[发明专利]利用磁共振成像的脑微出血检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用磁共振成像的脑微出血检测装置及方法。所公开的装置包括：预处理部，使磁共振成像的磁敏感加权成像及相位成像分别正规化，执行相位成像转换来反转正规化的上述相位成像的符号；YOLO神经网络模块，接收经预处理的上述磁敏感加权成像与相位成像结合而成的双通道成像来检测对于脑微出血的多个候选区域；以及脑微出血判断神经网络模块，基于上述多个候选区域，接收上述磁敏感加权成像及相位成像的多个候选区域图像块并通过神经网络运算判断各个候选区域图像块是否为有脑微出血症状的成像。根据所公开的装置及方法，具有如下的优点，即，可通过适合利用人工神经网络检测脑微出血的磁共振成像预处理，以得以提高的性能检测脑微出血。

技术领域

本发明涉及脑微出血检测装置及方法，更详细地，涉及利用磁共振成像及神经网络的脑微出血检测装置及方法。

背景技术

脑微出血(Cerebral Microbleeds，CMBs)为视作脑卒中、功能障碍、痴呆以及认知障碍等各种脑血管疾病的诊断指标的一种细微的慢性脑出血。脑微出血多发生在包括健康老人的多个群体，引起颅内出血的概率高并可成为脑淀粉样血管造影症及脑小血管疾病的生物标志物。

并且，脑微出血还可增加缺血性脑卒中、创伤性脑损伤、阿尔茨海默病的临床影响。实际上直接进行病理学观察的结果表明脑微出血对周围脑组织造成损害来成为功能障碍、痴呆及认知障碍的原因。

因此，早期发现脑微出血并对可误诊为脑微出血的钙化物质、铁以及静脉和脑微出血进行区分在诊断及治疗中是非常重要的工作。

以往，利用电子计算机断层扫描(CT)及磁共振成像来检测脑微出血。当检测微出血时，与电子计算机断层扫描相比更偏好磁共振成像，因其有助于区分顺磁性出血和反磁性钙化物质。

尤其，磁共振成像中的磁敏感加权成像(SWI，Sensitivity-weight ed Imaging)在脑微出血中具有较高的识别力，但仍具有神经外科专家需长时间肉眼检查且很难成功识别的问题。

为了提高脑微出血的检测性能，曾使用其他专家或如自动化计算机辅助诊断(CAD)的读取器。但是，由于脑内部微出血的位置变化大、其大小微小且存在类似于钙化物质的物质，因此脑微出血的自动检测仍存在困难。

发明内容

本发明提出一种利用人工神经网络并以得以提高的性能检测脑微出血的方法及装置。

并且，本发明提出适合于利用人工神经网络检测脑微出血的磁共振成像预处理方法。

为了达成如上所述的目的，根据本发明的一实施方式，提供一种利用磁共振成像的脑微出血检测装置，其包括：预处理部，使磁共振成像的磁敏感加权成像及相位成像分别正规化，执行相位成像转换来反转正规化的上述相位成像的符号；YOLO神经网络模块，接收经预处理的上述磁敏感加权成像与相位成像结合而成的双通道成像来检测对于脑微出血的多个候选区域；以及脑微出血判断神经网络模块，基于上述多个候选区域，接收上述磁敏感加权成像及相位成像的多个候选区域图像块并通过神经网络运算判断各个候选区域图像块是否为有脑微出血症状的成像。

上述预处理部还执行如下的预处理，即，运算正规化的上述磁敏感加权成像及转换的上述相位成像与相邻的切片成像的平均值，并反映所运算的上述平均值。

上述YOLO神经网络模块通过反向传播与真值(GT，Ground Truth)成像的损失来学习，由此输出多个边界框及各个边界框的概率信息。

上述脑微出血判断神经网络模块包括卷积神经网络(CNN，Convolutional NeuralNetwork)层以及全连接(FC，FullyConnected)层，通过反向传播与真值的损失来学习。

对于上述多个候选区域的上述候选区域图像块分别利用完成上述正规化及相邻切片平均运算的磁敏感加权成像的候选区域以及反映上述正规化和相邻切片平均运算且未反映上述符号反转的相位成像候选区域来生成。