用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法，所述系统和方法利用无创磁共振成像获取图像，通过分析脑组织和脑血管的复合图像，能够预测当前脑的状态、特定疾病的风险程度及疾病，所述系统包括：图像处理部，获取三维T1加权图像(3D T1 Weighted Image)、二维T2液体衰减反转恢复(2D T2 fluid attenuated inversion recovery，FLAIR)图像、为确认脑血管异常而只将血管图像化的磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiogram，MRA)图像及用于确认血管中流动的血流的状态的四维相位对比流动(Phase‑contrast Flow)图像；复合图像分析部，选择诊断对象疾病，根据所选择的疾病设定脑区，从而执行对脑组织(brain tissue)、脑血管(vessel)的分析；及不同个人诊断及结果输出部，使用不同年龄段的数据DB，并通过机器学习(machine learning)算法来输出脑状态、特定疾病的风险程度、发病的可能性、疾病的预测结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法
本专利技术涉及个性化定制脑疾病诊断，更具体地，涉及一种利用无创磁共振成像获取图像并分析脑组织和脑血管的复合图像，从而能够预测当前脑部的状态、不同疾病的风险程度及疾病的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。
技术介绍
随着社会的发展，阿尔茨海默病(AlzheimerDiseases)等神经退行性疾病(NeurodegenerativeDiseases)增加。神经退行性疾病是与脑部相关的疾病，因此需要无创诊断方法。脑部相关疾病的所述无创诊断方法采用超声诊断。所述方法能够通过颈动脉超声诊断以无创的方式容易诊断颈动脉的粥状动脉硬化性病变。并且，通过经颅多普勒超声(transcranialDoppler)测量颅腔内的脑血流并在临床上应用。其它方法有脑CT，该方法有助于出血性疾病的诊断，并且，该方法为近年发展的技术，通过拍摄脑血流的状态、脑血管，对治疗脑中风患者有很大的帮助。并且，利用脑MRI的诊断方法可以被视为诊断脑组织状态的最好的方法。脑MRI相比脑CT，不受由颅骨造成的人造阴影的影响，从而能够清楚地诊断脑干、小脑、颞叶部位的病灶，能够早期发现脑梗塞，能够细微地诊断脑灌注的状态，并且能够细致地诊断脑血管的状态。磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)是利用由磁力产生的磁场来获得生体的任一单层像的图像法。MRI中可以通过调节图像变量来获得多种图像，并且使弛豫时间短的组织变亮的图像法称为T1强调图像法，使T2弛豫时间长的组织变亮的图像法称为T2强调图像法。并且，调节图像变量以使图像随着弛豫时间越长而变亮，从而能够得到最适合分子图像和细胞图像的T2强调图像。但是，在上述的通过无创来判断是否得了脑疾病的情况下，存在准确度降低的问题。上述的利用无创诊断方法的现有技术的脑疾病分析装置只能简单、准确地判断诊断对象是否得了脑疾病，针对障碍的类型以及障碍的预后的预测，在得到MRI图像中观察到的病变的含义时主要依赖医生个人的经验。因此，需要开发能够对诊断对象指定脑疾病，根据不同脑区的脑病变所占的比例来确定障碍类型，根据由所述比例而定的障碍的程度，能够预测障碍的预后的技术。现有技术文献(专利文献1)韩国公开专利第10-2015-0057045号(专利文献2)韩国公开专利第10-2015-0135249号(专利文献3)韩国公开专利第10-2014-0028534号
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术是为了解决如上所述的现有技术的脑疾病诊断和医学图像处理的问题而提出的，并且本专利技术的目的在于，提供一种利用无创磁共振成像获取图像，通过分析脑组织和脑血管的复合图像，能够预测当前脑部的状态、不同疾病的风险程度及疾病的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种选择阿尔茨海默性老年痴呆症、帕金森病及脑中风等重点疾病，并设定适合所选择的疾病的脑区，通过诊断脑组织(braintissue)和脑血管(vessel)的复合图像，能够输出不同个人/疾病的个性化结果的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种在诊断脑组织(braintissue