非对比增强磁共振影像识别方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及医学影像处理技术领域，特别是涉及一种非对比增强磁共振影像识别方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

中心静脉导管(central vein catheter，CVC)是血液透析中用于透析血管通路的常用技术，CVC通常是从一侧的静内静脉放入，末端位于上腔静脉-右心房交界处的一种透析用导管，通过导管末端的孔道来交换、净化患者的血液，导管相关性血栓(Catheter-related thrombosis，CRT)是指将导管置入人体静脉或动脉内，引起人体发生的血栓，而CRT带来的严重后果包括导管相关静脉受损无法作为透析用血管通路使用，以及显著增加深静脉血栓，从而导致严重的并发症等疾病的发生等；同时CVC还可能会引发中心静脉狭窄(Central vein stenoses，CVS)由于中心静脉是所有透析用血管通路的最终回路，CVS可直接影响双侧上肢的血管通路功能，甚至缩短透析龄；此外，还有其他一些因素都会引起血管内产生血栓，因此有效并准确的识别血栓产生情况是非常有必要的。

目前，对于CRT的影像学检查中，现有的检查方法都存在着各自的局限性，一方面，彩色多普勒超声仅适用于初步筛查，并且超声无法清晰显示头臂静脉及近1/3锁骨下静脉；数字减影血管造影虽然常用于中心静脉狭窄的影像诊断，但是该方法有创且有辐射，并非检查的首选方法；计算机断层扫描血管造影是通过观察对比剂的充盈缺损及显影管腔的形态狭窄等间接征象来推测病变的范围及程度，因此无法直接观察病变形态及影像学特征；另一方面，磁共振血管成像MRA则鲜少用于中心静脉的检查中，并且针对动脉的MRA技术中，需要通过外周静脉注射对比剂来显示管腔，而这种方法所使用的磁共振对比剂会引起肾源性系统性纤维化，因此，目前亟需一种能够直接显示中心静脉影像学特征的影像分析识别方法，能够为后续的医疗研究提供数据支持。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种非对比增强磁共振影像识别方法、系统、设备及存储介质，以能够解决现有的影像学技术不适用于中心静脉的问题，以达到通过磁共振影像就能够精准定位病灶位置及范围，并且能够客观准确的反应中心静脉狭窄程度的效果。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种非对比增强磁共振影像识别方法，所述方法包括：

获取待识别的磁共振影像；

对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓；

根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径；

根据所述血栓直径和所述血管外径，计算得到绝对狭窄度；

其中，采用如下公式计算所述绝对狭窄度：

S＝D/E×100％

式中，D为血栓直径，E为血管外径；

通过所述绝对狭窄度对所述磁共振影像进行识别，得到影像识别结果。

进一步地，所述对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓的步骤包括：

对所述磁共振影像中的水相进行分析，得到第一高信号影像，并通过所述第一高信号影像，得到血栓位置和血栓范围；

根据所述血栓位置和所述血栓范围，判断中心静脉的管腔狭窄位置；

对所述磁共振影像中的脂相进行分析，得到第二高信号影像，并通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

进一步地，所述根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径的步骤包括：

对所述管腔狭窄位置处的血栓范围进行测量，得到血栓直径；

根据所述管腔狭窄位置，对所述血管外壁轮廓进行测量，得到血管外径。

进一步地，所述并通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓的步骤包括：

判断所述第二高信号影像中的中心静脉与周围血管之间的距离是否小于阈值；

若是，则通过所述磁共振影像中的正相位和反相位对所述第二高信号影像进行放大，得到放大后的第二高信号影像，并根据所述放大后的第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓；

