[發明專利]一種醫用磁共振模體圖像量化自動評價方法

在審

• 申請號: 201611163986.X
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106618572A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張璞;李成偉;劉文麗
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司11019
• 代理人: 壽寧,饒黃裳

技術領域

本發明涉及放射醫學計量檢測領域的醫用磁共振模體圖像評價方法，特別是涉及一種醫用磁共振模體圖像量化自動評價方法。

背景技術

由于核磁磁共振設備具有無電離輻射、對人體無害、軟組織分辨能力強的特點，因而被廣泛應用于醫院不同科室的圖像學檢查中，成為醫生的重要診斷手段之一。保障醫用磁共振設備性能良好，從而保障醫用磁共振圖像質量，成為計量檢測工作的重點。

為了衡量磁共振成像設備的性能，國際上一般采用由美國模體實驗室生產的Magphan SMR 100/170模體進行掃描檢測分析。SMR100模體的模體內核與170一致，僅外觀結構不同，因此國內多采用幾何穩定性更好的柱形SMR 170模體。

Magphan SMR 170模體作為目前國內使用范圍最廣的檢測模體，其內部測試方體主要分為5層，分別為：均勻性層(見圖1所示)、高對比度分辨力層(見圖2所示)、低對比度分辨力層(見圖3所示)、空間線性層(見圖4所示)和敏感度層(因為敏感度層的檢測未在國內或國內相關標準中涉獵，所以本發明不涉及這部分內容)。將模體置于醫用磁共振設備中進行掃描，可獲得多幅檢測圖像，進而實現對圖像均勻性、層厚、信噪比、高對比度分辨力、低對比度分辨力、空間線性和縱橫比等主要計量參數的定量評價。其中，圖像均勻性、層厚和信噪比通過均勻性層圖像進行檢測；高對比度分辨力通過高對比度分辨力層圖像進行檢測；低對比度分辨力通過低對比度分辨力層圖像進行檢測；空間線性和縱橫比通過空間線性層圖像進行檢測。Magphan模體具有較好的集成性和可拆卸性，一次掃描即可得到所有參數評價用圖像，避免多次掃描，因此應用十分廣泛。

現有的醫用磁共振模體圖像評價方法，主要步驟如下：

步驟1：圖像的導入和篩選

磁共振設備對模體進行一次掃描通常會生成十幾幅到四十幾幅數目不等的圖像。檢測人員首先要將這些圖像全部導入磁共振設備自帶的DICOM讀圖軟件中。在這一系列模體圖像中，前述每個檢測層都會生成至少3幅圖像，檢測人員需要在這若干幅圖像中憑經驗篩選出一幅用于后續檢測的最能代表該檢測層信息的圖像，圖像編號、存儲位置等信息都需要檢測人員手動記錄。

步驟2：進行均勻性層圖像的檢測

步驟2-1：進行圖像均勻性的檢測

如圖1所示，均勻性層模塊主要包含一個邊長為10cm的均勻材質的正方形區域，在正方形四邊的外側，分別有1個深色的近似于矩形的區域，用以檢測層厚。圖像的其余部分均表征硫酸銅溶液信號。

圖像均勻性是指當被檢測物體具有均勻的磁共振特性時，MRI系統在掃描整個物體時產生一個均勻信號響應的能力，通常用U(uniformity)表示。如圖5所示，在進行圖像均勻性檢測時，檢測人員需要手動將窗寬調節至最小，調節窗位找出正方形區域內最高信號強度區域，將感興趣區(面積不小于100mm²)定位在此高強度區域，然后將感興趣區的信號強度的均值定為S_max。同樣，檢測人員需要手動把窗寬調節至最小，調節窗位找出窗口內最低信號強度區域，將感興趣區(面積為100mm²)定位在此低強度區域，然后將感興趣區的信號強度的均值定為S_min。由公式(1)計算出圖像均勻性：

式中：

U——圖像均勻性；

S_max——信號強度均值的最大值；

S_min——信號強度均值的最小值。

步驟2-1：進行層厚的檢測

如圖6所示，在進行層厚檢測時，檢測人員需要手動把窗寬調節至最小，調節窗位為恰好使圖像中層厚檢測區域帶剛好消失的窗位與背景信號強度均值之和的一半，測量圖像中層厚檢測區域的長度，即半高全寬(FWHM，full width half maximum)。由于層厚檢測區域并非單一像素行或像素列，因此，確定某一行或列像素的長度作為半高全寬完全取決于檢測人員的經驗。而不同行(或列)的長度值存在明顯差異。

步驟3-1信噪比的檢測