无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法技术

本发明专利技术公开了一种无创测量活体生物组织中细胞器含水比例的方法，该方法是使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描，保持所得图像；对图像进行标准化处理，并采用独创的改良三指数模型对图像进行拟合，获得活体生物组织胞质细胞器含水比例图像。在该图像上选择特定区域进行测量，即可得到该区域胞质细胞器含水比例。本发明专利技术首次提出活体生物组织胞质细胞器含水比例的无创测量方法，在肿瘤恶性程度评估、脑梗死严重程度评估等方面具有重要价值。

Non-invasive Measurement of Water Content Ratio of Cytoplasmic Organelles in Living Tissues

The invention discloses a non-invasive method for measuring the water content ratio of organelles in living biological tissues. The method uses magnetic resonance instrument to scan the Multi-b value diffusion weighted imaging sequence of living biological tissues to maintain the obtained image, standardizes the image, and uses original improved three-index model to fit the image to obtain the organelle content of living biological tissues. Water scale image. The water content ratio of cytoplasmic organelles in this region can be obtained by selecting a specific area for measurement on this image. The present invention is the first noninvasive method for measuring the water content ratio of cytoplasmic organelles in living biological tissues, which is of great value in evaluating the malignant degree of tumors and the severity of cerebral infarction.

【技术实现步骤摘要】
无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法
本专利技术属于医学影像分析
，涉及一种无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法。
技术介绍
组织胞质细胞器含水比例会随多种生理、病理因素而改变。在恶性肿瘤中，由于肿瘤细胞增殖旺盛，细胞密度增高，同时细胞代谢旺盛易导致局部缺氧，进而引起细胞器肿胀，上述因素可致使胞质细胞器含水比例上升，而肿瘤恶性度越高，理论上该比例上升越明显，故而测定肿瘤胞质细胞器含水比例具有评估肿瘤恶性程度的价值。在缺血性疾病，如脑梗死患者中，急性期由于细胞缺氧，可引起细胞器肿胀，使得胞质细胞器含水比例上升，胞质细胞器含水比例的变化可以反映组织缺氧程度，进而有助于临床病情的评估。探测组织胞质细胞器含水比例有助于多种疾病的病情判断，而目前暂无在活体生物组织中探测胞质细胞器含水比例的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种无创测量活体生物组织胞质细胞器含水比例的方法。本专利技术包括特殊磁共振成像方法及图像后处理两方面内容，在图像后处理方面采用了独创的改良三指数模型。具体步骤如下：1)使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描；2)保存所得图像数据；3)采用改良三指数模型对图像进行拟合，得到活体生物组织胞质细胞器含水比例图像；所述的改良三指数模型如下：f0+fslow+ffast＝1其中S是对应b值下的信号值，而S0是b＝0s/mm2时的初始信号值，f0代表胞质细胞器含水比例，fslow和ffast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的含量，而ADCslow和ADCfast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的表观弥散系数。4)在该图像上选择所需区域进行测量，即可得到生物组织中该区域胞质细胞器含水比例。所述的磁共振仪器的磁场强力为3.0特斯拉。所述的多b值弥散加权成像序列扫描，具体扫描参数如下：采用单脉冲回波序列，层厚4mm；层间距5mm；体素0.94×0.94mm；矩阵256×256；回波时间(TE)107.7ms；重复时间(TR)3000ms；翻转角90°；视野(FOV)240×240mm；取9个b值，分别为0,100,200,300,500,700,1000,2000and3000s/mm2。本专利技术首次提出一种活体生物组织胞质细胞器含水比例的无创测量方法，在肿瘤恶性程度评估、脑梗死严重程度评估等方面具有重要应用价值。附图说明图1为改良三指数模型无创测量生物组织细胞器水含量的原理图。图2为改良三指数模型拟合的一种算法框架。图3为采用本专利技术方法获得的脑肿瘤胞质细胞器含水比例图，单位为‰。图4胶质瘤胞质细胞器含水比例均值与增殖指数Ki-67呈正比。图5胞质细胞器含水比例均值鉴别高级别胶质瘤和低级别胶质瘤的受试者工作特征曲线。具体实施方式实施例11)采用单脉冲回波序列对患者脑部进行多b值弥散加权成像序列扫描；具体参数如下：层厚4mm；层间距5mm；体素0.94×0.94mm；矩阵256×256；回波时间(TE)107.7ms；重复时间(TR)3000ms；翻转角90°；视野(FOV)240×240mm；取9个b值，分别为0,100,200,300,500,700,1000,2000and3000s/mm2。2)保存所得图像数据。3)基于Matlab编写代码，采用独创的改良三指数模型对图像进行拟合，代码的算法框架见图2,。从而得到该患者脑部细胞器含水比例图像。本专利技术采用的改良三指数模型公式如下：其中S是对应b值下的信号值，而S0是b＝0s/mm2时的初始信号值，f0代表胞质细胞器含水比例，fslow和ffast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的含量，而ADCslow和ADCfast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的表观弥散系数。4)在该图像上选择所需区域进行测量，即可得到生物组织中该区域胞质细胞器含水比例。5)采用本专利技术的方法对61例脑胶质瘤患者进行测量分析，发现肿瘤胞质细胞器含水比例均值与增殖指数Ki-67呈正相关。同时，胞质细胞器含水比例均值可区分高级别胶质瘤和低级别胶质瘤。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创测量活体生物组织中细胞器含水比例的方法，其特征在于，步骤如下：1)使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描；2)保存所得图像数据；3)采用改良三指数模型对图像进行拟合，得到活体生物组织胞质细胞器含水比例图像；所述的改良三指数模型如下：

【技术特征摘要】
1.一种无创测量活体生物组织中细胞器含水比例的方法，其特征在于，步骤如下：1)使用磁共振仪器对活体生物组织进行多b值弥散加权成像序列扫描；2)保存所得图像数据；3)采用改良三指数模型对图像进行拟合，得到活体生物组织胞质细胞器含水比例图像；所述的改良三指数模型如下：f0+fslow+ffast＝1其中S是对应b值下的信号值，而S0是b＝0s/mm2时的初始信号值，f0代表胞质细胞器含水比例，fslow和ffast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的含量，而ADCslow和ADCfast分别代表慢速弥散组分和快速弥散组分的表观弥散系数；4)在该图像上选择所需区域进行测量，即可得到生物组织中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾强，张建民，蒋飚，史飞娜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33