[发明专利]一种基于动脉自旋标记的脑低灌注区精准定量方法

说明书

本发明公开了一种基于动脉自旋标记的脑低灌注区精准定量方法，首先，通过由粗到精的配准策略，将脑卒中确诊患者的扩散加权影像和脑血流量图在空间解剖结构上实现映射；其次，对于存在梗死核心区域的脑卒中确诊患者影像，以扩散加权影像提取的梗死核心区为种子点，在空间位置对应的脑血流量图上提取低灌注区域；否则，以脑血流量减影图中提取的高信号区为种子点提取低灌注区域；最后，定量分析脑卒中确诊患者的低灌注区相关参数，如低灌注区的位置、大小、体积，以及梗死核心/低灌注区的不匹配等。脑卒中确诊患者低灌注区的精确提取及定量分析有助于评估已确诊患者的时间窗和组织窗。

技术领域

本发明属于磁共振成像和数字图像技术领域，具体涉及一种基于动脉自旋标记的脑低灌注区精准定量方法。

背景技术

脑缺血是由于脑血管狭窄或闭塞后导致脑血流减少，导致脑组织灌注不足，可分为急性缺血和慢性缺血，在脑大血管狭窄或闭塞所致的缺血中，低灌注评估反映了脑组织缺血的程度，低灌注的检测和分割是脑缺血评估中的核心任务。

目前使用注射对比剂之后的颅脑灌注成像能够实现参数定量，比如达峰反应时间(Tmax)，根据低灌注严重程度设置不同的阈值，能够得到低灌注区的位置和容积。但是这种脑灌注成像需要注射对比剂，具有肾毒性。动脉自旋标记灌注成像是一种无需注射对比剂的核磁共振灌注成像方法，采集便捷，可反复采集，几乎适用于所有人群，尤其对需要反复进行灌注成像的对象优势明显。动脉自旋标记灌注成像只有一个参数，即脑血流量，这个参数也是进行低灌注检测和分割最理想的参数。目前基于动脉自旋标记灌注成像的低灌注分割存在挑战，由于图像信噪比较低，导致单纯通过阈值的分割方法噪声大，结果不够准确，优化的动脉自旋标记低灌注检测及分割方法亟待开发。

发明内容

本发明是针对现有基于动脉自旋标记的脑卒中确诊患者的低灌注区提取方法存在的上述技术问题，提供了一种基于动脉自旋标记的脑低灌注区精准定量方法。该方法首先通过配准将脑卒中确诊患者的扩散加权影像和脑血流量图在空间解剖结构上一一对应，随后采用种子生长策略提取低灌注区域，从而有效定量分析脑卒中确诊患者低灌注区的位置、大小、体积等。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于动脉自旋标记的脑低灌注区精准定量方法，包括以下步骤：

步骤1、将脑卒中确诊患者的磁共振扩散加权影像和脑血流量图在空间解剖结构上映射；

步骤2、若存在梗死核心区域，提取扩散加权影像的高信号区域作为梗死核心区域，若不存在梗死核心区域，提取脑血流量减影图的高信号区域；

步骤3、若脑卒中确诊患者存在梗死核心区域，以步骤2在扩散加权影像上提取的梗死核心区域为种子点，若脑卒中确诊患者不存在梗死核心区域，以步骤2在脑血流量减影图提取的高信号区域为种子点，利用种子生长法提取脑血流量图的低灌注区域；

步骤4、定量低灌注区域的大小、体积、位置，以及定量梗死核心区域与低灌注区域的不匹配。

如上所述的步骤2中是否存在梗死核心区域通过以下步骤获得：

通过扩散加权影像计算脑卒中确诊患者的表观扩散系数参数图，表观扩散系数参数图中表观扩散系数600s/mm²且对应的扩散加权影像为高信号区域，则存在梗死核心区域。

如上所述的扩散加权影像中信号强度Mean1+SD1的区域为扩散加权影像的高信号区域，其中Mean1为扩散加权影像的平均信号强度，SD1为扩散加权影像的信号标准差。

如上所述的脑血流量减影图中信号强度Mean2+SD2的区域为脑血流量减影图的高信号区域，其中，Mean2为脑血流量图的平均信号强度，SD2为脑血流量图的信号标准差。

如上所述的步骤3中，若脑卒中确诊患者存在梗死核心区域，种子生长法的种子生长策略为：