CN111310529A - 目标区域识别及坏死组织评估方法、设备、介质及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用计算机技术领域，提供了一种目标区域识别及坏死组织评估方法、设备、介质及系统，该方法包括：获得磁共振引导热消融处理后的组织经由重T2加权的PSIF序列成像所得图像后，根据图像中热消融靶点相关位置以及与靶点相关位置临近的周边位置在图像中呈现的对比关系，在图像中识别目标区域。这样，经由重T2加权的PSIF序列成像无需灌注造影剂，人群普及性较好，图像采集速度快，时间分辨率高，能实现热消融过程的实时监控，并且由于具有重T2加权效果，对比关系的呈现效果较佳，有利于提高目标区域的识别精准度。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种目标区域识别及坏死组织评估方法、设备、介质及系统。
背景技术
磁共振引导聚焦超声作为一种无创的组织热消融技术，在实施组织热消融过程中，估计组织发生急性热坏死的区域大小和时间是热疗安全性的重要指标。目前，临床用于估计组织急性热坏死所使用的是注入造影剂后的增强T1扫描成像，通过测量非灌注区域大小来估计坏死区域大小。
采用这种方法，其缺陷在于：每次进行增强T1扫描成像都需要灌注造影剂，造成肾代谢不好的人无法使用该方法，人群普及性较差；当需要进行多次增强T1扫描成像时，需要等之前增强T1扫描成像所灌注的造影剂完全代谢后，才可以进行下一注入造影剂后的增强T1扫描成像，导致采集速度慢，无法实现热消融过程的实时监控；成像所得图像中坏死区域与非坏死区域对比度较差，无法提供有效的判断参考。
发明内容
本发明的目的在于提供一种目标区域识别及坏死组织评估方法、设备、介质及系统，旨在解决现有技术所存在的、无法普及、热消融过程无法实时监控及成像效果较差的问题。
一方面，本发明提供了一种组织成像图像中的目标区域识别方法，包括下述步骤：
获得磁共振引导热消融处理后的组织经由重T2加权的时间翻转稳态自由进动快速成像PSIF序列成像所得图像；
根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域。
进一步的，根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域，具体包括下述步骤：
判断所述图像中是否呈现出所述靶点相关位置与所述周边位置之间的所述对比关系；
若是，则确定所述图像中存在所述目标区域。
进一步的，根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域，具体还包括下述步骤：
当确定所述图像中存在所述目标区域时，根据所述对比关系，确定所述目标区域的边界。
进一步的，所述方法还包括下述步骤：
根据所述目标区域的边界，确定所述目标区域的大小。
另一方面，本发明提供了一种在磁共振引导热消融过程中实时评估组织坏死的方法，包括：
在磁共振引导的每一次对组织的热消融处理后，获得所述组织经由重T2加权的PSIF序列成像所得图像，并根据所述图像中所述热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域；
根据每一次所述目标区域的识别情况，监控所述热消融处理。
另一方面，本发明还提供了一种监控设备，包括存储器及处理器，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如上述方法中的步骤。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法中的步骤。
另一方面，本发明还提供了一种磁共振引导热消融系统，包括：
热消融处理设备，用于对组织进行磁共振引导热消融处理；以及，
如上述的监控设备。
本发明在获得磁共振引导热消融处理后的组织经由重T2加权的PSIF序列成像所得图像后，根据图像中热消融靶点相关位置以及与靶点相关位置临近的周边位置在图像中呈现的对比关系，在图像中识别目标区域。这样，经由重T2加权的PSIF序列成像无需灌注造影剂，人群普及性较好，图像采集速度快，时间分辨率高，能实现热消融过程的实时监控，并且由于具有重T2加权效果，对比关系的呈现效果较佳，有利于提高目标区域的识别精准度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的组织成像图像中的目标区域识别方法的实现流程图；
图2是本发明实施例二提供的组织成像图像中的目标区域识别方法的实现流程图；
图3是本发明实施例三提供的组织成像图像中的目标区域识别方法的实现流程图；
图4是本发明实施例四提供的组织成像图像中的目标区域识别方法的实现流程图；
图5是本发明实施例五提供的在磁共振引导热消融过程中实时评估组织坏死的方法的实现流程图；
图6是本发明实施例六提供的监控设备的结构示意图；
