个脑血管病的70%以上，因此，加强脑梗死的研究显得尤为重要。对于缺血性脑卒中，各国的指南均推荐在发病时首选静脉应用重组组织型纤溶酶原激活剂（rtPA）溶栓治疗，静脉应用重组组织型纤溶酶原激活剂溶栓也是目前被证明能有效治疗缺血性脑卒中的手段。然而，溶栓治疗容易发生出血等严重并发症，必须严格根据病人脑部缺血特征来使用，而如何清楚了解病人脑部缺血特征等病理状态，一直是医学上难以克服的难点。现有的一种对超急性期脑缺血病人的溶栓治疗的方法主要是基于时间窗，即规定当病人发病时间短于4.5小时并且没有出血及出血征兆才允许溶栓。然而，绝大多数缺血性脑卒中病人不能在4.5小时内就诊，需要延长治疗时间窗，即便是在发病4.5小时，有些病人出现溶栓后恶化；而有些病人在4.5小时以后溶栓还能有好的预后。可见，上述现有的指导急性脑缺血病人溶栓的方法虽然是基于时间窗（4.5小时）、存在脑缺血区域（磁共振弥散加权成像表征）并无脑出血区域（用X线计算机断层图像CT表征）等等符合指南规定的治疗原则，但满足如上条件的病人并不是一定能从溶栓获益，而在发病4.5小时后没有脑出血的脑缺血病人中有相当一部分病人可从溶栓获益。换言之，现有的指导急性脑缺血病人溶栓的方法不是基于对病人脑缺血特征的精确掌握，因此，该方法仍然有欠妥之处。
技术实现思路
本专利技术实施例提供基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法和装置，以便对急性脑缺血病人是否溶栓提供较为客观的依据。本专利技术实施例提供一种基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法，所述方法包括：通过待测病例的磁共振弥散加权成像确定所述待测病例的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；根据所述核心区域和过渡区域内的磁共振弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配。本专利技术另一实施例提供一种基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置，所述装置包括：脑缺血区域确定模块，用于通过待测病例的磁共振弥散加权成像确定所述待测病例的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；特征参数确定模块，用于根据所述核心区域和过渡区域内的DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；判定模块，用于根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配。从上述本专利技术实施例可知，磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内ADC特征参数ADCr的确定是以脑缺血区域即核心区域和过渡区域内的DWI值为依据，是否对脑缺血病人进行溶栓最终以高DWI值的区域内的ADC值与高DWI值的区域是否失配。可见，本专利技术实施例提供的方法不再是单纯以时间窗作为主要决策依据，而是通过对磁共振ADC和DWI进行联合分析，建立联合特征，相比于基于时间窗的脑缺血治疗方法（例如，对脑缺血在4.5小时以内的病人溶栓，对脑缺血在4.5小时之后的病人不溶栓），本专利技术实施例提供的方法对脑缺血病人作出是否溶栓的决策更为科学和客观，从而能够提高脑缺血病人的治愈率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法的基本流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置逻辑结构示意图；图3是本专利技术另一实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置逻辑结构示意图；图4是本专利技术另一实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置逻辑结构示意图；图5是本专利技术另一实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置逻辑结构示意图；图6是本专利技术另一实施例提供的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置逻辑结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法，包括：通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；根据所述核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配。本专利技术实施例还提供相应的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的装置。以下分别进行详细说明。本专利技术实施例的基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法的基本流程可参考图1，主要包括如下步骤S101至步骤S103：S101，通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域，脑缺血区域包括核心区域和过渡区域。在本专利技术实施例中，待测病人的磁共振弥散加权成像包括弥散敏感系数b为高值的各向同性弥散加权图像（DiffusionWeightedImage，DWI）、b=0的T2加权图像和由DWI与T2加权图像计算得到的表观弥散系数（ApparentDiffusionCoefficient，ADC）图。作为本专利技术一个实施例，通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域可以是：计算磁共振弥散加权成像中体素的ADC值，将该磁共振弥散加权成像中体素的ADC值小于D1×ADCref的区域确定为核心区域，将该磁共振弥散加权成像中体素的ADC值在[D1×ADCref，D2×ADCref]并且与核心区域在空间相邻的区域确定为过渡区域，此处，ADCref为正常脑组织的ADC值，也是ADC图中频率出现最高的值，D1为[0.6，0.7]内的任意常数，D2为[0.8，0.9]内的任意常数。