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一种基于磁共振 弥散张量成像确定目标边界的方法

阅读：207发布：2020-05-22

专利汇可以提供一种基于磁共振弥散张量成像确定目标边界的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属医学图像处理及应用邻域，涉及一种确定目标边界的方法，具体涉及一种基于磁共振弥散张量成像技术基础上的胶质瘤边界确定方法。本发明通过影像扫描，得到弥散张量图像；然后进行数据处理，用0.15作为阈值进行纤维束重建；最后通过重建纤维束与肿瘤的界线确定肿瘤边界。本方法克服了常规核磁低估肿瘤边界的缺点同时可以直观显示胶质瘤与纤维束的位置关系。，下面是一种基于磁共振弥散张量成像确定目标边界的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于磁共振弥散张量成像确定目标边界的方法，所述的目标边界为肿瘤边界，其特征在于，其包括如下步骤：
1)影像扫描，得到弥散张量图像；
2)数据处理，用0.15作为阈值进行纤维束重建；
3)通过重建纤维束与肿瘤的界线确定肿瘤边界。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的肿瘤为胶质瘤。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中，应用磁共振扫描仪对胶质瘤病例进行扫描，设定一定的扫描参数，每个层面均在6个方向以上施加弥散梯度。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中，所有数据进行离线后处理，将数据输入图像工作站，计算张量场，显示FA灰度图、FA彩色编码图，并用FACT 算法进行纤维束追踪。
5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中，设定FA阈值为0.15，相邻两个步长之间的夹角＜70°，重建所有瘤周围的纤维束。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)中，根据重建的所有瘤周围的纤维束，确定肿瘤和纤维束的界线。

说明书全文

一种基于磁共振弥散张量成像确定目标边界的方法

技术领域

[0001] 本发明属医学图像处理及应用邻域，涉及一种确定目标边界的方法，具体涉及一种基于磁共振弥散张量成像技术基础上的胶质瘤边界确定方法。

背景技术

[0002] 临床实践中对胶质瘤的治疗多以手术为主，术前准确掌握肿瘤边界及其与其周围结构的关系对手术方案的制定及估计病人的预后有非常重要的意义。常规的确定方法多采用核磁图像(T1、T2图像等)定位。临床实践显示，核磁图像(T1、T2图像等)在该方面应用尚存在如下的缺点：1、常规核磁图像往往低估胶质瘤的浸润范围；2、常规核磁图像无法直观显示肿瘤瘤体与周围重要纤维束的位置关系。

[0003] 磁共振弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging，DTI)以及在其基础上发展起来的脑白质纤维束追踪(Tractography)是目前唯一能够显示活体纤维束的影像学技术，1-3 4
其在术前准确显示肿瘤和纤维束的关系方面被寄予厚望。另外，Stadlbauer等通过对立体定位活检中肿瘤细胞浸润的程度与用FA不同阈值脑白质纤维束追踪的结果做了相关性研究，结果证实：0.15～0.20为准确重建胶质瘤周围纤维束最佳阈值。一些临床实践的
5-7
结果也证明了这一点。

[0004] 与本方法有关的参考文献有：

[0005] 1.Ganslandt，O，Stadlbauer，A，Fahlbusch，R，Kamada，K，Buslei，R，Blumcke，I，et al.Protonmagnetic resonance spectroscopicimaging integrated into image-guided surgery：correlation tostandard magnetic resonance imaging and tumorcell density.Neurosurgery 2005；56：291 298.

[0006] 2.Nelson，SJ，McKnight，TR，Henry，RG.Characterization ofuntreated gliomas by magnetic resonance spectroscopic imaging.Neuroimaging Clin N Am 2002；12：599613.

[0007] 3.Stadlbauer，A，Moser，E，Gruber，S，Buslei，R，Nimsky，C，Fahlbusch，R，et al.Improved delineation of brain tumors：anautomated method for segmentation based on pathologic changesof 1H-MRSI metabolites in gliomas.NeuroImage 2004；23：454461.

[0008] 4.Stadlbauer A，Nimsky C，Buslei R，Salomonowitz E，Hammen T，Buchfelder M，et al.Diffusion tensor imaging and optimizedfiber tracking in glioma patients：Histopathologic evaluationof tumor-invaded white matter structures.Neuroimage2007；34：949-56.

