基于三維醫(yī)學(xué)影像學(xué)的腎臟濾過模型研究.pdf

1、腎功能評(píng)價(jià)是腎臟疾病診斷和治療過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前臨床普遍采用的腎功能評(píng)價(jià)方法是生化檢驗(yàn)法和核素掃描法。生化檢驗(yàn)法的主要不足在于無法測(cè)定單側(cè)腎功能;核素掃描法影像分辨率低，且患者需接受核輻射。本文主要研究基于多期CT和MR影像評(píng)價(jià)腎功能的模型和自動(dòng)分析方法?；贑T或MR影像評(píng)價(jià)腎功能，不僅可以獲得單側(cè)腎功能測(cè)量值，同時(shí)可以得到高分辨率的解剖結(jié)構(gòu)影像，具有較好的臨床應(yīng)用前景。
　　本文以基于三維醫(yī)學(xué)影像的腎臟濾過模型及自動(dòng)化

2、的腎小球?yàn)V過率(GFR)測(cè)量方法研究為核心，充分分析現(xiàn)有模型的原理及實(shí)現(xiàn)方法，并與醫(yī)院合作進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)。在基于CT影像的GFR測(cè)量模型研究中，本文分析了Patlak二室模型的主要原理和方法，并基于該模型進(jìn)行患者數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn);之后討論了考慮間質(zhì)空間的三室模型方法。同時(shí)，本文研究了目前基于MR影像測(cè)量GFR的主流模型，詳細(xì)分析了基于脈沖駐留函數(shù)(IRF)的三室模型及求解方法，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果評(píng)估。在分析討論現(xiàn)有模型優(yōu)勢(shì)和不足的基礎(chǔ)上，本文

3、提出一種改進(jìn)的GFR測(cè)量模型，即在Patlak二室模型的基礎(chǔ)上，引入血管房室的脈沖駐留函數(shù)，更精確地描述血管房室的對(duì)比劑濃度變化，提高模型的計(jì)算精度。
　　圍繞GFR測(cè)量模型的實(shí)現(xiàn)，本文提出了基于CT和MR影像的GFR自動(dòng)測(cè)量方法，主要研究腎臟的自動(dòng)定位及分割提取，包括皮髓質(zhì)的自動(dòng)分割方法。該自動(dòng)化的測(cè)量方法簡(jiǎn)化了醫(yī)生的操作，使得測(cè)量模型在臨床中的實(shí)際應(yīng)用成為可能。
　　研究過程中，結(jié)合醫(yī)生的臨床診斷需求，本文提出了一種將C

4、T序列掃描影像中的感興趣區(qū)域（如腎臟或結(jié)石）融合顯示到CT定位片上的方法。該方法可以彌補(bǔ)CT定位片無法將腎臟清晰顯示的不足，生成一種新的符合醫(yī)生診斷習(xí)慣的影像。
　　本研究進(jìn)行了25例患者的CT掃描實(shí)驗(yàn)，并利用Patlak二室模型進(jìn)行自動(dòng)化分析方法及人工方法的GFR測(cè)量，其結(jié)果與Cystatin C的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，實(shí)驗(yàn)表明自動(dòng)化分析方法與金標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性為0.8029，自動(dòng)化分析方法與人工分析方法的相關(guān)性為0.9518。本研究進(jìn)

5、行了6例模型豬12個(gè)腎臟的MR掃描試驗(yàn)，分別利用Patlak二室模型、基于IRF的三室模型以及本文改進(jìn)的模型進(jìn)行GFR測(cè)量，其結(jié)果與核素掃描的GFR測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，三種模型與金標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性分別為0.8136,0.8392,0.8168。
　　實(shí)驗(yàn)表明，基于多期CT影像及Patlak二室模型的自動(dòng)化GFR測(cè)量方法效率高，完全可以替代手工測(cè)量方法，有非常好的臨床應(yīng)用前景。該方法對(duì)于預(yù)測(cè)腎臟切除術(shù)后或由于腫瘤等進(jìn)行腎臟部分切除術(shù)后剩余