一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CT平扫图像的图像处理方法，辅助评估急性缺血性卒中(AIS)患者头部CT早期缺血性改变程度。通过本发明专利技术实现了从CT平扫图像自动分区化与定量处理急性缺血性卒中的风险评估，为急性缺血性卒中(AIS)患者的早期筛查、早期诊断和早期治疗提供了一种有效的评估方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法
本专利技术涉及一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法，属于计算机图像处理领域。
技术介绍
随着国家经济发达以及生活标准的提升，脑疾病的发病率也日渐增多。作为我国第一致死疾病的脑卒中，在我国已有2.7亿高危人群，1242万发病人群，每年新发550万，每年死亡大于200万，每年入院350万，三年复发大于40％，直接医药费400亿/年，而及时救治率只有2％，已经成为我国因病致贫、因病返贫的重要原因。虽然医疗器械领域里的影像技术也不断改进，但图像后处理工作仍然依靠繁琐的手动操作、标记。临床医生需要付出大量的下班时间来完成每日扫描的影像文件，一周后才能出报告。其中，阿尔伯塔卒中项目早期CT评分(ASPECTS)作为一种评价缺血性卒中患者大脑中动脉供血区早期缺血改变的简单、可靠的系统性方法，可对缺血性病变快速进行半定量评价，有助于判定溶栓效果和远期预后。该评分方法针对急性脑卒中的病人，依据其头颅CT影像数据，将大脑中动脉供血的重要层面分成10个区域，如图1所示，上述10个区域具有相同的权重，各占1分，总分为10分，将总分中减去存在早期缺血性改变的区域数，所得的数值作为评分结果，为病情判断并治疗提供依据。目前，临床上主要依赖医疗技术人员肉眼观察，但由于评分方法定量程度不够，不同医生可能给出不同的评分结果，这样最后的ASPECTS评分会出现误差。本专利技术针对现有问题，提出一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法，为医生提供一个参考，辅助诊断。>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法，为医生的ASPECTS评分提供一个参考，辅助医生诊断。本专利技术为解决上述问题采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法，具体步骤如下：步骤1，将大脑CT平扫图像与标准大脑模板进行配准。进一步地，所述步骤1具体包括以下步骤：通过图像相似度找出大脑核团层面和核团以上层面对应切片，标准化切片图像，除去头骨及其他无关区域，仅保留大脑部分，将处理后的图像与标准大脑进行基于SyN(SymmetricNormalization)的配准。SyN方法定义Ω区域上的一个微分同胚(即待求的形变场，这里是位移矢量场)，通常，将图像I通过转换为新的坐标系时(这表明I被定义的映射向前弯曲)，也可以使用更标准的反向扭曲策略，通过达到同样的变形。通过对速度场进行时间的积分得到，t＝0与t＝1时刻的的距离是L表示使速度场正则化的线性算子。·L通过线性微分算子如(a，b均为常量)使速度场正则化。如图1所示，这样的微分同构给出了空间和时间上的稠密映射。定义图像配准优化时间，t∈[0,1]，其中t同时是和的变量，但方向相反。假定2张图像I和J，根据微分同构的基本定义，可以得到：这样就可以将配准优化目标函数中的相似项转化为这也是该配准方法的独特之处，通过在优化中直接包含可逆性约束来保证离散域的亚像素级精度和可逆变换。步骤2，用配准后的CT平扫图像的标准脑图像覆盖不同模板的标准脑地图，得到不同感兴趣区，并计算不同感兴趣区的平均参数值。进一步地，所述步骤2中的标准脑地图包括阿尔伯塔卒中项目早期CT评分(ASPECTS)区域。步骤3，根据感兴趣区域的平均参数值与参考阈值和对侧大脑半球相应区域的平均参数值进行比较并判断感兴趣区域是否有早期缺血性改变。专利技术的整个流程示意图如图1所示。相对于现有技术，本专利技术利用脑部影像的对称性，对左右侧大脑半球进行特征比对，提高了对感兴趣区域的像素值分布异常的敏感性，有助于早期缺血性改变的检出，其有益效果如下：本专利技术实现了从CT平扫图像自动分区化与定量处理急性缺血性卒中的风险评估，为急性缺血性卒中(AIS)患者的早期筛查、早期诊断和早期治疗提供了一种有效的评估方法。附图说明图1为本专利技术的整个流程示意图。