[发明专利]一种磁共振胰腺脂肪与铁沉积分布测定方法及系统

说明书

本发明公开了一种磁共振胰腺脂肪与铁沉积分布测定方法及系统。通过磁共振仪器采集腹部的多回波图像；提取出同相和反相的双模态图像，输入到神经网络模型中获得胰腺分割掩膜；采用映射方法处理获取胰腺脂肪沉积分布信息与铁沉积分布信息；根据胰腺分割掩膜对胰腺划分区域，获得各个胰腺分区域，获得每个胰腺分区域的胰腺脂肪沉积分布与铁沉积分布。本发明能够有效去除腹部其他部位信号的干扰，对来源于不同疾病人群、不同厂家磁共振设备的适应性强，保证胰腺分割的精度，实现可视化胰腺脂肪沉积分布及铁沉积分布，准确性高。

技术领域

本申请涉及生物医学工程技术领域的一种测定方法及系统，特别涉及一种适用于多人群多中心数据的磁共振胰腺脂肪与铁沉积分布测定方法及系统。

背景技术

二型糖尿病(T2DM)是由一组复杂的代谢紊乱引起的慢性异质性疾病。直至2003年，全世界范围内，糖尿病患者的数量预计将上升到4.39亿人，其中超过90％的都是T2DM。与内脏脂肪组织相比，正常组织的异位脂肪累积被认为可能是T2DM风险的更好预测指标。

胰腺作为消化与内分泌器官，与T2DM关联紧密。然而相比起肝，胰腺的脂肪沉积的病理过程及后续发展却往往被忽视。研究显示，胰腺内异位脂肪累积可能会引起或加剧急性胰腺炎、β细胞功能障碍、T2DM疾病的进程，甚至与胰腺肿瘤存在关联。同时，胰腺的炎症会导致胰腺实质内水肿和脂肪沉积,合并出血时还可能因铁蛋白和含铁血黄素沉积而导致局部胰腺组织内铁过载，而长期铁沉积可能对组织造成损伤。胰腺铁沉积也被认为对胰腺β细胞的功能有一定影响，与葡萄糖代谢受损有一定的关系。同时，胰腺内细胞团分布不均，例如胰岛以胰尾最多。因此，测定胰腺不同部位的异位脂肪沉积分布情况、铁沉积分布情况，可以加强对胰腺功能异常/代谢异常疾病的了解。

由于胰腺很难用活检取，一般采用活体定量技术，磁共振成像(Magneticresonance imaging，磁共振MRI)中的化学位移双回波/多回波技术往往被作为最佳定量方法。T1双回波技术是腹部肝脏成像中不可缺少的例行序列，其基于化学位移原理，通过一次屏息的双回波采集，获得完美配准的水脂同相/反相图。双回波DIXON是该技术的延续，在后处理阶段通过同相/反相图像及相位信息计算出水脂分离成像，最终获得全腹部的脂肪分数图谱。目前还发展出了多回波技术，通过多点采集，水脂分离更到位，且可以精准定量脂肪与铁沉积。

由于胰腺形状多变，边缘模糊，且血管、胆管穿行，周围肝脏、十二指肠紧贴，医生难以在磁共振图像中手工勾画出整个胰腺。采用深度学习技术进行磁共振胰腺分割有效且可以做到标准化，但由于胰腺分割困难，目前的论文中磁共振图像分割胰腺的测试集分割精度DSC很难高于0.85。同时，由于所有已发表的论文及方法均未提到多中心数据集的分割问题，默认模型只适用于单一人群单一设备的数据集，并对序列参数的设定提出了一定的要求，增加了技师的操作复杂性，模型适用范围小。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于多人群多中心数据的磁共振胰腺脂肪与铁沉积分布测定方法，以精准测定胰腺多区域脂肪与铁沉积分布为目的，建立了双模态3D集成网络模型对腹部多回波数据集进行分割，再使用映射的方法获取胰腺脂肪沉积分布和铁沉积分布。

本发明的分割模型不限制设备与采集参数，极大扩展了应用场景。

如图1所示，本发明所采用的技术方案是：

一、一种磁共振胰腺脂肪与铁沉积分布测定方法，包括：

S1、通过磁共振仪器采集腹部的多回波图像；

S2、从多回波图像中提取出同相和反相的双模态图像，将双模态图像输入到神经网络模型中获得胰腺分割掩膜；

S3、将胰腺分割掩膜采用映射方法处理获取胰腺脂肪沉积分布信息与铁沉积分布信息；

S4、根据胰腺分割掩膜对胰腺划分区域，获得各个胰腺分区域，获得每个胰腺分区域的胰腺脂肪沉积分布与铁沉积分布。