[發明專利]一種基于動脈自旋標記的腦低灌注區精準定量方法

有效

• 申請號: 202011158613.X
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112288705B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 周欣;婁昕;鄧鶴;肖灑;呂晉浩;孫獻平;葉朝輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院精密測量科學與技術創新研究院;中國人民解放軍總醫院第一醫學中心
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06T7/62;G06T7/70;A61B5/00;A61B5/026
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種基于動脈自旋標記的腦低灌注區精準定量方法，首先，通過由粗到精的配準策略，將腦卒中確診患者的擴散加權影像和腦血流量圖在空間解剖結構上實現映射；其次，對于存在梗死核心區域的腦卒中確診患者影像，以擴散加權影像提取的梗死核心區為種子點，在空間位置對應的腦血流量圖上提取低灌注區域；否則，以腦血流量減影圖中提取的高信號區為種子點提取低灌注區域；最后，定量分析腦卒中確診患者的低灌注區相關參數，如低灌注區的位置、大小、體積，以及梗死核心/低灌注區的不匹配等。腦卒中確診患者低灌注區的精確提取及定量分析有助于評估已確診患者的時間窗和組織窗。

技術領域

本發明屬于磁共振成像和數字圖像技術領域，具體涉及一種基于動脈自旋標記的腦低灌注區精準定量方法。

背景技術

腦缺血是由于腦血管狹窄或閉塞后導致腦血流減少，導致腦組織灌注不足，可分為急性缺血和慢性缺血，在腦大血管狹窄或閉塞所致的缺血中，低灌注評估反映了腦組織缺血的程度，低灌注的檢測和分割是腦缺血評估中的核心任務。

目前使用注射對比劑之后的顱腦灌注成像能夠實現參數定量，比如達峰反應時間(Tmax)，根據低灌注嚴重程度設置不同的閾值，能夠得到低灌注區的位置和容積。但是這種腦灌注成像需要注射對比劑，具有腎毒性。動脈自旋標記灌注成像是一種無需注射對比劑的核磁共振灌注成像方法，采集便捷，可反復采集，幾乎適用于所有人群，尤其對需要反復進行灌注成像的對象優勢明顯。動脈自旋標記灌注成像只有一個參數，即腦血流量，這個參數也是進行低灌注檢測和分割最理想的參數。目前基于動脈自旋標記灌注成像的低灌注分割存在挑戰，由于圖像信噪比較低，導致單純通過閾值的分割方法噪聲大，結果不夠準確，優化的動脈自旋標記低灌注檢測及分割方法亟待開發。

發明內容

本發明是針對現有基于動脈自旋標記的腦卒中確診患者的低灌注區提取方法存在的上述技術問題，提供了一種基于動脈自旋標記的腦低灌注區精準定量方法。該方法首先通過配準將腦卒中確診患者的擴散加權影像和腦血流量圖在空間解剖結構上一一對應，隨后采用種子生長策略提取低灌注區域，從而有效定量分析腦卒中確診患者低灌注區的位置、大小、體積等。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種基于動脈自旋標記的腦低灌注區精準定量方法，包括以下步驟：

步驟1、將腦卒中確診患者的磁共振擴散加權影像和腦血流量圖在空間解剖結構上映射；

步驟2、若存在梗死核心區域，提取擴散加權影像的高信號區域作為梗死核心區域，若不存在梗死核心區域，提取腦血流量減影圖的高信號區域；

步驟3、若腦卒中確診患者存在梗死核心區域，以步驟2在擴散加權影像上提取的梗死核心區域為種子點，若腦卒中確診患者不存在梗死核心區域，以步驟2在腦血流量減影圖提取的高信號區域為種子點，利用種子生長法提取腦血流量圖的低灌注區域；

步驟4、定量低灌注區域的大小、體積、位置，以及定量梗死核心區域與低灌注區域的不匹配。

如上所述的步驟2中是否存在梗死核心區域通過以下步驟獲得：

通過擴散加權影像計算腦卒中確診患者的表觀擴散系數參數圖，表觀擴散系數參數圖中表觀擴散系數600s/mm²且對應的擴散加權影像為高信號區域，則存在梗死核心區域。

如上所述的擴散加權影像中信號強度Mean1+SD1的區域為擴散加權影像的高信號區域，其中Mean1為擴散加權影像的平均信號強度，SD1為擴散加權影像的信號標準差。

如上所述的腦血流量減影圖中信號強度Mean2+SD2的區域為腦血流量減影圖的高信號區域，其中，Mean2為腦血流量圖的平均信號強度，SD2為腦血流量圖的信號標準差。

如上所述的步驟3中，若腦卒中確診患者存在梗死核心區域，種子生長法的種子生長策略為：