图7是本发明实施例八提供的磁共振引导热消融系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的组织成像图像中的目标区域识别方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，获得磁共振引导热消融处理后的组织经由重T2加权的时间翻转稳态自由进动快速成像(Reserved Fast Imaging with Steady-state free Precession，PSIF)序列成像所得图像。
本实施例中，出于分析图像的方便，希望图像灰度主要由一个特定的成像参数决定，即会采用加权成像，本实施例中考虑图像灰度主要由成像参数T2决定，即进行的是T2加权成像，以突出组织T2横向弛豫差别。T2是反映样本自旋-自旋相互作用的时间常数。
PSIF实际上为自旋回波成像，将稳态自由进动快速成像(Fast Imaging withSteady-state free Precession，FISP)序列的时间轴反向就得到了PSIF序列。
PSIF序列可分为激发和相位重聚两个阶段，其中相位重聚阶段又为下一周期的相位变化做准备。序列以一个频率编码梯度开始，然后依次施加相位编码梯度和选择性射频脉冲(α射频脉冲)，构成一个重复时间(Repetition Time，TR)周期，由于这种设置，使得在当前TR周期内不产生回波信号，α射频脉冲激发后出现的自由感应衰减(Free InductionDecay，FID)信号也被序列在读出梯度之前加入的散相梯度驱散，因此，对信号采集而言，当前TR周期为一空周期。在相位重聚周期，随着第二个α射频脉冲的加入，横向磁化的相位相干开始形成，序列中才有回波信号出现(与相位过零点对应)，这一回波信号是由α射频脉冲产生的，因此为自旋回波信号。
为了获得自旋回波信号，序列在读出方向和选层方向的梯度上均使用了相位平衡脉冲。因此，当自旋回波信号出现或后续α射频脉冲施加时，读出方向和选层方向的相移均为零。真正的自旋回波信号在时刻t＝2TR-TE时开始重聚，TE为回波时间(Echo Time，TE)，在时刻t’＝2TR时才形成。显然，一个PSIF序列的执行周期需要两个TR时间。
当TR远小于T2时，一对α射频脉冲或一个α射频脉冲加上反相梯度脉冲，将导致两次信号的出现，一次为FID信号，另一次为回波信号(自旋回波信号或梯度回波信号)。PSIF即利用这一原理来取得自旋回波信号。
PSIF能给出非常强的T2加权信号，其加权因子为
由此可见，T2的权重主要取决于TR而不是TE，意味着：延长TR可获得权重更大的T2加权成像图像。TR延长后就可以使用非常短的TE来成像。
PSIF的优点是可以在较短的时间内获得权重很大的T2加权成像图像。
在步骤S102中，根据图像中热消融靶点相关位置，以及与靶点相关位置临近的周边位置在图像中呈现的对比关系，在图像中识别目标区域。
本实施例中，热消融所导致的组织坏死情况将反映于步骤S101成像所得图像中，若发生组织坏死，热消融靶点相关位置与周边位置在灰度上将产生显著对比。这里所指的靶点相关位置并非一定是原始指定的靶点区域，而是围绕靶点的、可能发生组织坏死的区域(即目标区域)。那么，根据热消融靶点相关位置以及周边位置在图像中呈现的对比关系，可判断是否发生组织坏死，也可以进一步判断组织坏死区域。
实施本实施例，经由重T2加权的PSIF序列成像无需灌注造影剂，人群普及性较好；由于PSIF本身的特性，图像采集速度快，例如：对于192×192矩阵大小的数据，大约2秒钟可采集一幅图像，时间分辨率高，能实现热消融过程的实时监控；并且由于具有重T2加权效果，对比关系的呈现效果较佳，有利于提高目标区域的识别精准度。
实施例二：
本实施例在实施例一基础上，进一步提供了如下内容：
如图2所示，步骤S102具体包括下述步骤：
在步骤S201中，判断图像中是否呈现出靶点相关位置与周边位置之间的对比关系，若是，则执行步骤S202，否则可结束流程或返回执行步骤S101。
在步骤S202中，确定图像中存在目标区域。
本实施例中，可通过对图像中指定范围内的灰度进行扫描，若检测到从某个位置到另一个位置存在明显灰度变化，则判断存在上述对比关系，进而确定图像中存在目标区域。明显灰度变化的检测可引入相应的经验阈值，例如：一个位置与另一个位置之间的灰度差值，若大于经验阈值，则表明存在明显灰度变化。也可以判断一个位置的灰度与经验灰度的差值，与一经验阈值比较，若大于经验阈值，则同样表明存在明显灰度变化。
实施例三：
本实施例在实施例二基础上，进一步提供了如下内容：
如图3所示，步骤S102具体还包括下述步骤：
在步骤S301中，当步骤S201判断存在上述对比关系时，根据对比关系，确定目标区域的边界。
本实施例中，可在发生明显灰度变化的位置确定并勾勒出目标区域的边界。
实施例四：
本实施例在实施例三基础上，进一步提供了如下内容：
如图4所示，组织成像图像中的目标区域识别方法还包括下述步骤：
在步骤S401中，根据步骤301中确定的目标区域的边界，确定目标区域的大小。
实施例五：
本实施例提供了一种在磁共振引导热消融过程中实时评估组织坏死的方法，具体包括：
