[發(fā)明專利]一種基于簇的WMH自動提取系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810011181.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108171697B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉濤;溫瑋;姜濟(jì)洋;朱萬琳;王曉康;劉浩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/10;G06T7/30
• 代理公司: 北京化育知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發(fā)明公開了一種基于簇的WMH自動提取系統(tǒng)，包括：組織類型分割模塊，用于對多位參與者的多個FLAIR圖像和多個T1圖像進(jìn)行預(yù)處理；DARTEL標(biāo)準(zhǔn)分割模塊，用于將所述組織類型分割模塊得到的圖像映射到DARTEL空間；去非腦組織模塊，用于對DARTEL空間的FLAIR圖像和T1圖像去除非腦組織，得到的圖像分別記為D?FLAIR圖像和D?T1圖像；WMH分割模塊，用于基于DARTEL空間對所述D?FLAIR圖像和D?T1圖像進(jìn)行分割，得到WMH圖譜；WMH精細(xì)劃分模塊，用于對所述WMH圖譜進(jìn)行精細(xì)劃分，得到腦室內(nèi)白質(zhì)高信號區(qū)域PVWMH和深層白質(zhì)高信號區(qū)域DWMH。本系統(tǒng)是一種自動的WMH提取系統(tǒng)，可以基于縱向數(shù)據(jù)集把白質(zhì)病灶分割出來，并對能WMH進(jìn)行精細(xì)劃分，且具有良好的泛化性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，具體來說，涉及一種基于簇的腦白質(zhì)高信號(WMH)自動提取系統(tǒng)。

背景技術(shù)

腦白質(zhì)高信號(WMH),也稱為未知的高亮物體(UBO)是在T2加權(quán)磁共振成像(MRI)掃描中觀察到的腦白質(zhì)中的異常高信號區(qū)域，例如流體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(FLAIR)序列。缺血誘導(dǎo)的脫髓鞘和軸突損失被認(rèn)為是潛在的形成機(jī)制。許多因素，包括血管和遺傳成分，都促進(jìn)WMH的形成和發(fā)展。人群中約50％的40多歲成年人中存在且WHM比例隨年齡增長而增加。

WHM作為腦缺血的生物標(biāo)志物，與各種病理過程密切相關(guān)，包括中風(fēng)和癡呆。中風(fēng)患者的WMH積累顯著高于健康對照組，更多的WMH負(fù)擔(dān)與較差的卒中后認(rèn)知表現(xiàn)有關(guān)。阿爾茨海默癥(AD)是最常見的癡呆類型，在AD臨床診斷6-10年前，發(fā)現(xiàn)了更大的WMH負(fù)擔(dān)，這使WMH成為早期預(yù)測AD風(fēng)險因子。此外，還有研究表明不同的認(rèn)知領(lǐng)域和神經(jīng)病理過程與異常的WMH位置相關(guān)。因此，提取WMH對于了解腦缺血在神經(jīng)病理過程中的作用至關(guān)重要。

在評估WMH負(fù)擔(dān)中常用視覺評估的方法。目前已經(jīng)有為臨床和研究目的開發(fā)了各種評估量表，包括與年齡有關(guān)的白質(zhì)變化，F(xiàn)azekas和Scheltens評級協(xié)議。隨著對WMH與神經(jīng)心理病理學(xué)之間關(guān)聯(lián)的新認(rèn)識，還有越來越多的對區(qū)域性的WMH的研究興趣，以及快速增加的神經(jīng)影像學(xué)數(shù)據(jù)集，這迫切需要一種有效的自動化WMH分割工具，而且該分割工具還具有可靠的結(jié)果。以前的研究提及了一些內(nèi)部的WMH分割工具。然而，大多數(shù)這些工具都是為特定研究而設(shè)計(jì)的，而不是作為用戶友好性和全面的軟件包公開提供的。然而，大多數(shù)可用的WMH分割工具箱尚未在具有不同掃描儀和參數(shù)的不同樣本中進(jìn)行評估，或者通常不會在次區(qū)域提供關(guān)于WMH的綜合信息。此外，他們通常不是完全自動化，需要手動跟蹤研究隊(duì)列中的幾個大腦進(jìn)行訓(xùn)練；大多數(shù)可用的WMH分割工具箱主要用于橫向研究，不能適用于對縱向數(shù)據(jù)集的處理。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于簇的WMH自動提取系統(tǒng)，本系統(tǒng)是一種自動的WMH提取系統(tǒng)，可以基于縱向數(shù)據(jù)集把白質(zhì)病灶分割出來，并對能WMH進(jìn)行精細(xì)劃分，且具有良好的泛化性。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于簇的WMH自動提取系統(tǒng)，包括：

組織類型分割模塊，用于對多位參與者的多個FLAIR圖像和多個T1圖像進(jìn)行預(yù)處理，所述FLAIR圖像和所述T1圖像數(shù)量相等，且一一對應(yīng)；

DARTEL標(biāo)準(zhǔn)分割模塊，分別連接所述組織類型分割模塊和所述去非腦組織模塊，用于生成DARTEL模板，并將所述組織類型分割模塊得到的圖像映射到DARTEL空間；

去非腦組織模塊，分別連接所述DARTEL標(biāo)準(zhǔn)分割模塊和所述WMH分割模塊，用于對所述DARTEL標(biāo)準(zhǔn)分割模塊得到的DARTEL空間的FLAIR圖像和T1圖像去除非腦組織，得到的圖像分別記為D-FLAIR圖像和D-T1圖像；

WMH分割模塊，分別連接所述去非腦組織模塊和所述WMH精細(xì)劃分模塊，用于基于DARTEL空間對所述D-FLAIR圖像和D-T1圖像進(jìn)行分割，得到WMH圖譜；