[發明專利]醫學成像中感興趣區域的識別和可視化

無效

• 申請號: 200780010606.1
• 申請日: 2007-03-23
• 公開（公告）號: CN101410869A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: A·伊金
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 王 英

本發明通常涉及用于診斷目的的醫學成像應用中感興趣體積的各特定 區域的識別和可視化。

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

磁共振成像(MRI)是廣泛使用的醫學診斷成像技術。在常規的MRI 掃描器中，將患者置于強靜磁場中，該強靜磁場導致具有非零自旋量子數 的核子的磁矩發生平行于或反向平行于場方向的排列。兩種取向之間力矩 的玻爾茲曼分布導致了沿所述場方向的凈磁化。這一磁化可通過施加以由 正研究核素(一般為身體內存在的氫原子，主要在水分子中)和所施加場 的強度所確定的頻率的射頻(RF)磁場來操控。由核子吸收來自RF場的 能量基本上被再次發射，并在恰當調諧的天線中作為振蕩電壓或自由感應 衰減信號進行探測，并應用圖像處理器件來重建圖像，所述圖像是以輸入 信號的位置和強度為基礎的。

當利用這些信號來生成圖像時，采用了磁場梯度G_x、G_y和G_z。典型 地，對待成像區域進行測量周期序列的掃描，其中這些梯度根據所用的具 體定位法而變化。由此產生的一系列掃描期間采集的視圖形成核磁共振 (NMR)圖像數據集，從中可使用很多眾所周知的重建技術的其中一種來 重建圖像。

通過選擇特定的參數可從所采集到的圖像中獲得不同的對比增強圖 像，以便定義所述圖像中相關的像素或體素強度(intensity)。為了理解MRI 對比增強，重要的是對RF激勵后建立平衡的弛豫過程所涉及的時間常數有 所理解。當高能量核子發生弛豫并重新排列時，它們以所記錄的速率發射 能量從而提供有關其周圍環境的信息。用磁場進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間(典型地為大約1 秒)稱之為“時間1”或T1，其中T1定義為將磁化矢量M重新恢復到原 始量級的63％所需的時間。它隨磁場強度而變化。

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

通過使用對信號進行T1、T2或無馳豫時間(“質子密度圖像”)的加權 的各圖像采集參數的選擇來產生圖像對比度，這將是本領域技術人員所熟 知的。由于鐵是鐵磁性元素，因此它通過降低富含鐵的各組織的強度值來 影響MRT2圖像對比度，從而產生具有低強度區域的對比增強圖像。然而， 并非所有的低強度區域與臨床相關。更確切的說，僅有腦的若干基底神經 節器官(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， 鐵濃度首先開始在蒼白球中增加(階段1)，即圖5中的區域3，并且一旦 蒼白球的鐵濃度達到一定的水平，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，因此醫師常常很難使用T2對比增強圖像從階段2中區分出階段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。

美國專利No.6,430,430描述了一種使用MR圖像來識別腦的高強度區 域從而對腦內可疑損傷進行定位的方法和系統。然而，在神經退行性病變 的情形中，如上所述，簡單識別腦中鐵沉積的區域是不夠的，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，而美國專 利No.6,430,430所描述的布置中沒有給出向醫師提供這一信息的準確方法。

因此，本發明的目的是提供一種醫學成像系統和方法，籍此能夠準確 地識別出感興趣體積中各特定診斷區域的位置和大小，然后與感興趣體積 的各定義區域一同進行可視化或其它處理，使得能夠準確地確定出所述特 定診斷區域相對于各定義區域的位置。

根據本發明，提供了一種醫學成像系統，包括：

a)用于接收關于感興趣體積所采集的圖像數據的器件，所述感興趣體 積包括兩個或多個其間具有各自邊界的定義區域；