[發(fā)明專(zhuān)利]醫(yī)學(xué)成像中感興趣區(qū)域的識(shí)別和可視化

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780010606.1
• 申請(qǐng)日: 2007-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101410869A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·伊金
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王 英

本發(fā)明通常涉及用于診斷目的的醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用中感興趣體積的各特定 區(qū)域的識(shí)別和可視化。

神經(jīng)退行性病變正變得普遍，盡管大部分不可治愈，但是對(duì)這類(lèi)疾病 的早期檢測(cè)能夠有效使用藥物治療來(lái)延緩它們的發(fā)展。很多神經(jīng)退行性病 變，諸如阿爾茨海默病和帕金森病與腦內(nèi)增加的鐵濃度有關(guān)，并且醫(yī)生常 常使用磁共振(MR)圖像來(lái)確定受檢者腦內(nèi)鐵沉積的散布，用于神經(jīng)退行 性病變的評(píng)估。

磁共振成像(MRI)是廣泛使用的醫(yī)學(xué)診斷成像技術(shù)。在常規(guī)的MRI 掃描器中，將患者置于強(qiáng)靜磁場(chǎng)中，該強(qiáng)靜磁場(chǎng)導(dǎo)致具有非零自旋量子數(shù) 的核子的磁矩發(fā)生平行于或反向平行于場(chǎng)方向的排列。兩種取向之間力矩 的玻爾茲曼分布導(dǎo)致了沿所述場(chǎng)方向的凈磁化。這一磁化可通過(guò)施加以由 正研究核素(一般為身體內(nèi)存在的氫原子，主要在水分子中)和所施加場(chǎng) 的強(qiáng)度所確定的頻率的射頻(RF)磁場(chǎng)來(lái)操控。由核子吸收來(lái)自RF場(chǎng)的 能量基本上被再次發(fā)射，并在恰當(dāng)調(diào)諧的天線中作為振蕩電壓或自由感應(yīng) 衰減信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，并應(yīng)用圖像處理器件來(lái)重建圖像，所述圖像是以輸入 信號(hào)的位置和強(qiáng)度為基礎(chǔ)的。

當(dāng)利用這些信號(hào)來(lái)生成圖像時(shí)，采用了磁場(chǎng)梯度G_x、G_y和G_z。典型 地，對(duì)待成像區(qū)域進(jìn)行測(cè)量周期序列的掃描，其中這些梯度根據(jù)所用的具 體定位法而變化。由此產(chǎn)生的一系列掃描期間采集的視圖形成核磁共振 (NMR)圖像數(shù)據(jù)集，從中可使用很多眾所周知的重建技術(shù)的其中一種來(lái) 重建圖像。

通過(guò)選擇特定的參數(shù)可從所采集到的圖像中獲得不同的對(duì)比增強(qiáng)圖 像，以便定義所述圖像中相關(guān)的像素或體素強(qiáng)度(intensity)。為了理解MRI 對(duì)比增強(qiáng)，重要的是對(duì)RF激勵(lì)后建立平衡的弛豫過(guò)程所涉及的時(shí)間常數(shù)有 所理解。當(dāng)高能量核子發(fā)生弛豫并重新排列時(shí)，它們以所記錄的速率發(fā)射 能量從而提供有關(guān)其周?chē)h(huán)境的信息。用磁場(chǎng)進(jìn)行核自旋的重新排列稱之 為縱向馳豫，而一定比例的組織核子重新排列所需的時(shí)間(典型地為大約1 秒)稱之為“時(shí)間1”或T1，其中T1定義為將磁化矢量M重新恢復(fù)到原 始量級(jí)的63％所需的時(shí)間。它隨磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化。

另一方面，T2加權(quán)成像依賴應(yīng)用橫向能量脈沖之后的自旋局部去相位； 橫向馳豫時(shí)間(對(duì)于組織而言典型的＜100ms)稱之為“時(shí)間2”或T2，其 中T2定義為橫向磁化矢量在其初始激勵(lì)之后下降到其初始量級(jí)的37％所 需的時(shí)間。與T1不同，T2隨場(chǎng)強(qiáng)而變化并且是組織的特性。

通過(guò)使用對(duì)信號(hào)進(jìn)行T1、T2或無(wú)馳豫時(shí)間(“質(zhì)子密度圖像”)的加權(quán) 的各圖像采集參數(shù)的選擇來(lái)產(chǎn)生圖像對(duì)比度，這將是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟 知的。由于鐵是鐵磁性元素，因此它通過(guò)降低富含鐵的各組織的強(qiáng)度值來(lái) 影響MRT2圖像對(duì)比度，從而產(chǎn)生具有低強(qiáng)度區(qū)域的對(duì)比增強(qiáng)圖像。然而， 并非所有的低強(qiáng)度區(qū)域與臨床相關(guān)。更確切的說(shuō)，僅有腦的若干基底神經(jīng) 節(jié)器官(尾狀核、蒼白球和殼核)和丘腦在這種情形中有意義。一般而言， 鐵濃度首先開(kāi)始在蒼白球中增加(階段1)，即圖5中的區(qū)域3，并且一旦 蒼白球的鐵濃度達(dá)到一定的水平，它就散布到臨近的器官，殼核(階段2)， 即圖5中的區(qū)域1。由于蒼白球是比殼核更小的器官，并且由于它們彼此接 近，因此醫(yī)師常常很難使用T2對(duì)比增強(qiáng)圖像從階段2中區(qū)分出階段1，原 因是組織和器官的邊界由于鐵沉積而在這里變得模糊。

美國(guó)專(zhuān)利No.6,430,430描述了一種使用MR圖像來(lái)識(shí)別腦的高強(qiáng)度區(qū) 域從而對(duì)腦內(nèi)可疑損傷進(jìn)行定位的方法和系統(tǒng)。然而，在神經(jīng)退行性病變 的情形中，如上所述，簡(jiǎn)單識(shí)別腦中鐵沉積的區(qū)域是不夠的，精確地確定 腦中的哪些器官受到影響以及影響的程度如何同樣也是必需的，而美國(guó)專(zhuān) 利No.6,430,430所描述的布置中沒(méi)有給出向醫(yī)師提供這一信息的準(zhǔn)確方法。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)和方法，籍此能夠準(zhǔn)確 地識(shí)別出感興趣體積中各特定診斷區(qū)域的位置和大小，然后與感興趣體積 的各定義區(qū)域一同進(jìn)行可視化或其它處理，使得能夠準(zhǔn)確地確定出所述特 定診斷區(qū)域相對(duì)于各定義區(qū)域的位置。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括：

a)用于接收關(guān)于感興趣體積所采集的圖像數(shù)據(jù)的器件，所述感興趣體 積包括兩個(gè)或多個(gè)其間具有各自邊界的定義區(qū)域；