)和脑血管(vessel)的复合图像时，使用不同年龄段的定制数据并采用机器学习(Machinelearning)算法，从而能够进行准确的不同个人/疾病的分析和诊断的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种利用无创磁共振成像获取三维T1加权图像(3DT1WeightedImage)、二维T2液体衰减反转恢复(2DT2fluidattenuatedinversionrecovery，2DT2FLAIR)图像，从而能够有效地对脑组织(braintissue)和脑血管(vessel)的复合图像进行分析和诊断的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种利用为确认脑血管异常而只将血管图像化的磁共振血管造影(MagneticResonanceAngiogram，MRA)图像和用于确认血管中流动的血流的状态的四维相位对比流动(Phase-contrastFlow)图像，能够准确地进行不同个人/疾病的分析和诊断的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的在于，提供一种通过脑组织和脑血管的分析，以定量数值形式输出不同疾病的相关脑体积(volume)，针对脑的小血管的状态，输出4个小血管等级((正常(none)、轻度(mild)、中度(moderate)、重度(severe))，从而能够精确地预测当前脑部的状态、不同疾病的风险程度及疾病的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统及方法。本专利技术的目的并不局限于以上提及的目的，没有提及的其它目的可以通过下面的记载被本领域的普通技术人员清楚地理解。(二)技术方案用于实现上述的目的的根据本专利技术的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，包括：图像处理部，获取三维T1加权图像(3DT1WeightedImage)、二维T2液体衰减反转恢复(2DT2fluidattenuatedinversionrecovery，FLAIR)图像、为确认脑血管异常而只将血管图像化的磁共振血管造影(MagneticResonanceAngiogram，MRA)图像及用于确认血管中流动的血流的状态的四维相位对比流动(Phase-contrastFlow)图像；复合图像分析部，选择诊断对象疾病，根据所选择的疾病设定脑区，从而执行对脑组织(braintissue)、脑血管(vessel)的分析；及不同个人诊断及结果输出部，使用不同年龄段数据DB，并通过机器学习(machinelearning)算法来输出脑状态、特定疾病的风险程度、发病的可能性、疾病等的预测结果。并且，所述图像处理部包括：图像接收部，接收无创磁共振成像；三维T1加权图像获取部，获取用于通过图像接收部确认脑的结构变化和根据所述变化的功能异常与否的三维T1加权图像；二维T2FLAIR图像获取部，获取用于确认反映在脑组织的小血管是否存在异常的二维T2FLAIR图像；三维MRA图像获取部，获取用于确认大血管的结构状态和根据所述状态的异常与否的三维MRA图像；以及四维相位对比流动图像获取部，获取用于将大血管中的血流流动的状态，以视觉、定量的值进行数值化，并确认血管是否存在异常的四维相位对比流动图像。并且，所述复合图像分析部包括：诊断对象疾病选择部，选择需要诊断的诊断对象疾病；脑区设定部，根据选择的所述诊断对象疾病，设定需要分析的脑区；脑组织分析部，利用三维T1加权图像进行不同疾病的相关脑区的分割化，从而测量体积(volume)，利用三维T1加权图像并根据脑功能进行区域分割化(segmentation)，从而测量体积；脑血管分析部，利用二维FLAIR图像分析白质高强度信号程度，从而执行小血管分析，利用三维MRA图像分析血管迂曲度以及利用四维相位对比流动图像分析血管内血流状态，从而执行大血管分析。并且，所述脑组织分析部包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，包括：图像处理部，获取三维T1加权图像、二维T2液体衰减反转恢复图像、为确认脑血管异常而只将血管图像化的磁共振血管造影图像及用于确认血管中流动的血流的状态的四维相位对比流动图像；复合图像分析部，选择诊断对象疾病，根据所选择的疾病设定脑区，从而执行对脑组织、脑血管的分析；及不同个人诊断及结果输出部，使用不同年龄段的数据DB，并通过机器学习算法来输出脑状态、不同疾病的风险程度、发病的可能性、疾病的预测结果，所述不同年龄段的数据DB以正常人为对象而构建，当选择特定疾病时，提供能够与正常人进行比较分析的基准数据，并且包括：脑结构中心体积DB，存储脑结构中心体积信息；脑功能中心体积DB，存储脑功能中心体积信息；小血管的白质高强度信号程度DB，存储小血管的白质高强度信号信息；大血管的迂曲度DB，存储大血管的迂曲信息；大血管的血流状态DB，存储大血管的血流状态信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.04 KR 10-2017-00437341.