[发明专利]一种通过DWI与ASL自动确定缺血半暗带的方法

说明书

一种通过DWI与ASL自动确定缺血半暗带的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：对DWI和ASL进行多模态配准，并计算对称轴；步骤2：通过ASL计算出CBF，并计算CBF异常区域；步骤3：通过DWI计算表观弥散系数ADC，并计算DWI和ADC异常区域，计算不匹配区域作为缺血半暗带。本发明使用双侧对比的方式，通过异常侧与正常侧对比，避免了因患者个体差异，导致绝对阈值不能准确反映缺血半暗带情况的问题。并且通过配准DWI和ASL图像，再计算DWI对称轴来代替ASL对称轴，解决了ASL图像计算对称轴困难的问题。能够准确得到缺血半暗带的分割结果。

技术领域

本发明涉及医学图像领域，具体涉及一种通过DWI与ASL自动确定缺血半暗带的方法。

背景技术

缺血性脑卒中是最常见的脑卒中类型，其发病率、致残率、死亡率和复发率均较高。目前，临床常用弥散加权成像DWI与核磁灌注加权成像PWI的不匹配来确定缺血半暗带，而PWI多用动态磁敏感对比增强成像，需要注射对比剂，既耗时又有损伤，且高压注射有一定危险性。

动脉自旋标记ASL利用血液中的水作为内源性示踪剂，显示脑组织的灌注信息，相较于核磁灌注加权成像PWI而言，其优点在于不需要注射造影剂就能完成扫描，但缺点是分辨率较低并且信噪比较差。

利用ASL与DWI的不匹配也可以用于确定缺血半暗带。利用ASL计算出脑血流量CBF，再使用绝对阈值对CBF进行处理，计算出缺血区域，用DWI的高亮区域作为梗死区，这两部分区域的不匹配区域就为缺血半暗带。

由于ASL本身的分辨率低和信噪比差的问题，通过ASL与DWI的不匹配得到缺血半暗带的处理过程一般都是由手动完成的，耗时耗力，而且由于跟个人的操作相关，导致结果的主观性强、可重复性差。

发明内容

针对手动处理ASL与DWI的不匹配耗时耗力、主观性强、可重复性差的问题，本发明提出一种通过DWI与ASL自动确定缺血半暗带的方法，能够快速、客观、可重复的实现缺血半暗带的区域分割。

为实现上述目的，本发明提供的具体技术方案如下：

一种通过DWI与ASL自动确定缺血半暗带的方法，其特征在于，利用配准DWI和ASL图像，来通过DWI计算ASL图像的对称轴；通过双侧对比，得出异常区域判断，而不是通过绝对值进行判断；通过DWI和ASL图像，自动化得到缺血半暗带。

包括以下几个步骤：

步骤1：对DWI和ASL进行多模态配准，并计算对称轴；

步骤2：通过ASL计算出CBF，并计算CBF异常区域；

步骤3：通过DWI计算表观弥散系数ADC，并计算DWI和ADC异常区域，计算不匹配区域作为缺血半暗带。

所述步骤1具体包括如下步骤：

步骤1.1：使用互信息配准方法对DWI序列和ASL序列进行配准；

因图像分辨率和图像质量差，并且包含病灶的情况下，ASL图像难以找到对称轴，利用配准，在DWI图像上找到的对称轴可以应用在ASL图像上解决其对称轴难以计算的问题；

步骤1.2：计算DWI的对称轴，具体实现如下：

使用最大类间差方法，求得DWI的阈值，分离出图像背景和脑组织，得到脑组织的二值化图像，脑组织部分值为1，其他部分为0，然后计算脑组织的质心，并将质心平移到图像中心，从与横轴方向夹角为0°开始作为临时对称轴，以1°的间隔旋转，共180°，每次旋转都计算关于对称轴的两侧脑组织的对称性，该对称性通过计算对称轴两侧的脑组织二值化图像的异或获得，即像素值相同则结果为0，不同为1，计算获得所有像素异或值的和最小的角度，作为对称轴的角度，计算该角度下通过质心的直线，作为对称轴。