具体地，确定待测病人的脑缺血区域包括：依据磁共振获得的T2加权图像，计算区分脑组织和非脑组织，获得去掉非脑组织的脑组织图像brain（x，y，z），用于定位获取ADC图中的相关参数；根据计算获得的过渡区域ADC阈值thADC2，对脑组织图像对应的ADC图进行过低信号约束的二值化，获得二值化图像B_ADC（x，y，z）；依据二值化图像和计算获得的核心区域thADC1，估计核心区域及过渡区域；根据计算获得的核心区域的DWI高信号特征对核心区域进行高信号约束处理，获得核心区域和过渡区域。S102，根据核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr。磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域对应于脑缺血严重的区域，在本专利技术实施例中，通过勾画DWI为高的区域，将DWI为高的区域作为严重缺血（脑梗死）区域的估计，可以先通过获得用于确定DWI为高的区域的阈值Th1来实现，为确保磁共振弥散加权成像中某个区域的DWI值为高，可以采用比较保守的方法确定阈值Th1。具体地，根据核心区域和过渡区域内的DWI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法，其特征在于，所述方法包括：通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；根据所述核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振弥散加权成像确定脑缺血特征的方法，其特征在于，所述方法包括：通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域，所述脑缺血区域包括核心区域和过渡区域；根据所述核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr；根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配；所述根据所述核心区域和过渡区域内的弥散加权图像DWI值，确定所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内弥散表观系数ADC特征参数ADCr，包括：根据所述核心区域内的DWI值，计算所述核心区域内的DWI灰度均值DWIavg和DWI最大值DWImax；将所述核心区域和过渡区域内DWI值不小于Th1的体素组成的区域确定为所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域，所述Th1为预设值或者为[0.9×(DWIavg+DWImax)/2，1.1×(DWIavg+DWImax)/2]中的任意常数；计算所述高DWI值的区域内的ADC值，将所述高DWI值的区域内的ADC值不低于C1×ADCref的体素占所述高DWI值的区域内所有体素的比例作为所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内ADC特征参数ADCr，所述C1为[0.6，0.7]之间的任意常数，所述ADCref为正常脑组织的ADC值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过待测病人的磁共振弥散加权成像确定所述待测病人的脑缺血区域，包括：计算所述磁共振弥散加权成像中体素的ADC值，将所述磁共振弥散加权成像中体素的ADC值小于D1×ADCref的区域确定为所述核心区域，将所述磁共振弥散加权成像中体素的ADC在[D1×ADCref，D2×ADCref]并且与所述核心区域在空间相邻的区域确定为所述过渡区域，所述ADCref为正常脑组织的ADC值，所述D1为[0.6，0.7]内的任意常数，所述D2为[0.8，0.9]内的任意常数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述ADC特征参数ADCr，判定所述高DWI值的区域内的ADC值与所述高DWI值的区域是否失配，包括：通过获取的N个病人是否溶栓和病人的预后好坏的统计数据，确定用于判定所述ADC值与所述高DWI值的区域是否失配的阈值ThreshADC，所述N为大于1的自然数；若所述磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内ADCr大于所述阈值ThreshADC，则判定所述待测病人的磁共振弥散加权成像中高DWI值的区域内ADC与所述高DWI值的区域失配。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过获取的N个病人是否溶栓和病人的预后好坏的统计数据，确定用于判定所述ADC值与所述高DWI值的区域是否失配的阈值ThreshADC，包括：通过对所述N个病人中ADCr大于或等于待定阈值Thresh1时溶栓后预后好与不溶栓而预后不好的病人数之和STP、ADCr小于所述待定阈值Thresh1时溶栓后预后不好与不溶栓而预后好的病人数之和STN、ADCr大于或等于所述待定阈值Thresh1时溶栓后预后不好与不溶栓而预后好的病人数之和SFP以及ADCr小于所述待定阈值Thresh1时溶栓后预后好与不溶栓而预后不好的病人数之和SFN进行统计，获取表征灵敏度的值STP/(STP+SFN)和表征特异性的值STN/(SFP+STN)；求取使得STP/(STP+SFN)+STN/(SFP+STN)最大时所述待定阈值Thresh1的值，以所述使得STP/(STP+SFN)+STN/(SFP+STN)最大时所述待定阈值Thresh1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡庆茂，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44