[0009] 5.Kamada，K，Todo，T，Masutani，Y，Aoki，S，Ino，K，Takano，T，et al.Combined use of tractography-integrated functionalneuronavigation and direct fiber stimulation.J Neurosurg2005；102：664 672.

[0010] 6.Yu，CS，Li，KC，Xuan，Y，Ji，XM，Qin，W.Diffusion tensortractography in patients with cerebral tumors：a helpfultechnique for neurosurgical planning and postoperativeassessment.Eur J Radiol 2005；56：197 204.

[0011] 7.Akai，H，Mori，H，Aoki，S，Masutani，Y，Kawahara，N，Shibahara，J，et al.Diffusion tensor tractography ofgliomatosis cerebri：fiber tracking through the tumor.J ComputAssist Tomogr 2005；29：127 129.

发明内容

[0012] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种确定目标边界的方法，具体涉及一种基于核磁弥散张量成像的新的确定胶质瘤边界的方法。

[0013] 本发明可以较直观的显示肿瘤和周围纤维束的位置关系，有助于术前方案的确定，减少术后功能障碍的发生。

[0014] 本发明方法，其包括如下步骤：

[0015] 1)影像扫描，得到弥散张量图像，

[0016] 本发明中，应用磁共振扫描仪对胶质瘤病例进行扫描，设定一定的扫描参数，每个层面均在6个方向以上施加弥散梯度；

[0017] 2)数据处理，用0.15作为阈值进行纤维束重建，

[0018] 本发明中，所有数据进行离线后处理，将数据输入图像工作站，计算张量场，显示FA灰度图、FA彩色编码图，并用FACT 算法进行纤维束追踪；

[0019] 设定FA阈值为0.15，相邻两个步长之间的夹角＜70°重建出符合要求的瘤周围的所有纤维束；

[0020] 3)通过重建纤维束与肿瘤的界线确定肿瘤边界

[0021] 本发明中，通过在FA灰度图或者FA彩色编码图上得到的重建的所有瘤周围的纤维束，确定肿瘤和纤维束的界线，最后确定肿瘤边界。

[0022] 本发明方法方法克服了常规核磁低估肿瘤边界的缺点同时可以直观显示胶质瘤与纤维束的位置关系，具有下述优点：

[0023] 1、可以比较直观的显示肿瘤和周围纤维束的位置关系，有助于术前方案的确定。

[0024] 2、当纤维束重建的FA阈值设定为0.15时，该部分具有功能的轻微被肿瘤的浸润的纤维束被重建出来，该部分纤维束的保留可以减少术后功能障碍的可能性。附图说明：

[0025] 图1为本方法的实施实例示意图，其中，

[0026] 图1-1为用病例弥散张量成像后所得的FA灰度图像；

[0027] 图1-2为用病例弥散张量成像后所得的FA彩色编码图及用FA阈值为0.15重建的包绕在肿瘤周围的纤维束的二维显示；

[0028] 图1-3为在图1-2的基础上确定的肿瘤和纤维束边界的示意图。

具体实施方式

[0029] 实施例1

[0030] 用磁共振扫描仪对选定的胶质瘤病例进行扫描，设定一定的扫描参数，每个层面均在6个方向以上施加弥散梯度；扫描所得的所有数据进行离线后处理，将数据输入图像工作站，计算张量场，显示FA灰度图、FA彩色编码图，并用FACT算法进行纤维束追踪；设定FA阈值为0.15，相邻两个步长之间的夹角＜70°重建出符合要求的所有纤维束；根据FA灰度图或者FA彩色编码图所显示的数据得到肿瘤与重建纤维束的分界线及肿瘤的边界，确定肿瘤边界。结果显示，根据本发明方法所获得的FA灰度图或FA彩色编码图，能较直观的显示肿瘤和周围纤维束的位置关系，有助于术前方案的确定，当纤维束重建的FA阈值设定为0.15时，该部分具有功能的轻微被肿瘤的浸润的纤维束被重建出来，该部分纤维束的保留可以减少术后功能障碍的可能性。

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