图2为SyN方法得到的图像之间的位移矢量场(随时间变化的形变场)的图解，其中第一行图像是SyN方法初始化时的I和J图像，第二行图像是SyN方法的解收敛后，这些图像按照连接它们的微分同胚变形，第三行图像时与这些微分同胚相关的形变网格，第四行图像表示和的时间的方向图3为ASPECTS评分区域，其中A＝前循环，P＝后循环。左图为核团层面：C＝尾状核，L＝豆状核，IC＝内囊，I＝岛叶，MCA＝大脑中动脉，M1＝MCA前部皮质，M2＝岛叶侧面MCA皮质，M3＝MCA后部皮质。右图为核团以上层面：M4＝MCA前部皮质，M5＝MCA侧部皮质，M6＝MCA后部皮质。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例1：参见图2，一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中方法，具体步骤如下：步骤1，将大脑CT平扫图像与标准大脑模板进行配准。具体的，步骤1包括：通过图像相似度找出大脑核团层面和核团以上层面对应切片，标准化切片图像，除去头骨及其他无关区域，仅保留大脑部分，将处理后的图像与标准大脑进行基于SyN的配准。步骤2，用配准后的CT平扫图像的标准脑图像覆盖不同模板的标准脑地图，得到不同感兴趣区，并计算不同感兴趣区的平均参数值。具体的，步骤2计算地不同感兴趣区的平均参数值，包括平均灰度值，直方图，核密度函数等。其中标准脑地图包括阿尔伯塔卒中项目早期CT评分(ASPECTS)区域。步骤3，根据感兴趣区域的平均参数值与参考阈值和对侧大脑半球相应区域的平均参数值进行比较并判断感兴趣区域是否有早期缺血性改变。具体的，步骤3进行比较时，包括感兴趣区域的平均参数值与参考阈值和对侧大脑半球相应区域的平均参数值的差、比和直方图归一化核密度函数偏移量。效果评估：本专利技术专利技术了CT平扫图像自动分区化与定量处理急性缺血性卒中的风险评估方法，为急性缺血性卒中(AIS)患者的早期筛查、早期诊断和早期治疗提供了一种有效的评估方法。需要说明的是上述实施例仅仅是本专利技术的较佳实施例，并没有用来限定本专利技术的保护范围，在上述技术方案的基础上做出的等同替换或者替代均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：/n步骤1，将大脑CT平扫图像与标准大脑模板进行配准；/n通过图像相似度找出大脑核团层面和核团以上层面对应切片，标准化切片图像，除去头骨及其他无关区域，仅保留大脑部分，将处理后的图像与标准大脑进行基于SyN的配准；/n步骤2，用配准后的CT平扫图像的标准脑图像覆盖不同模板的标准脑地图，得到不同感兴趣区，并计算不同感兴趣区的平均参数值，包括每个感兴趣区域的平均像素值和核密度函数。/n步骤3，根据感兴趣区域的平均参数值与参考阈值和对侧大脑半球相应区域的平均参数值进行比较并判断感兴趣区域是否有早期缺血性改变；/n包括标准脑配准，覆盖脑地图，以及评估急性缺血性卒中(AIS)患者头部CT早期缺血性改变的方法。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
步骤1，将大脑CT平扫图像与标准大脑模板进行配准；
通过图像相似度找出大脑核团层面和核团以上层面对应切片，标准化切片图像，除去头骨及其他无关区域，仅保留大脑部分，将处理后的图像与标准大脑进行基于SyN的配准；
步骤2，用配准后的CT平扫图像的标准脑图像覆盖不同模板的标准脑地图，得到不同感兴趣区，并计算不同感兴趣区的平均参数值，包括每个感兴趣区域的平均像素值和核密度函数。
步骤3，根据感兴趣区域的平均参数值与参考阈值和对侧大脑半球相应区域的平均参数值进行比较并判断感兴趣区域是否有早期缺血性改变；
包括标准脑配准，覆盖脑地图，以及评估急性缺血性卒中(AIS)患者头部CT早期缺血性改变的方法。


2.根据权利要求1所述的一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中的方法，其特征在于，所述的标准脑配准是通过将标准脑模板与普通病人的大脑CT平扫图像进行配准，得到标准化的大脑。


3.根据权利要求1所述的一种基于CT平扫图像辅助诊断急性缺血性脑卒中的方法，其特征在于，所述判断急性缺血性卒中(AIS)患者头部CT早期缺血性改变方法是将感兴趣区域与对侧大脑相应区域的平均像素值差、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，余泽晨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32