若否，则通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

第二方面，本发明提供了一种非对比增强磁共振影像识别系统，所述系统包括：

影像获取模块，用于获取待识别的磁共振影像；

影像分析模块，用于对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓；

以及，根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径；

数据处理模块，用于根据所述血栓直径和所述血管外径，计算得到绝对狭窄度；

其中，采用如下公式计算所述绝对狭窄度：

S＝D/E×100％

式中，D为血栓直径，E为血管外径；

影像识别模块，用于通过所述绝对狭窄度对所述磁共振影像进行识别，得到影像识别结果。

进一步地，所述影像分析模块包括：

水相分析模块，用于对所述磁共振影像中的水相进行分析，得到第一高信号影像，并通过所述第一高信号影像，得到血栓位置和血栓范围；

以及，根据所述血栓位置和所述血栓范围，判断中心静脉的管腔狭窄位置；

脂相分析模块，用于对所述磁共振影像中的脂相进行分析，得到第二高信号影像，并通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

进一步地，所述影像分析模块还用于对所述管腔狭窄位置处的血栓范围进行测量，得到血栓直径；

以及，根据所述管腔狭窄位置，对所述血管外壁轮廓进行测量，得到血管外径。

进一步地，所述影像分析模块还包括：

正反相位分析模块，用于判断所述第二高信号影像中的中心静脉与周围血管之间的距离是否小于阈值；若是，则通过所述磁共振影像中的正相位和反相位对所述第二高信号影像进行放大，得到放大后的第二高信号影像，并根据所述放大后的第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓；若否，则通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明提供了非对比增强磁共振影像识别方法、系统、设备及存储介质。本发明将非增强磁共振成像技术应用于中心静脉的检查中，通过本发明提供的对磁共振影像的分析方法，能够在影像学检查中直接显示病灶，并且定位精确，同时本发明还提出了一种中心静脉狭窄的绝对狭窄度的测量和计算方法，能够准确的判断狭窄程度，从而为医疗研究提供了准确有效的数据支持。

附图说明

图1是本发明实施例中非对比增强磁共振影像识别方法的流程示意图；

图2是图1中步骤S20的流程示意图；

图3是图1中步骤S203的流程示意图；

图4是图1中步骤S30的流程示意图；

图5是本发明实施例中非对比增强磁共振影像识别方法的另一种流程示意图；

图6是使用本发明实施例中的识别方法进行识别的磁共振影像的示意图；

图7是本发明实施例中非对比增强磁共振影像识别系统的结构示意图；

图8是本发明实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前对于中心静脉狭窄的检查方法中，数字减影血管造影(digitalsubstraction angiography,DSA)和计算机断层扫描血管造影(computed tomography,CTA)是较为普遍的两种方法，其中，DSA目前是对中心静脉狭窄的影像诊断金标准，但是该方法是一种有创且有辐射的检查方法，不能够广泛应用，CTA虽然是无创的检查方法，但也同样存在辐射的局限性，且需要注射对比剂，并且CTA也无法直接观察病变形态及影像学特征。而磁共振血管成像(magnatic resonance angiography，MRA)目前鲜少应用于中心静脉的影像学检查中，而本发明则提供了一种对中心静脉的磁共振影像进行分析和识别的方法，能够克服现有技术所存在的问题，通过对磁共振影像进行精准的分析，从而为后续的医疗研究提供有效的数据支持。

请参阅图1，本发明第一实施例提出的一种非对比增强磁共振影像识别方法，包括步骤S10～S50：

步骤S10，获取待识别的磁共振影像。

在磁共振影像的扫描中常见的扫描模式包括2D扫描模式和3D扫描模式，本发明中提供是一种对磁共振的3D扫描影像的分析识别方法，首先，从数据库中获取基于中心静脉的磁共振影像，该3D扫描影像基于3D抗运动伪影序列生成的，下面以3D-Vane序列生成的磁共振影像为例进行说明。

步骤S20，对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓。

在磁共振影像中同时包含四组图像的成像，分别为水相、脂相、正相位和反相位，本发明通过对这四组影像的分析，就可以得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓，其具体分析步骤如图2所示：

步骤S201，对所述磁共振影像中的水相进行分析，得到第一高信号影像，并通过所述第一高信号影像，得到血栓位置和血栓范围；

步骤S202，根据所述血栓位置和所述血栓范围，判断中心静脉的管腔狭窄位置；

步骤S203，对所述磁共振影像中的脂相进行分析，得到第二高信号影像，并通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

