[發明專利]一種基于斷層成像技術提供人體關節數據的方法

在審

• 申請號: 201910080427.X
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN111028278A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 鄭心校;徐海波;李濤;包益桂;肖峰;阮兆;蔡林
• 申請（專利權）人: 武漢大學中南醫院
• 主分類號: G06T7/38
• 分類號: G06T7/38;G06T7/13;G06T17/00;A61B5/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

本發明提供了一種基于斷層成像技術提供人體關節數據的方法。所述提供人體關節數據的方法，包括：1)獲得基于斷層成像技術對一個人體關節部位的掃描序列；2)針對所述掃描序列中的一個層面圖，確定所述層面圖中的軟骨組織的輪廓曲線以及所述層面圖中的成骨組織的輪廓曲線；3)根據各個層面圖中的軟骨組織的輪廓曲線以及成骨組織的輪廓曲線，確定所述人體關節部位中軟骨組織數據，其中所述軟骨組織數據對應于一空間區域，所述空間區域為從由所述軟骨組織的輪廓曲線所確定的第一空間區域中去除其與由所述成骨組織的輪廓曲線所確定的第二空間區域之間的交集后形成的第三空間區域。

技術領域

本發明涉及醫學影像處理技術，特別涉及一種提供用于針對關節軟骨進行定性、定量分析的數據的方法。

背景技術

骨關節炎(osteoarthritis,OA)是一種退行性關節疾病，又稱退行性關節炎或骨關節疾病，是一種中老年人群中的常見病。圖1a示出了一個正常膝關節和一個典型的具有骨關節炎的膝關節的對比圖，從圖中可以看出患者的關節軟骨產生了損傷使得部分骨質暴露，其還伴隨有軟骨潰瘍和半月板損傷，脫落的軟骨碎片以游離體的形式存在于關節中。在此種情況下，由于人體的免疫反應，會產生各種炎癥。軟骨組織的蛻變是造成骨關節炎患者疼痛的主要原因，在軟骨組織發生改變后，患者易產生關節疼痛、僵硬及功能喪失的病癥，嚴重影響其生活質量，并增加其生活負擔。研究表明，導致OA發生的因素有很多，包括年齡、職業、生活習慣、四頭肌薄弱、關節受力異常及穩定性減弱、肥胖、遺傳、外傷、內分泌紊亂、生長因子及免疫因子缺乏等。傳統的治療方式為在疾病初期采取保守治療，在疾病的發展后期采用關節置換。

隨著再生醫學技術的發展，細胞工程技術和組織工程技術已經在軟骨缺損治療領域得到10多年安全性和有效性檢驗，有些已經通過FDA認證，并且已經初步開始商業化，比如美國健贊公司的基質誘導自體軟骨細胞移植等。脂肪間充質干細胞(Adipose DerivedStem Cells,ADSCs)取材來源方便，且具有多能性，已經得到很多專家的關注。在實驗室通過對人腹部脂肪進行體外分離培養，誘導成脂、成骨、成軟骨以及細胞表面標記鑒定ADSCs，觀察其成、軟骨活性。臨床抽取患者腹部脂肪組織，體外分離純化，收集成富含ADSCs和血管間質細胞的復合活性細胞成分-stromal vascular fraction(SVF),單獨或復合玻璃酸鈉、自體富含血小板血漿(Platelet Rich Plasma,PRP)，注射到患者患有OA的關節腔以治療骨性關節炎的臨床觀察和文獻報道得到學術界和臨床的關注。諸如ADSCs的再生醫學技術的主要目的在于恢復患者受損的關節軟骨以改善其病癥。

由于不同的患者之間存在個體差異，為了驗證外源性ADSCs能否對一名患者的軟骨缺損再生修復產生效果，需要檢測該名患者的關節軟骨狀況，例如對其在手術前和手術后的關節軟骨進行比對。由于關節軟骨具有復雜的三維空間結構，因而現有的檢測方式大多采用諸如磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的斷層成像技術。以MRI為例，其可以反映出被檢測對象在三維空間上的結構狀況，并且具有無創、無電離輻射、時間及空間分辨率高、軟組織對比度好等優點，目前被絕大多數專家學者判斷為是用于評價關節軟骨損傷修復的最佳檢查方法。

然而，現有的基于MRI技術的診斷多是直接將MRI掃描序列提供給醫生和患者，由醫生根據經驗觀察并判斷關節軟骨的受損和修復情況，這為醫生的工作帶來了許多壓力。這是由于關節軟骨是附著在成骨上的一層非常薄的組織，其手術前和手術后的變化可能非常細微，這些變化有可能難以通過肉眼識別。并且，受到患者在拍攝時的體位和醫生對拍攝儀器的操作的影響，前后兩次MRI掃描所獲的序列在空間位置上可能存在些許差異，而對于非常薄的關節軟骨而言，即便是細微差異也可能會影響醫生的判斷。

因此，需要一種能夠實現基于MR技術對關節軟骨進行定性、定量分析的數據處理方法。

發明內容

因此，本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種基于斷層成像技術提供人體關節數據的方法，包括：