在磁共振引导的每一次对组织的热消融处理后，获得组织经由重T2加权的PSIF序列成像所得图像，并根据图像中所述热消融靶点相关位置，以及与靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在图像中识别目标区域，并根据每一次目标区域的识别情况，监控热消融处理。
本实施例中，主要涉及对热消融处理的实时监控过程，可以反复进行快速地PSIF序列成像，并可快速识别图像中是否存在目标区域，即组织坏死区域。
在一具体应用中，该方法包括如图5所示的下述流程：
在步骤S501中，调试磁共振引导聚焦超声消融设备准备开始。
在步骤S502中，把需要进行热消融组织的靶点，置于磁共振引导聚焦超声换能器的焦点处。
在步骤S503中，开启聚焦超声使其对焦点处组织区域进行加热。
在步骤S504中，检测焦点处组织温度上升到43℃，并保持这一温度维持几分钟时间后，关闭聚焦超声能量。
在步骤S505中，用磁共振成像设备，进行重T2加权的PSIF序列成像，通过图像中靶点位置组织与周边位置组织对比度，检测组织坏死情况和坏死区域边界及大小。待通过步骤S505确认当前焦点处组织坏死后，执行步骤S506，否则可直接重复步骤S503到步骤S505，直至确认当前焦点处组织坏死后，可按照步骤S506实施，直到需要热消融的组织区域全部坏死，实验结束。
在步骤S506中，可移动聚焦超声换能器位置，进行下一个靶点治疗并重复步骤S502到步骤S505。
实施例六：
图6示出了本发明实施例六提供的监控设备的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的监控设备包括处理器601及存储器602，处理器601执行存储器602中存储的计算机程序603时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S102。
本发明实施例的监控设备可以为单独的计算机或者与磁共振成像设备集成设置而成的物理实体设备。该监控设备中处理器601执行计算机程序603时实现上述各方法时实现的步骤可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。
实施例七：
在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤S101至S102。
本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。
实施例八：
图7示出了本发明实施例八提供的磁共振引导热消融系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的磁共振引导热消融系统包括：
热消融处理设备701，用于对组织进行磁共振引导热消融处理；以及，
如上述实施例六所述的监控设备702。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种组织成像图像中的目标区域识别方法，其特征在于，包括下述步骤：
获得磁共振引导热消融处理后的组织经由重T2加权的时间翻转稳态自由进动快速成像PSIF序列成像所得图像；
根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域，具体包括下述步骤：
判断所述图像中是否呈现出所述靶点相关位置与所述周边位置之间的所述对比关系；
若是，则确定所述图像中存在所述目标区域。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述图像中热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域，具体还包括下述步骤：
当确定所述图像中存在所述目标区域时，根据所述对比关系，确定所述目标区域的边界。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：
根据所述目标区域的边界，确定所述目标区域的大小。
5.一种在磁共振引导热消融过程中实时评估组织坏死的方法，其特征在于，包括：
在磁共振引导的每一次对组织的热消融处理后，获得所述组织经由重T2加权的PSIF序列成像所得图像，并根据所述图像中所述热消融靶点相关位置，以及与所述靶点相关位置临近的周边位置在所述图像中呈现的对比关系，在所述图像中识别目标区域；
根据每一次所述目标区域的识别情况，监控所述热消融处理。
6.一种监控设备，包括存储器及处理器，其特征在于，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法中的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法中的步骤。
8.一种磁共振引导热消融系统，其特征在于，包括：
热消融处理设备，用于对组织进行磁共振引导热消融处理；以及，
如权利要求6所述的监控设备。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200619 |
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