其中，在磁共振的3D扫描影像中，水相表现的是管腔内的血流状态和血栓状态，在血流通畅的情况下会表现为低信号，当管腔内存在血栓时，水相会表现为高信号，因此，通过水相中的高信号影像，就可以直接显示出中心静脉管腔内的血栓形态，包括血栓范围和血栓位置等。然后比较水相中的血栓范围的大小以及血栓位置等参数，就可以判断出该磁共振影像显示的中心静脉中管腔最狭窄的位置在哪里，从而确定出中心静脉的管腔狭窄位置。

磁共振影像中的脂相显示的则是脂肪组织，因此在脂相中脂肪组织会表现为高信号，而中心静脉与其他血管等组织间都存在脂肪间隙，因此通过脂相中的高信号影像，即通过高信号的脂肪组织就可以清晰的勾勒出中心静脉的血管外壁轮廓。

虽然理论上通过脂相就可以得到中心静脉的血管外壁轮廓，但是在实际的影像分析过程中，当中心静脉与周围血管等其他组织距离较近时，由于两者间的脂肪间隙相对较窄，因此，会出现仅凭脂相不能准确判断静脉外壁轮廓的情况，为了解决这一问题，本发明还提供了一种优选的实施例，请参阅图3，在该实施例中，通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓的步骤包括：

步骤S2031，判断所述第二高信号影像中的中心静脉与周围血管之间的距离是否小于阈值；

步骤S2032，若是，则通过所述磁共振影像中的正相位和反相位对所述第二高信号影像进行放大，得到放大后的第二高信号影像，并根据所述放大后的第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓；

步骤S2033，若否，则通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

其中，在得到第二高信号影像之后，还需要对第二高信号影像中的中心静脉与周围血管等其他组织之间的距离进行判断，当二者之间的距离过近时，会认为第二高信号影像无法准确勾勒出中心静脉的血管外壁轮廓，此时，就需要对磁共振影像中的正相位和反相位进行分析。

磁共振影像中的正相位可以简单理解为图像中的信号强度是由水中的质子产生的信号加上脂肪中的质子产生的信号来决定的，即正相位中的信号强度的表示是水+脂，而反相位则是与正相位相反，反相位中的信号强度是由水中的质子产生的信号减去脂肪中的质子产生的信号来决定的，即反相位中的信号强度的表示是水-脂，因此，正相位和反相位实际上是可以放大脂肪组织的信号，而通过放大的脂肪组织，就使得脂肪间隙较窄的血管外壁轮廓也能够清晰的显示。

也就是说，本发明通过对磁共振影像中的水相进行分析，能够准确找到中心静脉的管腔狭窄位置，并通过对磁共振影像中的脂相、正相位和反相位的综合分析，能够清晰的显示中心静脉的血管外壁轮廓，本发明提供的磁共振影像的分析方法，不仅简单高效，并且结果准确，从而为后续绝对狭窄度的计算提供了准确的数据支撑。

步骤S30，根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径。

通过上述的影像分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓之后，就可以通过对管腔狭窄位置和血管外壁轮廓进行测量来得到血栓直径和血管外径，其具体步骤如图4所示：

步骤S301，对所述管腔狭窄位置处的血栓范围进行测量，得到血栓直径；

步骤S302，根据所述管腔狭窄位置，对所述血管外壁轮廓进行测量，得到血管外径。

其中，在对水相分析时，可以根据中心静脉管腔中的血栓范围和血栓位置判断出管腔狭窄位置，通过对该管腔狭窄位置处的血栓范围进行测量，就可以得到管腔狭窄位置处的血栓直径。

通过对脂相和正反相位的分析，得到中心静脉的血管外壁轮廓之后，可以结合在水相分析中找到的管腔狭窄位置，对血管外壁轮廓中与管腔狭窄位置相对应的位置处，对血管外壁进行测量，从而就可以得到中心静脉的管腔狭窄位置处的血管外径。对于血栓直径和血管外径的测量可以采用图像处理中的常规的测量方式，在此不再一一赘述。

