[發明專利]一種膀胱壁三維厚度測量與定量分析方法

在審

• 申請號: 201410567610.X
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104305998A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 張曦;盧虹冰;張國鵬;劉洋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107;A61B5/055
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及醫學圖像處理技術，特別涉及一種基于MR(磁共振)體成像的三維測量與輔助分析方法。

背景技術

膀胱腫瘤是一種常見的多發原位腫瘤，患者主要為中老年男性群體。最新統計數據顯示，2013年以來，膀胱腫瘤位居各類男性腫瘤發病率排行榜第四位[American?Cancer?Society:Cancer?Facts?and?Figures?2013.Atlanta(GA):American?Cancer?Society,2013:4-10]。將近半數的膀胱腫瘤患者被確診為非肌層浸潤性膀胱腫瘤，這類人群的五年生存率為96％，隨著腫瘤浸潤程度的增加，五年生存率呈下降趨勢，因此膀胱腫瘤高危人群的早期篩查對于提高生存率是非常重要的[American?Cancer?Society:Cancer?Facts?and?Figures?2013.Atlanta(GA):American?Cancer?Society,2013:4-10]。膀胱腫瘤的高復發率是其最顯著的特點。約有10-70％的局限于粘膜層的膀胱腫瘤患者在五年內會復發或新發腫瘤[National?Comprehensive?Cancer?Network:Bladder?Cancer?V.1.2013.National?Comprehensive?Cancer?Network,2013:1-3(MS)]。因此絕大部分膀胱腫瘤患者需進行終身隨訪，切實可行與方便經濟的隨訪形式顯得尤其重要。膀胱腫瘤的影像學診斷，尤其是CT與MR這兩種體成像方式在膀胱腫瘤診斷與隨訪中趨于主流[A.Stenzl,Nigel?C.Cowan,Maria?De?Santis,G.Jakes,M.Kuczyk,A.S.Merseburger,M.J.Ribal,A.Sherif,and?J.A.Witjes.“Guidelines?on?bladder?cancer:muscle-invasive?and?metasitatic.”Uropean?Association?of?Urology,2008.]。相對于CT成像，MRI(磁共振成像)則是一種無電離輻射、無需對照劑、組織對比度高的成像方式，有望成為膀胱腫瘤的早期診斷及術后隨訪的影像數據基礎。

膀胱壁的厚度是臨床上公認的膀胱壁上病變發生的有說服力指標，早期的膀胱腫瘤可表現為膀胱壁局部輕微增厚，膀胱壁增厚也可能預示著T3或T4期膀胱腫瘤的存在。除了膀胱壁局部增厚這一特征，整個膀胱壁的厚度分布全局圖譜或模型也是研究早期病變發生的特征指標。

要分析研究膀胱壁厚度的變化及分布，首先要對膀胱壁厚度進行測量。之前膀胱壁厚度測量的研究中，由于使用二維圖像測量膀胱壁的厚度通常不準確，三維厚度可以一定程度上消除二維厚度的誤差。利用拉普拉斯偏微分方程法，將膀胱壁構建成以內外壁為勢能場邊界的勢能場模型，通過求解此膀胱內外壁勢能場的拉普拉斯偏微分方程，以期獲得準確一致的膀胱內外壁三維厚度[Haidar?H,Egorova?VS,Soul?JS(2005)New?numerical?solution?of?the?Laplace?equation?for?tissue?thickness?measurement?in?three-dimensional?MRI.J?Math?Model?Algorithms?4:83–97.]。

由于膀胱個體差異明顯，且不同充盈程度時同一個體的膀胱亦有不同，因此膀胱壁三維厚度需要進行數值標準化以去除不同狀態所引起的厚度值差異。同樣的，膀胱形態的個體間差異較大。目前，沒有研究對不同形態膀胱的標準化工作進行研究。

MR影像作為膀胱壁厚度研究的影像數據基礎具有優勢與潛力[N.C.Cowan?and?J.P.Crew,Imaging?bladder?cancer,Curr?Opin?Urol,vol.20,pp.409-13,Sep?2010.]。尿液作為其天然內源性對比劑，可以增強膀胱壁與內部腔體及外部組織的對比度，為膀胱壁病變的診斷提供更多結構、功能及病理信息，更有利于測量與分析膀胱內外壁的厚度變化。