[发明专利]无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法

说明书

本发明公开了一种无创测量活体生物组织中细胞器含水比例的方法，该方法是使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描，保持所得图像；对图像进行标准化处理，并采用独创的改良三指数模型对图像进行拟合，获得活体生物组织胞质细胞器含水比例图像。在该图像上选择特定区域进行测量，即可得到该区域胞质细胞器含水比例。本发明首次提出活体生物组织胞质细胞器含水比例的无创测量方法，在肿瘤恶性程度评估、脑梗死严重程度评估等方面具有重要价值。

技术领域

本发明属于医学影像分析技术领域，涉及一种无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法。

背景技术

组织胞质细胞器含水比例会随多种生理、病理因素而改变。在恶性肿瘤中，由于肿瘤细胞增殖旺盛，细胞密度增高，同时细胞代谢旺盛易导致局部缺氧，进而引起细胞器肿胀，上述因素可致使胞质细胞器含水比例上升，而肿瘤恶性度越高，理论上该比例上升越明显，故而测定肿瘤胞质细胞器含水比例具有评估肿瘤恶性程度的价值。在缺血性疾病，如脑梗死患者中，急性期由于细胞缺氧，可引起细胞器肿胀，使得胞质细胞器含水比例上升，胞质细胞器含水比例的变化可以反映组织缺氧程度，进而有助于临床病情的评估。探测组织胞质细胞器含水比例有助于多种疾病的病情判断，而目前暂无在活体生物组织中探测胞质细胞器含水比例的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法。

本发明包括特殊磁共振成像方法及图像后处理两方面内容，在图像后处理方面采用了独创的改良三指数模型。具体步骤如下：

1)使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描；

2)保存所得图像数据；

3)采用改良三指数模型对图像进行拟合，得到活体生物组织胞质细胞器含水比例图像；所述的改良三指数模型如下：

f₀+f_slow+f_fast＝1

其中S是对应b值下的信号值，而S₀是b＝0s/mm2时的初始信号值，f₀代表胞质细胞器含水比例，f_slow和f_fast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的含量，而ADC_slow和ADC_fast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的表观弥散系数。

4)在该图像上选择所需区域进行测量，即可得到生物组织中该区域胞质细胞器含水比例。

所述的磁共振仪器的磁场强力为3.0特斯拉。

所述的多b值弥散加权成像序列扫描，具体扫描参数如下：采用单脉冲回波序列，层厚4mm；层间距5mm；体素0.94×0.94mm；矩阵256×256；回波时间(TE)107.7ms；重复时间(TR)3000ms；翻转角90°；视野(FOV)240×240mm；取9个b值，分别为0,100,200,300,500,700,1000,2000and 3000s/mm2。

本发明首次提出一种活体生物组织胞质细胞器含水比例的无创测量方法，在肿瘤恶性程度评估、脑梗死严重程度评估等方面具有重要应用价值。

附图说明

图1为改良三指数模型无创测量生物组织细胞器水含量的原理图。

图2为改良三指数模型拟合的一种算法框架。

图3为采用本发明方法获得的脑肿瘤胞质细胞器含水比例图，单位为‰。

图4胶质瘤胞质细胞器含水比例均值与增殖指数Ki-67呈正比。