[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)態(tài)超聲造影的肝腫瘤血管生成定量分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911308530.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN110969618B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張道強(qiáng);萬鵬;陳芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/246
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孟捷

本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)態(tài)超聲造影的肝腫瘤血管生成定量分析方法，通過局部灌注模式差異量化，構(gòu)建反映腫瘤內(nèi)及周邊正常組織血管分布結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)圖，從而表征腫瘤區(qū)域功能和形態(tài)的空間異質(zhì)性，為臨床影像醫(yī)生提供新的腫瘤血管生成定量評(píng)估方法。本發(fā)明在抑制運(yùn)動(dòng)干擾的基礎(chǔ)上提取局部灌注模式，并基于灌注相位約束量化局部灌注模式差異，然后通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)表征腫瘤局部血管生成差異性，從而挖掘與臨床腫瘤診斷、預(yù)后評(píng)估相關(guān)聯(lián)的異質(zhì)性特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲造影分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于動(dòng)態(tài)超聲造影的肝腫瘤血管生成定量分析方法。

背景技術(shù)

超聲造影(Contrast-enhanced?Ultrasound,CEUS)作為一種分子影像技術(shù)，能夠準(zhǔn)確地顯示組織中微小動(dòng)靜脈和血流灌注情況，相比于傳統(tǒng)灰度超聲和彩色多普勒超聲成像技術(shù)，能夠有效地提高診斷的敏感性和特異性。同時(shí)，超聲造影具有其安全、廉價(jià)、無創(chuàng)等特點(diǎn)，近10年來在我國(guó)臨床腫瘤診斷中取得了很大的發(fā)展。腫瘤血管的生成是腫瘤生長(zhǎng)和侵襲的基礎(chǔ)，因此，腫瘤內(nèi)及周邊血管生成定量分析是評(píng)估腫瘤惡性程度、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)的重要方向。超聲造影能夠以較高的時(shí)間分辨率、空間分辨率實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示腫瘤滋養(yǎng)血管及血流灌注情況，更客觀地輔助醫(yī)生判斷病灶大小及周圍浸潤(rùn)狀況。超聲造影的研究已有20多年的歷史，主要應(yīng)用于腹部腫瘤(肝臟占位性病變等)，乳腺及甲狀腺結(jié)節(jié)診斷。

目前，臨床影像醫(yī)生應(yīng)用低機(jī)械指數(shù)連續(xù)掃描技術(shù)，觀察病灶及正常實(shí)質(zhì)內(nèi)的血供。完整的灌注相位通常可分為灌入相位和消退相位，在肝臟占位性病變中，又具體分為動(dòng)脈期、門脈期、實(shí)質(zhì)期和延遲期。臨床上，超聲造影分析分為定性和定量?jī)煞N方法。超聲造影的定性分析是指觀察在病灶和周邊正常實(shí)質(zhì)像素強(qiáng)度相對(duì)變化，例如，“快進(jìn)快退”是惡性肝腫瘤的典型特征；增強(qiáng)程度，增強(qiáng)均勻性等。定量分析是指，通過時(shí)間-強(qiáng)度曲線(Time-intensity?Curve,TIC)描繪感興趣區(qū)內(nèi)(region?of?interest,ROI)血供變化，能同時(shí)獲得峰值強(qiáng)度、達(dá)峰時(shí)間、曲線下面積等客觀參數(shù)。通過測(cè)定各種灌注參數(shù)的變化，可對(duì)活體腫瘤組織的血流灌注進(jìn)行判斷，為腫瘤治療術(shù)后的療效評(píng)估提供更加豐富的病理學(xué)及病理生理學(xué)信息。然而，超聲造影評(píng)價(jià)腫瘤血流灌注還有諸多問題亟待解決，包括檢查的可重復(fù)性差，呼吸運(yùn)動(dòng)干擾，區(qū)域灌注信息丟失，腫瘤血管生成均勻性、浸潤(rùn)性評(píng)估的主觀性強(qiáng)等。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種基于灌注相位約束匹配的超聲造影定量分析方法，實(shí)現(xiàn)基于病灶跟蹤的呼吸干擾抑制、穩(wěn)定灌注模式提取、像素級(jí)TIC差異定量表征，為腫瘤形狀不規(guī)則度、腫瘤內(nèi)部血管生成不均勻性及對(duì)正常組織侵襲程度評(píng)估提供新的定量分析指標(biāo)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案，

一種基于動(dòng)態(tài)超聲造影的肝腫瘤血管生成定量分析方法，包括如下步驟：

(1)通過基于空間特征重標(biāo)定的孿生卷積網(wǎng)絡(luò)跟蹤病灶區(qū)域，從而消除呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)超聲造影定量分析帶來的干擾；

(2)利用步驟(1)獲取的無呼吸干擾的超聲造影子序列，通過穩(wěn)定成分分析算法提取局部灌注模式；

(3)通過基于灌注相位約束匹配的相似性度量量化腫瘤內(nèi)部及周邊正常組織的局部灌注模式差異；

(4)以局部組織為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，基于步驟(3)計(jì)算得灌注相似性為邊生成表征腫瘤內(nèi)血管生成差異性的網(wǎng)絡(luò)圖。