[发明专利]水弥散运动可视化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分析磁共振弥散参数图的分析方法，即水弥散运动可视化的方法，特别是3T高场磁共振的32个弥散张量方向的参数图分析方法，是医疗影像诊断脑内水分子弥散运动病理生理改变的重要方法。 

背景技术

2011年，国际学者明确提出轻度认知功能障碍(Mild cognitive impairment，MCI)代表了多种认知功能障碍疾病(痴呆)的临床前期，对MCI的病因学分型将有助于临床上早期治疗和逆转病情。然而，由于多种认知功能障碍疾病的神经病理改变相似，在临床诊断上常被误诊。而近年来，磁共振成像成为这一类疾病的重要的诊断支持证据。磁共振弥散张量成像(DTI)具有在活体中准确定位脑细胞的病理损伤部位及程度的能力。然而，在MCI期该病理改变轻微，肉眼无法识别图像变化，因此，急需一种磁共振弥散参数图的分析方法，即水弥散运动可视化的方法。 

我们的前期工作进行了3T高场磁共振的32个弥散方向的DTI，并对各种认知障碍疾病的脑DTI参数图进行了分析，发现在遗忘型轻度认知功能障碍(aMCI)和阿尔茨海默病(AD)中，表观弥散系数值(ADC)值升高的脑区具有解剖偏侧性(非对称性分布)，左侧海马及海马旁回首先出现ADC值升高，之后进展为双侧受累，在AD组中，以右侧受累为主。在脑内，灰质水弥散分布规律符合低成本高效率的小世界特性，双侧海马具有网络集点功能，左侧海马的网络连接性容易损伤，并在aMCI和AD中早期丧失。这些水弥散的可视化研究可能为预测认知衰退的提供客观的生物学指标。 

在本发明之前，多数研究者采用人工勾画感兴趣区法(ROI)，确定脑区后再计算各个脑区的ADC值。人工勾画ROI具有主观性强、费时费力及可操作性较差的缺点，不能客观、快速和准确地显示细胞外水分子弥散运动模式。 

发明内容

本发明的目的就在于克服人工勾画感兴趣区法(ROI)的缺陷，设计了自动化的进行全脑磁共振弥散参数图的分析方法，即水弥散运动可视化的方法，特别是32个弥散张量方向的参数图分析方法，国内尚无此分析方法的报道。 

本发明的技术方案是： 

1.建立医疗影像诊断脑内水分子弥散运动病理生理改变的分析方法，即水弥散运动可视化的方法，特别是32个弥散张量方向的参数图分析方法，目前国内没有可借鉴的有效成熟的方法。 

2.水弥散运动可视化的方法特征是：分析3T高场磁共振的32个弥散方向的弥散张量成像及其参数图(如脑表观弥散系数图像)。 

3.水弥散运动可视化的方法特征是：从磁共振设备上获取的弥散系数图像从DICOM格式转换为*.img和*.hdr格式。 

4.水弥散运动可视化的方法特征在于将解剖脑功能区分割和提取大脑皮层的脑区。 

5.水弥散运动可视化的方法特征在于计算构成各个解剖脑区的体素的灰阶平均值和方差。 

6.水弥散运动可视化的方法特征在于使用方差分析和独立样本t检验方法分析人脑内水弥散分布特征的差异。 

7.水弥散运动可视化的方法特征在于将人脑内水弥散分布特征的统计学差异用可视化的图像显示出来，以帮助诊断疾病。 

本发明的优点和效果在于，建立了一个基于解剖脑区(AVOI)水平的，用来研究脑细胞外水分子弥散张量参数图改变模式的方法，尤其是适于认知障碍疾病(aMCI和AD)中的诊断和鉴别诊断。基于解剖脑区(AVOI)分析的优势在于，将大脑半球的皮层结构自动分割为90个脑区，对每个脑区的灰度平均值都进行自动分析。不需要人工手动勾画脑区，减少了主观误差，提高了效率，增加了结果的可重复性。 

附图说明

图1——本发明中水弥散运动可视化的方法的技术方案流程图。 

图2——本发明中将水弥散运动可视化的方法具体实施在认知障碍疾病脑中的效果图。 

左图：在aMCI和NC组间，ADC值有统计学差异脑区位于边缘系统(左侧海马、左侧海马旁回、右侧岛叶)、左侧丘脑、右侧角回和其他额叶脑回(两侧眶回)。 

中图：在aMCI和AD组间，ADC值有统计学差异脑区位于边缘系统(右侧海马、右侧楔回、双侧颞上极、左侧颞横回)、左侧枕叶梭状回、双侧额下回岛盖部和其他额叶脑回。 

右图：在AD和NC组间，ADC值有统计学差异脑区从双侧海马回扩展到周围边缘系统和相关皮层(包括右侧扣带回、右侧海马旁回、右侧岛叶、左侧颞上极、左侧颞横回、双侧额下回岛盖部、右侧缘上回、左侧角回)。