[发明专利]基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统

说明书

本发明公开了一种基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统，包括背景参考Z谱仿真模块、预测模型训练模块、图像采集模块、水峰偏移预矫正模块、图像重建模块和鉴别模块，本发明首先通过机器学习模拟乳腺生理环境及病理环境仿真的理论背景参考Z谱，并建立模型，再通过模型对采集的逐像素的Z谱进行预测得到对应的主磁场偏移量与背景参考Z谱，最终得到酰胺质子饱和转移成像，最后通过病灶区成像的对比度来判断乳腺肿瘤的良恶性。本发明提出的基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统的处理流程有效地避免了乳腺脂肪、水肿等信号的干扰，同时极大程度上降低了磁体主磁场不均匀性的影响，故对诊断的准确度有着显著的提升。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别涉及一种基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统。

背景技术

对于癌症而言，肿瘤良恶性的鉴别尤为关键，这不仅对早期癌症的判断带来巨大的意义，同时对于为疾病制定准确有效的治疗方式也起到导向性作用。可以说，一种对于乳腺癌良恶性辨别高效的技术可以有效地帮助患者更早地得到良好的治疗，从而显著地降低其死亡率。

乳腺肿瘤主要可分为良性肿瘤和恶性肿瘤。手术是卵巢肿瘤最常见的治疗方法，而治疗计划可能取决于具体的肿瘤类型。临床上，根据不同的形态学、组织病理学和分子学等特征，不同情况的处理方式可能有所不同，对于那些希望进行保守或保留生育能力手术的患者，可以考虑进行保守或保留生育能力手术。妇科医生利用术中冰冻切片诊断的结果，为他们选择最适合患者的手术方式提供参考。然而，由于癌症的巨大规模和多样性以及形态学特例等原因，冰冻切片诊断对早期恶性肿瘤的准确率仅为81%，对边缘性肿瘤的准确率仅为60%-75%。同时，术中切片对患者带来的痛苦与风险也远高于术前影像诊断。因此，术前的定性诊断和对特定肿瘤类型的准确预测对于最佳临床治疗策略至关重要。

磁共振成像（MRI）由于其高空间分辨率和软组织对比度，已被证明对乳腺肿瘤的鉴别诊断有所帮助。然而，临床医生对于直观的磁共振影像描述的一些形态学特征的判断是极具主观性的。因此，一种具有合适定量指标的客观方法十分重要。

化学交换磁化转移成像技术是磁共振成像技术领域中的一种分子影像学技术，其不仅可以对极低浓度的化学基团进行单独成像，而且可对基团所在环境（如酸碱度、温度等）进行检测。当外源性或内源性分子中的可交换质子被频率选择性射频饱和后，饱和效应可通过化学交换传递给自由水的质子，最终基于水信号的改变间接地对包含可交换质子的分子进行成像。酰胺质子饱和转移（Amide proton transfer, APT）成像便是将酰胺基团(–NH) 质子作为交换点位置（δ3.5），是最为广泛使用的一种化学交换饱和转移成像的亚型。大量研究表明，酰胺质子饱和转移成像可以很好地提示肿瘤、缺血性中风及神经退行性病变等病理信息。

目前临床的定量酰胺质子饱和转移成像一般采用非对称性分析法，所得到的对比度信息并不是纯净的酰胺质子饱和转移对比度。脂质等化合物中的氢核普遍存在核奥氏增强效应，其分布于δ-2到δ-5之间，因此目前的技术缺陷使得最终得到的成像对比度并不完全为酰胺质子转移效应，这对临床利用酰胺质子饱和转移成像来进行乳腺肿瘤良恶性的准确度带来了很不利的影响。

为了能在临床上更好地对乳腺肿瘤患者的术前肿瘤良恶度进行筛查，同时也更合理地利用酰胺质子的化学交换饱和转移特性，本发明描述了一种基于分离式定量酰胺质子饱和转移成像的乳腺肿瘤良恶性辨别方法。通过此方法，临床应用中可以无创且不注入造影剂的前提下对乳腺肿瘤良恶性进行高效可靠的筛查。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种基于分离式定量APT成像的乳腺肿瘤辨别系统，包括如下模块：

背景参考Z谱仿真模块：通过化学交换饱和转移的数值仿真方法对乳腺生理环境及病理环境背景参考Z谱进行仿真；