一种用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，包括：图像处理部，获取三维T1加权图像、二维T2液体衰减反转恢复图像、为确认脑血管异常而只将血管图像化的磁共振血管造影图像及用于确认血管中流动的血流的状态的四维相位对比流动图像；复合图像分析部，选择诊断对象疾病，根据所选择的疾病设定脑区，从而执行对脑组织、脑血管的分析；及不同个人诊断及结果输出部，使用不同年龄段的数据DB，并通过机器学习算法来输出脑状态、不同疾病的风险程度、发病的可能性、疾病的预测结果，所述不同年龄段的数据DB以正常人为对象而构建，当选择特定疾病时，提供能够与正常人进行比较分析的基准数据，并且包括：脑结构中心体积DB，存储脑结构中心体积信息；脑功能中心体积DB，存储脑功能中心体积信息；小血管的白质高强度信号程度DB，存储小血管的白质高强度信号信息；大血管的迂曲度DB，存储大血管的迂曲信息；大血管的血流状态DB，存储大血管的血流状态信息。2.根据权利要求1所述的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，所述图像处理部包括：图像接收部，接收无创磁共振成像；三维T1加权图像获取部，获取用于通过所述图像接收部确认脑的结构变化和根据所述变化的功能异常与否的三维T1加权图像；二维T2液体衰减反转恢复图像获取部，获取用于确认反映在脑组织的小血管是否存在异常的二维T2液体衰减反转恢复图像；三维磁共振血管造影图像获取部，获取用于确认大血管的结构状态和根据所述状态的异常与否的三维磁共振血管造影图像；以及四维相位对比流动图像获取部，获取用于以视觉、定量的值对大血管中的血流流动的状态进行数值化，并确认血管是否存在异常的四维相位对比流动图像。3.根据权利要求1所述的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，所述复合图像分析部包括：诊断对象疾病选择部，选择需要诊断的诊断对象疾病；脑区设定部，根据选择的所述诊断对象疾病，设定需要分析的脑区；脑组织分析部，利用三维T1加权图像进行不同疾病的相关脑区的分割化，从而测量体积，利用三维T1加权图像并根据脑功能进行区域分割化，从而测量体积；脑血管分析部，利用二维液体衰减反转恢复图像分析白质高强度信号程度，从而执行小血管分析，利用三维磁共振血管造影图像分析血管迂曲度以及利用四维相位对比流动图像分析血管内血流状态，从而执行大血管分析。4.根据权利要求3所述的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，所述脑组织分析部包括：脑结构中心分析部，利用根据疾病而萎缩的脑区不同，利用三维T1加权图像进行不同疾病的相关脑区的分割化从而测量体积，由此分析脑区萎缩的程度；脑功能强调分析部，通过将三维T1加权图像根据脑功能进行区域分割化来测量体积，从而分析萎缩程度。5.根据权利要求3所述的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，所述脑血管分析部包括：小血管分析部，利用二维液体衰减反转恢复图像对脑的白质高强度信号区域进行自动分割化之后，分阶段地学习体积和群集数量，从而对严重程度进行分类；大血管分析部，将三维磁共振血管造影图像制成最大强度投影图像，并且利用最大强度投影图像测量大血管的迂曲度，利用四维相位对比流动图像分析血管内的血流状态。6.根据权利要求1所述的用于个性化定制脑疾病诊断和状态判定的医学图像处理系统，其特征在于，所述个性化诊断及结果输出部包括：脑体积值输出部，根据选择的疾病，与相关特定区域相似的年龄层的脑的DB比较，输出存在区域差的体积的测量值；血管等级输出部，根据选择的疾病，与相关特定区域相似的年龄层的脑的DB比较，输出血管等级；诊断对象疾病状态输出部，根据复合图像分析部的诊断分析，将脑的结构变化和功能性变化输出为数值。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昡燮，李景美，金赫基，
申请(专利权)人：李昡燮，
类型：发明
国别省市：韩国,KR