肝组织的自动特征化制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对肝脏(O)的关注区域的肝组织自动进行特征化、优选分类的方法。为此，采集肝脏的关注区域(ROI,ROI')的至少一个值变量集(T)，其中，值变量集(T)包括至少一个借助对关注区域(ROI)进行磁共振成像而确定的T1值(T1)或其倒数值以及T2或T2*值或其倒数值(R2*)。将值变量集(T)转换到多维参数空间(PR,PR')中，然后基于值变量集(T)在参数空间(PR,PR',PR”)中的位置对肝组织进行特征化。此外描述了用于对肝组织自动进行特征化的特征化装置、优选分类装置(22)以及具有该特征化装置(22)的磁共振系统(1)。

Automatic characterization of liver tissue

The present invention relates to a method for automatically characterizing and optimizing the classification of liver tissues in the area of concern of the liver (O). For this purpose, we collect at least one value variable set (T) of the attention area (ROI, ROI') of the liver, where the value variable set (T) includes at least one T1 value (T1) or its inverted value determined by the magnetic resonance imaging on the attention area (ROI) and T2 or T2* value or its reciprocal value (R2*). We transform the value variable set (T) to the multidimensional parameter space (PR, PR'), and then characterize the liver tissue based on the location of the value variable set (T) in the parameter space (PR, PR', PR). In addition, a characterization device, an optimized sorting device (22) for automatic characterization of liver tissue, and a magnetic resonance system (1) having the characteristic device (22) are described.

