[发明专利]一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法

说明书

一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,通过六个步骤得到三维仿真模型。该脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法能得到不同肝脏脂肪含量下的三维仿真模型。该脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法能对脂肪滴尺度评估不同脂肪含量的肝细胞浆内脂肪滴三维分布。

技术领域

本发明涉及三维仿真模型构建技术领域，特别涉及一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法。

背景技术

脂肪肝是多种原因引起的肝脏脂肪蓄积过多，通常是弥漫性肝脏疾病的病理学表现，可能导致肝纤维化、肝硬化甚至肝衰竭等严重并发症。根据中华医学会肝病学分会和中国医师协会脂肪肝专家委员会2015年发布的《中国脂肪肝防治指南》，脂肪肝已成为我国第一大肝脏疾病，成人脂肪肝患病率介于12.5％～35.4％，且脂肪肝患者呈现年轻化趋势。

根据肝细胞浆内脂肪滴形态，脂肪变性可分为肝细胞小泡性脂肪变性(即肝细胞内含很多微小的脂质空泡)和肝细胞大泡性脂肪变性(即肝细胞内含一个较大的脂质空泡)两类。

目前肝脏脂肪测量的“金标准”是非靶向的经皮肝穿刺活检，通过对HE染色后的样本切片统计肝细胞中脂质空泡的比例，从而进行分级量化，但该技术是侵入性的，受采样影响较大并存在发生并发症的风险。作为评估脂肪变性最常用的影像技术，超声可利用定性超声特征(例如回声反射性、回声质地、血管能见度和波束衰减等)反映肝脏脂肪是否沉积及其严重程度。计算机断层扫描技术成像速度快，可提供反映肝脏脂肪含量的X线衰减信息。磁共振成像技术利用水和脂肪中质子共振频率的差异，通过采集在同相位和反相位时水和脂肪的信号，定量评估肝脏脂肪含量。

但上述医学影像技术在测量肝脏脂肪时候，存在如下挑战：(1)获得的是肝脏脂肪二维分布图像，无法得到脂肪滴尺度相当的三维分布情况；(2)肝脏内脂肪含量及其分布并非均匀的，脂肪滴的异质性分布会影响超声波传播、X线衰减或磁场的均匀性，进而产生不同的超声、计算机断层扫描或磁共振成像信号，对肝脏脂肪的准确量化造成干扰；(3)在不同程度肝脏脂肪变性情况下，脂肪滴的形态学演化并不明确，但这对理解肝细胞浆内脂肪滴沉积和代谢机制具有重要意义。

因此，针对现有技术不足，提供一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法以解决现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法。该脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法能对脂肪滴尺度评估不同脂肪含量的肝细胞浆内脂肪滴三维分布。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种脂肪肝组织的三维仿真模型构建方法,包括步骤有：

步骤一、对肝脏活检样本进行染色；

步骤二、根据肝脏活检样本进行统计得到真实脂肪滴二维尺寸分布直方图和真实脂肪滴二维最近邻距离分布直方图；

步骤三、根据步骤二得到的真实脂肪滴二维尺寸分布直方图计算脂肪滴三维尺寸分布直方图；

步骤四、构建多个脂肪滴三维最近邻距离分布的形状参数与尺度参数的网格点，并结合步骤三得到的脂肪滴三维尺寸分布直方图，构建多个脂肪肝组织三维模拟模型；

步骤五、分别对步骤四得到的每个脂肪肝组织三维模拟模型截取截面,对应得到多个二维模拟截面，并与步骤二的真实脂肪滴二维最近邻距离分布进行对比，选取脂肪滴二维最近邻距离分布最优的模拟截面，并根据该模拟截面的形状参数与尺度参数得到的脂肪滴三维最近邻距离，将该脂肪滴三维最近邻距离定义为最终脂肪滴三维最近邻距离分布；

步骤六、根据步骤三得到的脂肪滴三维尺寸分布和步骤五得到的最终脂肪滴三维最近邻距离分布，构建脂肪肝组织三维仿真模型。

优选的,上述步骤一包括有：

步骤1.1、对肝脏活检样本进行HE染色；