步骤S40，根据所述血栓直径和所述血管外径，计算得到绝对狭窄度。

在测量出管腔狭窄位置处的血栓直径和血管外径后，就可以计算出该磁共振影像中的中心静脉的绝对狭窄度。在既往的技术方法中，狭窄度的计算采用的公式一般为：狭窄度＝100％-狭窄处的管腔直径/临近正常管腔直径×100％。通过狭窄度计算公式可以看出，既往的狭窄度计算除了病变的情况即狭窄处的管腔直径之外，还受临近正常管腔直径的影响。

现有的狭窄度计算实际上是一种理想情况下的计算逻辑，即用临近正常血管直径代替病变处血管原本正常时的直径，而这对于血管狭窄程度判断的局限性主要包括以下三个方面：

第一，临近的概念，对于中心静脉，首先正常情况下，静脉的形态就是多变的，即使正常的静脉在间隔较短距离的不同位置处，它们的直径也是不同的，临近正常血管的主观选择会影响病变本身的评估，但是病变的严重程度不应受临近正常血管形态的影响。

第二，静脉的代偿能力较动脉强大很多，中心静脉的严重狭窄或闭塞能够在相对较短时间内继发产生远心方向静脉的迂曲扩张及原本细小的静脉侧支的开放及明显增粗，这在既往研究和临床实践中是被广泛证实的。也就是说，临近的正常静脉血管虽然管腔内没有病灶，但是血管本身可能已经发生了继发改变。

第三，中心静脉狭窄大多是管腔内血栓造成的，血栓可能不是小范围、局灶性的，当病灶形态较均匀的附着于静脉内壁并且累及长度较长时，容易将临近的轻度狭窄的静脉误认为正常的静脉，造成狭窄程度的低估。

基于上述的局限性，本发明提供了一种绝对狭窄度的计算方法，即，采用如下公式计算绝对狭窄度：

S＝D/E×100％

式中，D为血栓直径，E为血管外径。

本发明中的绝对狭窄度为：管腔狭窄处的血栓直径/管腔狭窄处的血管外径×100％，可以看出，本发明的绝对狭窄度只由狭窄处的高信号即血栓和狭窄处的血管形态来决定，由于中心静脉管壁较薄，因此血管外径实际上可以约等于管腔直径，即本发明的绝对狭窄度只关注于静脉管腔狭窄处，而不需要使用正常血管的直径，并且通过血管外径来代替管腔直径进行计算，克服了现有的狭窄度计算的局限性，本发明提供的绝对狭窄度的计算与现有的狭窄度计算是具有本质区别的两种计算方式，本发明的计算方式较现有方式能够更准确更客观的反应中心静脉的狭窄程度，从而能够为后续的医疗研究提供更有效的数据支持。

步骤S50，通过所述绝对狭窄度对所述磁共振影像进行识别，得到影像识别结果。

通过上述计算出的绝对狭窄度，对磁共振影像进行分类识别，从而得到磁共振影像的识别结果，由于本发明提供的绝对狭窄度计算方法能够更准确和客观的反应中心静脉的狭窄程度，因此基于绝对狭窄度对磁共振影像进行分类识别的识别结果也更客观准确。

请参阅图5，本发明的磁共振影像的分析过程包括：从数据库中提取磁共振3D扫描影像，同时得到4组图像即水相、脂相、正相位及反相位，通过对水相进行影像分析，得到高信号影像，根据高信号即血栓来得到中心静脉中的血栓位置及范围，根据血栓的位置和范围来判断出管腔最狭窄的位置，从而测量出管腔最狭窄位置处的血栓直径；同时对3D扫描影像中的脂相及正反相位进行分析，借助血管周围脂肪组织勾勒出中心静脉的血管外壁轮廓，并根据管腔最狭窄位置，测量得到狭窄处的血管外径；通过测量出的血栓直径和血管外径计算得出绝对狭窄度，并根据绝对狭窄度对磁共振影像进行分类，得到影像识别结果。