【技术实现步骤摘要】
肝组织的自动特征化
本专利技术涉及一种用于对生物的肝脏的关注区域的肝组织进行自动特征化、优选分类的方法。此外，本专利技术涉及一种用于基于关注区域的磁共振成像对肝组织进行自动特征化、优选分类的特征化装置、特别是分类装置以及具有这种特征化装置的磁共振系统。
技术介绍
肝脏疾病是最常见的死亡原因之一。在其它疾病的死亡率下降的同时，肝脏疾病的趋势甚至增加。典型的肝脏疾病是肝炎，其首先导致肝脏发炎，发炎然后转变为纤维化，稍后可能导致肝硬化或者肝癌。另一个问题领域是身体随着饮食吸收了过多的铁的血色素沉着病(铁贮积病)。这里通常也首先涉及肝脏，随后将损害其它器官、例如胰腺或者心脏。血色素沉着病在晚期也可能导致肝硬化或者肝癌。另一个问题是脂肪肝的形成。虽然在常见的预防性检查中在确定血细胞计数的过程中，通常也检查各种肝功能，但是在通常的肝脏疾病中，典型的问题是其在肝功能中经常在中后期才显现，并且经常也在疾病处于明显的晚期时，才出现其它症状。这使得治疗极为困难。在许多情况下，甚至不再能治愈。另一方面，磁共振测量越来越多地用于从图像中也获得量化信息、例如脂肪成分。然后，这些值又可以用作特定疾病的生物标记。例如，在临床实践中，这些值、类似例如血常规也可以在一些情况下用于证明疾病是否存在、确定疾病的状态或者跟踪治疗过程。因此，希望可以借助磁共振成像相对早地确定肝脏疾病。但是不利的是，通常不是从磁共振成像中可确定的参数中的单个参数包含关于特定疾病的信息，而是各种参数的组合包含关于特定疾病的信息。此外，不同的参数可能相互影响。这特别是涉及肝脏中的纤维化的确定。确切地说，这能够借助测量T1图像(即T1加权的图像或者通过测量T1值)来识别，因为较长的T1弛豫时间(自旋-栅格弛豫时间)可能表明较强的纤维化。但是不利的是，肝脏的铁超负荷导致T1弛豫时间减少。这可能导致对于不仅具有铁超负荷、而且具有纤维化的患者，纤维化的状态被铁超负荷掩盖，因此通过T1测量不能确定两种疾病中的任何一种。铁负荷又可以借助测量T2或T2*值(自旋-自旋弛豫时间，其中，T2涉及自旋回波方法，并且T2*涉及梯度回波方法)或其倒数值来指示。特别有经验的放射科医生在一定程度上也可以通过单独分析T1图像和T2或T2*图像或者其倒数图像来给出评估。然而，这总是在很大程度上与相应的进行诊断的医生的经验有关。因此，在BanerjeeR.等的文章“Multiparametricmagneticresonanceforthenon-invasivediagnosisofliverdisease”，JournalofHepatology,2014,Vol.60,Seiten69bis77中提出了，首先将T1值换算为校正后的“cT1值”(“corrected”T1值)，其中，使用T2或T2*值对肝脏的铁负荷进行校正。然后，该“cT1值”使得能够关于肝组织的可能的纤维化的状态进行评估。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种替换的简单的用于特征化肝组织的方法以及对应的特征化装置，利用其能够以简单的方式自动获得特别是对于肝脏的纤维化的程度的特征化建议或分类建议。上述技术问题通过根据本专利技术的方法以及通过根据本专利技术的特征化装置来解决。根据本专利技术的方法至少具有以下方法步骤：采集肝脏的关注区域的至少一个值变量集，其包括至少一个借助关注区域的磁共振成像确定的T1值或者其倒数值以及T2或T2*值或者其倒数值。该T1值或者T2或T2*值(或者倒数值)因此是变量集的属性。然后将该值变量集转换到多维、即至少二维的参数空间中，该参数空间例如对应地具有针对T1值的至少一个坐标轴以及针对T2或T2*值(或者其各自的倒数值)的至少一个坐标轴。然后，基于值变量集在多维参数空间中的位置，对肝组织进行特征化、优选分类。在此，可以针对整个关注区域确定共同的值变量集。也可以如稍后还要说明的，使用关注的区域的多个变量集，例如，对于关注区域中的每个图像点，即像素或体素，使用一个合适的值变量集。在此，存在各种方法来自动根据多个值变量集或者其在参数空间中的位置确定特征化建议或分类建议。因此，借助根据本专利技术的方法，最后根据各种参数图，例如T1图像(也称为T1图)和T2或T2*图像(也称为T2或T2*图)或者其倒数值，通过简单地将这些值分组为变量集，例如分别在位置空间中针对各个图像点，或者通过形成组合值或者组合值变量集，并且将这些变量集定位在通过参数T1和T2或T2*或者其倒数值以及在需要时还有针对其它参数的另外的坐标轴展开的多维空间中，来产生新的多维(至少二维的)参数图。其中，于是能够例如简单地识别指示肝组织的特定状态的区域。这能够至少在评估正确的特征化、特别是分类的概率之前，以特征化建议或分类建议形式实现相对早的评估，所述特征化建议或分类建议也帮助经验较少的人员进行可靠的特征化或分类。特征化建议在此可以包括关于肝组织的(大概的)状态的陈述，其中，分类可以包括按照特定的、在需要时可以自由定义的状态类别、例如“没有发现”、“纤维化程度X”、“硬化程度X”等进行归类。在此，在特定实施方式中，也可以进行(伪)连续的特征化或逐步分类，即，例如将肝组织特征化的量化值，其给出哪些部分或者以何种程度例如达到特定类别或者特定状态。根据本专利技术的特征化装置、优选分类装置对应地被构造用于执行这些方法步骤。根据本专利技术的特征化装置或分类装置的主要部件可以以软件部件的形式构造。但是原则上这些部件部分地、特别是当涉及特别快速的计算时，也可以以软件支持的硬件的形式、例如PFGA等实现。例如当仅涉及从其它软件部件接收数据时，需要的接口也可以构造为软件接口。但是其也可以构造为通过合适的软件控制的、按照硬件构建的接口。根据本专利技术的特征化装置或分类装置例如可以借助合适的软件部件在本身独立于实际的磁共振系统的图像分析计算机、例如工作站上实现，其从磁共振系统和/或从存储数据的存储器接收需要的参数图或图像数据，例如T1加权的图像数据和T2或T2*加权的图像数据或者其倒数图。但是原则上特征化装置或分类装置也可以是磁共振系统的一部分，例如可以布置在其控制装置或者直接连接到其的分析站中，以便在测量之后立即进行分类。相应地，采集值变量集一方面可以简单地包括接收对应的参数图或图像数据(例如T1加权的图像、T2或T2*加权的图像或者其倒数图像或参数图)，但是也可以包括获取肝脏本身的关注区域的磁共振数据以及基于这些原始数据确定关注区域中的图像点的T1值或其倒数值以及T2或T2*值或其倒数值的方法步骤。换句话说，然后图像重建也是根据本专利技术的方法的一部分。尽可能按照软件实现具有如下优点：也可以以简单的方式通过软件升级改装迄今为止已经使用的工作站或者控制装置，以便以根据本专利技术的方式工作。就此而言，上述技术问题还通过具有计算机程序的对应的计算机程序产品来解决，计算机程序可以直接加载到磁共振系统的工作站或控制装置的存储装置中，计算机程序具有程序段，用于当在工作站或者控制装置中执行程序时，执行根据本专利技术的方法的所有步骤。除了计算机程序之外，这种计算机程序产品在需要时还可以包括附加组成部分、例如文档和/或附加部件、还有硬件部件、例如硬件密钥(软件狗等)，用于使用软件。为了传输到控制装置和/或为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对肝脏(O)的关注区域的肝组织自动进行特征化、优选分类的方法，具有以下方法步骤：‑采集肝脏的关注区域(ROI,ROI')的至少一个值变量集(T)，其中，值变量集(T)包括至少一个借助对关注区域(ROI)进行磁共振成像而确定的T1值(T1)或其倒数值以及T2或T2*值或其倒数值(R2*)，‑将值变量集(T)转换到多维参数空间(PR,PR')中，‑基于值变量集(T)在参数空间(PR,PR',PR”)中的位置将肝组织特征化。

【技术特征摘要】
2016.06.06 DE 102016209885.31.一种用于对肝脏(O)的关注区域的肝组织自动进行特征化、优选分类的方法，具有以下方法步骤：-采集肝脏的关注区域(ROI,ROI')的至少一个值变量集(T)，其中，值变量集(T)包括至少一个借助对关注区域(ROI)进行磁共振成像而确定的T1值(T1)或其倒数值以及T2或T2*值或其倒数值(R2*)，-将值变量集(T)转换到多维参数空间(PR,PR')中，-基于值变量集(T)在参数空间(PR,PR',PR”)中的位置将肝组织特征化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对肝组织的特征化基于值变量集(T)在参数空间(PR,PR')中相对于参数空间(PR,PR')的边界超平面(H1,H2,H3,H4)的位置进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对肝组织的特征化基于值变量集在参数空间(PR”)中相对于参数空间(PR”)中的参考值变量集(RT)的至少一个簇(C1,C2,HC3)的位置进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将肝脏(O)的多个值变量集(T)作为值变量集组(TG)转换到多维参数空间(PR”)中，并且参数化基于值变量集组(TG)在参数空间(PR”)中的整体位置进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，关注区域(ROI')基本上包括整个肝脏(O)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，值变量集(T)包括多个另外的值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，值变量集附加地包括脂肪值(FF)。8.根据权利要求6或7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B基弗，MD尼克尔，S坎宁吉泽，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE