[發(fā)明專利]基于MRI多模態(tài)神經(jīng)成像評估脊髓損傷程度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110565401.1
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113284105B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戎利民;劉斌;余海陽;龐卯;劉珍珍;駱秋霞;陳宇勇;武文斌;劉仲宇;陳子豪;楊陽;陳東亮;溫會泉;謝沛根;吳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學附屬第三醫(yī)院（中山大學肝臟病醫(yī)院）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T5/30;A61B5/00;A61B5/372
• 代理公司: 廣州匯盈知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44603
• 代理人: 張蓓蓓

本發(fā)明公開了一種基于MRI多模態(tài)神經(jīng)成像評估脊髓損傷程度的方法，基于MRI掃描損傷部位、高位頸脊髓和腰膨大以獲得多模態(tài)神經(jīng)成像，使用醫(yī)學影像處理軟件對神經(jīng)成像中的靶區(qū)進行勾畫，根據(jù)醫(yī)學影像處理軟件逐層計算整體脊髓面積、脊髓灰質(zhì)、脊髓白質(zhì)、后索高信號以及后索的以定量評估神經(jīng)退變，能夠從多角度多方面特別是神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)反映病變組織的綜合信息，讓研究者和醫(yī)生可以進行系統(tǒng)性的客觀定量評估中樞神經(jīng)系統(tǒng)繼發(fā)性損傷的嚴重程度，還能對患者遠期的預(yù)后進行預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于神經(jīng)成像領(lǐng)域，具體是涉及一種應(yīng)用多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)獲取患者神經(jīng)系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)以評估脊髓損傷程度的方法。

背景技術(shù)

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)是一種臨床常見的嚴重外傷性中樞神經(jīng)損傷，有較高的發(fā)病率和致死率。目前針對脊髓損傷嚴重程度的評估方式多為定性評估，如何客觀定量評估脊髓損傷受傷嚴重程度仍是一個世界性的難題。傳統(tǒng)的影像學評估方法無法滿足臨床和研究的要求，主要原因如下：

1、SCI是復(fù)雜的神經(jīng)損傷，可以引起整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)的繼發(fā)性神經(jīng)退變，既往的研究只關(guān)注損傷部位神經(jīng)完整性和連接情況，缺少對中樞神經(jīng)系統(tǒng)系統(tǒng)性的評估。

2、SCI患者通常需要接受手術(shù)治療，并植入金屬內(nèi)固定，金屬內(nèi)固定嚴重影響了損傷區(qū)域磁場的均勻性，部分脊髓損傷患者的脊髓成像質(zhì)量差，無法對患者脊髓受傷程度進行定量評估。

3、既往影像學評估方法主要反映神經(jīng)宏觀結(jié)構(gòu)的改變，缺少對神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)和病理結(jié)構(gòu)的定量評估，無法反映神經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)的退變情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以MRI成像為基礎(chǔ)，實現(xiàn)多模態(tài)的、多角度、可定量和可預(yù)測的基于MRI多模態(tài)神經(jīng)成像評估脊髓損傷程度的方法。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于MRI多模態(tài)神經(jīng)成像評估脊髓損傷程度的方法，首先，基于MRI掃描損傷部位、高位頸脊髓和腰膨大以獲得多模態(tài)神經(jīng)成像；其次，使用醫(yī)學影像處理軟件對神經(jīng)成像中的靶區(qū)進行勾畫；最后，根據(jù)醫(yī)學影像處理軟件逐層計算脊髓面積、灰質(zhì)面積、后索高信號區(qū)域，以定量評估神經(jīng)退變程度。

優(yōu)選地，所述多模態(tài)神經(jīng)成像步驟包括使用矢狀位3DT2序列和軸位高分辨多回波梯度回波T2序列對損傷部位進行掃描，以及使用矢狀位3DT2序列、軸位高分辨多回波梯度回波T2序列和彌散張量成像DTI的組合分別對損傷部位以上兩個節(jié)段的高位頸髓和損傷部位以下兩個節(jié)段的腰膨大進行掃描。

優(yōu)選地，所述勾畫神經(jīng)影像靶區(qū)步驟包括使用醫(yī)學影像處理軟件對損傷部位、高位頸髓和腰膨大的軸位高分辨T2成像、彌散張量DTI成像進行坐標校正，使軸位高分辨T2成像同患者的3DT2的解剖像對應(yīng)；接著使用醫(yī)學影像處理軟件在高分辨T2成像上對損傷部位病灶，以及高位頸髓和腰膨大的脊髓、脊髓的灰質(zhì)、脊髓的后索區(qū)域的高信號區(qū)域進行逐層手工分割。

優(yōu)選地，所述定量評估神經(jīng)退變步驟包括首先根據(jù)患者3DT2解剖像將脊髓根據(jù)節(jié)段進行劃分，接著使用醫(yī)學影像處理軟件逐層計算整體脊髓面積、脊髓灰質(zhì)面積、脊髓白質(zhì)面積、后索的高信號面積，以勾畫的靶區(qū)為基礎(chǔ)創(chuàng)造掩模，提取掩模中各層脊髓的彌散張量成像DTI的FA值和T2值的平均值，作為評估脊髓損傷程度的依據(jù)。

優(yōu)選地，所述多模態(tài)神經(jīng)成像包括結(jié)構(gòu)成像、功能成像、彌散磁共振成像或近紅外光學成像。

優(yōu)選地，所述高位頸髓的掃描范圍包括C1-C5節(jié)段，腰膨大的掃描范圍包括T11-L1節(jié)段。

優(yōu)選地，所述整體脊髓定義為高信號腦脊液包裹的類圓形低信號區(qū)域，軸位高分辨T2信號范圍為350-750；所述脊髓灰質(zhì)定義為脊髓中央較高信號的蝴蝶狀區(qū)域，其軸位高分辨T2信號范圍為400-600；所述后索高信號的T2值比周圍正常的白質(zhì)T2值高50。