请参阅图6，通过举例说明本发明提供的识别方法对磁共振影像进行绝对狭窄度的计算过程：在该中心静脉的磁共振影像中，A、B、C、D分别表示水相、脂相、正相位及反相位，通过对水相进行分析得到中心静脉的管腔狭窄位置，并对该位置进行测量可以得到血栓直径约为8mm，通过对脂相、正相位及反相位的分析得到中心静脉的血管外壁轮廓，在血管外壁轮廓的狭窄处可以测得血管外径约为14mm，根据测量到的血栓直径和血管外径，计算得到该磁共振影像的绝对狭窄度为8mm/14mm×100％≈60％。

本实施例提供的一种非对比增强磁共振影像识别方法，相比传统方法无法直接观察病变形态及影像学特征以及难以找到合适的临近正常管腔的问题，本发明通过对磁共振3D扫描影像进行分析，能够精确地定位出血栓位置，并且可以准确的获取其影像学特征，同时还提出了绝对狭窄度的计算方法，能够准确客观的反应中心静脉的狭窄程度，从而为后续的医疗研究提供了有效的数据支持。

请参阅图7，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的一种非对比增强磁共振影像识别系统，包括:

影像获取模块10，用于获取待识别的磁共振影像；

影像分析模块20，用于对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓；

以及，根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径；

数据处理模块30，用于根据所述血栓直径和所述血管外径，计算得到绝对狭窄度；

其中，采用如下公式计算所述绝对狭窄度：

S＝D/E×100％

式中，D为血栓直径，E为血管外径；

影像识别模块40，用于通过所述绝对狭窄度对所述磁共振影像进行识别，得到影像识别结果。

进一步地，影像分析模块20包括：

水相分析模块201，用于对所述磁共振影像中的水相进行分析，得到第一高信号影像，并通过所述第一高信号影像，得到血栓位置和血栓范围；

以及，根据所述血栓位置和所述血栓范围，判断中心静脉的管腔狭窄位置；

脂相分析模块202，用于对所述磁共振影像中的脂相进行分析，得到第二高信号影像，并通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

进一步地，影像分析模块20还用于对所述管腔狭窄位置处的血栓范围进行测量，得到血栓直径；

以及，根据所述管腔狭窄位置，对所述血管外壁轮廓进行测量，得到血管外径。

进一步地，影像分析模块20还包括：

正反相位分析模块203，用于判断所述第二高信号影像中的中心静脉与周围血管之间的距离是否小于阈值；若是，则通过所述磁共振影像中的正相位和反相位对所述第二高信号影像进行放大，得到放大后的第二高信号影像，并根据所述放大后的第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓；若否，则通过所述第二高信号影像，得到中心静脉的血管外壁轮廓。

本发明实施例提出的非对比增强磁共振影像识别系统的技术特征和技术效果与本发明实施例提出的方法相同，在此不予赘述。上述非对比增强磁共振影像识别系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

请参阅图8，一个实施例中计算机设备的内部结构图，该计算机设备具体可以是终端或服务器。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示器和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现非对比增强磁共振影像识别方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域普通技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算设备可以包括比途中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有相同的部件布置。

此外，本发明实施例还提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

综上，本发明实施例提出的非对比增强磁共振影像识别方法、系统、设备及存储介质，所述方法通过获取待识别的磁共振影像；对所述磁共振影像进行分析，得到中心静脉的管腔狭窄位置和血管外壁轮廓；根据所述管腔狭窄位置和所述血管外壁轮廓，测量血栓直径和血管外径；根据所述血栓直径和所述血管外径，计算得到绝对狭窄度；通过所述绝对狭窄度对所述磁共振影像进行识别，得到影像识别结果。本发明通过对磁共振影像的分析，能够准确定位血栓位置、范围以及影像学特征，同时还通过对绝对狭窄度的计算，能够准确客观的反应中心静脉的狭窄程度，从而为后续的医疗研究提供了有效的数据支持。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。