[发明专利]基于医学图像的葡萄糖代谢率定量分析方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于医学图像的葡萄糖代谢率的定量分析方法及系统。由于患者通常在单侧颈内动脉存在进行性狭窄或阻塞，该方法基于患者的PET/MRI图像，对患者的单侧颈内动脉岩端区域进行图像输入函数处理，最终给出患者的葡萄糖代理率绝对数值。本发明提供的方法有效降低了定量分析的数值误差，提高了定量分析的稳定性和鲁棒性，避免了传统定量分析方法患者的参考脑区不稳定的缺陷，比现有的半定量方法更对准确地评估脑部代谢活动，降低患者脑卒中风险，并且对患者无创伤，协助临床医生对患者的脑部代谢活动更为了解，帮助临床治疗方案的选择，具有重要的社会意义和临床价值。

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术领域，具体涉及一种基于医学图像的葡萄糖代谢率定量分析方法及系统。

背景技术

脑卒中、心脏病、恶性肿瘤共同组成大多数国家的三大致死疾病。尤其是，缺血性脑卒中更是占到所有脑卒中的60%-80%，缺血性脑卒中是指由于脑的供血动脉狭窄或闭塞、脑供血不足导致的脑组织坏死的总称。脑的供血动脉包括颈内动脉（Internal carotidartery，ICA）、椎动脉和大脑中动脉。未经过常规治疗的颈内动脉ICA进行性狭窄患者第一年和第二年发生脑卒中风险分别高达13.2%和29.2%。因此，提前预防脑卒中，尤其是缺血性脑卒中的研究是极为必要的。

影像学检查（如PET，Positron emission tomography，正电子发射断层扫描；MRI扫描，Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像等）能够为脑血管疾病提供各种影像学参数，是脑血管病研究重要的检查手段。

其中，18F-氟代脱氧葡萄糖（18F-fluoro-2-deoxy-Dglucose，18F-FDG）正电子发射断层扫描（Positron emission tomography，PET）成像被认为是测量脑部各区域葡萄糖代谢的金标准。对慢性缺血性脑血管患者进行PET扫描，准确定量患者脑部代谢活动是精准治疗的前提，也是筛查高危脑梗死患者的重要手段。

为了保证影像检查时，患者处于同一生理状态，经常进行一体化PET/MRI扫描，即同时、同步、同生理状态下采集患者PET信息与MRI信息，形成高分辨率和组织对比度的PET代谢图像和MRI功能图像。

临床获得18F-FDG葡萄糖代谢率，即葡萄糖标准摄取值比率（Standardizeduptake value ratio，SUVR），最常用的方法是半定量分析：使用非特异性结合的区域作为参考脑区来衡量靶定区域的相对摄取值。但是在半定量分析方法中，由于脑血管疾病的缺血性区域可能会与半定量分析方法中的参考脑区重叠，因此会影响葡萄糖代谢率的结果。

为了准确地得到18F-FDG葡萄糖代谢率的绝对定量数值，对患者进行动脉采血是测量的黄金标准，但是动脉采血对患者的创伤和痛苦很大，具有侵入性、复杂性、多次采集等缺点，因此目前亟需一种能够根据患者PET/MRI扫描的医学图像信息进行准确有效的绝对定量分析方法。

发明内容

本发明提供一种基于患者一体化PET/MRI扫描的医学图像信息的绝对定量分析方法，能够快速准确地获得患者的18F-FDG葡萄糖代谢率的绝对数值，解决了常用的半定量分析方法的数值错误，避免了动脉采血对患者的伤害。

本发明提供了一种基于医学图像的葡萄糖代谢率定量分析方法，其特征在于，所述定量分析方法包括如下步骤：第一，采集患者的医学图像，所述医学图像为一体化PET/MRI扫描的医学图像；第二，对所述医学图像进行预处理，所述预处理包括提取所述医学图像中的患者特征信息，对所述医学图像的图像格式进行转化；第三，在所述预处理后的医学图像中提取感兴趣的医学图像区域；第四，对所述感兴趣的医学图像区域进行患者头动校正；第五， 对所述头动校正后的医学图像区域进行部分容积效应校正；第六，对所述部分容积效应校正后的医学图像区域进行Patlak图形分析，得到患者的葡萄糖代谢参数图像，最终得到所述感兴趣的医学图像区域中的所述葡萄糖代谢率。