[发明专利]基于MRI多模态神经成像评估脊髓损伤程度的方法

说明书

本发明公开了一种基于MRI多模态神经成像评估脊髓损伤程度的方法，基于MRI扫描损伤部位、高位颈脊髓和腰膨大以获得多模态神经成像，使用医学影像处理软件对神经成像中的靶区进行勾画，根据医学影像处理软件逐层计算整体脊髓面积、脊髓灰质、脊髓白质、后索高信号以及后索的以定量评估神经退变，能够从多角度多方面特别是神经微观结构反映病变组织的综合信息，让研究者和医生可以进行系统性的客观定量评估中枢神经系统继发性损伤的严重程度，还能对患者远期的预后进行预测。

技术领域

本发明属于神经成像领域，具体是涉及一种应用多模态神经成像技术获取患者神经系统的图像数据以评估脊髓损伤程度的方法。

背景技术

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种临床常见的严重外伤性中枢神经损伤，有较高的发病率和致死率。目前针对脊髓损伤严重程度的评估方式多为定性评估，如何客观定量评估脊髓损伤受伤严重程度仍是一个世界性的难题。传统的影像学评估方法无法满足临床和研究的要求，主要原因如下：

1、SCI是复杂的神经损伤，可以引起整个中枢神经系统的继发性神经退变，既往的研究只关注损伤部位神经完整性和连接情况，缺少对中枢神经系统系统性的评估。

2、SCI患者通常需要接受手术治疗，并植入金属内固定，金属内固定严重影响了损伤区域磁场的均匀性，部分脊髓损伤患者的脊髓成像质量差，无法对患者脊髓受伤程度进行定量评估。

3、既往影像学评估方法主要反映神经宏观结构的改变，缺少对神经微观结构和病理结构的定量评估，无法反映神经微观结构的退变情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以MRI成像为基础，实现多模态的、多角度、可定量和可预测的基于MRI多模态神经成像评估脊髓损伤程度的方法。

为了解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于MRI多模态神经成像评估脊髓损伤程度的方法，首先，基于MRI扫描损伤部位、高位颈脊髓和腰膨大以获得多模态神经成像；其次，使用医学影像处理软件对神经成像中的靶区进行勾画；最后，根据医学影像处理软件逐层计算脊髓面积、灰质面积、后索高信号区域，以定量评估神经退变程度。

优选地，所述多模态神经成像步骤包括使用矢状位3DT2序列和轴位高分辨多回波梯度回波T2序列对损伤部位进行扫描，以及使用矢状位3DT2序列、轴位高分辨多回波梯度回波T2序列和弥散张量成像DTI的组合分别对损伤部位以上两个节段的高位颈髓和损伤部位以下两个节段的腰膨大进行扫描。

优选地，所述勾画神经影像靶区步骤包括使用医学影像处理软件对损伤部位、高位颈髓和腰膨大的轴位高分辨T2成像、弥散张量DTI成像进行坐标校正，使轴位高分辨T2成像同患者的3DT2的解剖像对应；接着使用医学影像处理软件在高分辨T2成像上对损伤部位病灶，以及高位颈髓和腰膨大的脊髓、脊髓的灰质、脊髓的后索区域的高信号区域进行逐层手工分割。

优选地，所述定量评估神经退变步骤包括首先根据患者3DT2解剖像将脊髓根据节段进行划分，接着使用医学影像处理软件逐层计算整体脊髓面积、脊髓灰质面积、脊髓白质面积、后索的高信号面积，以勾画的靶区为基础创造掩模，提取掩模中各层脊髓的弥散张量成像DTI的FA值和T2值的平均值，作为评估脊髓损伤程度的依据。

优选地，所述多模态神经成像包括结构成像、功能成像、弥散磁共振成像或近红外光学成像。

优选地，所述高位颈髓的扫描范围包括C1-C5节段，腰膨大的扫描范围包括T11-L1节段。

优选地，所述整体脊髓定义为高信号脑脊液包裹的类圆形低信号区域，轴位高分辨T2信号范围为350-750；所述脊髓灰质定义为脊髓中央较高信号的蝴蝶状区域，其轴位高分辨T2信号范围为400-600；所述后索高信号的T2值比周围正常的白质T2值高50。