一种基于腹部MRI联合表型的三高风险再分层方法及系统

本发明涉及医学影像数据处理、医学文本结构化、体成分定量分析和计算机辅助风险评估，尤其涉及一种基于腹部mri内脏脂肪、皮下脂肪和肝脂肪联合表型的三高风险再分层方法及系统。

背景技术：

1、高血压、高血糖和高血脂常被合称为三高。本发明中，所述三高风险指高血压风险、高血糖风险和高血脂风险中的至少一种。现有三高风险评估通常基于血压、血糖、血脂、体重指数、年龄、性别、既往史和用药史等结构化临床信息建立规则或预测模型，并据此给出低风险、中风险或高风险等风险等级。上述方法能够反映一般临床风险，但通常不直接利用腹部mri所包含的脂肪分布信息。体重指数能够表示总体体重与身高之间的关系，但难以表示脂肪在腹腔内、腹壁皮下以及肝脏实质内的分布差异。因此，体重指数相近的对象可能具有明显不同的内脏脂肪、皮下脂肪和肝脂肪水平，进而具有不同的代谢风险。

2、腹部mri（magnetic resonance imaging，磁共振成像）能够记录内脏脂肪、皮下脂肪和肝脂肪相关信息。影像报告便于批量获取，但常以脂肪肝、腹型肥胖、腹腔脂肪增多等定性文字呈现，并包含否定、不确定性和程度描述。dicom（digital imaging andcommunications in medicine，医学数字成像和通信）影像能够提供vat（visceraladipose tissue，内脏脂肪组织）、sat（subcutaneous adipose tissue，皮下脂肪组织）、vat/sat和肝脏pdff（proton density fat fraction，质子密度脂肪分数）等定量信息，但受mri扫描协议、序列类型、回波时间、水脂分离质量、解剖覆盖范围和图像质量影响。若直接把报告等级与dicom连续值加权平均，不同来源的数值含义并不一致；若将报告和dicom分别作为独立风险证据输入风险模型，报告表述习惯和影像测量误差可能被重复放大。因此，需要先在表型测量层对报告来源和dicom来源进行校准、融合和置信度评价，再将融合后的表型用于风险再分层。

3、此外，单一目标层面并不总能同时覆盖用于vat和sat测量的腰椎层面以及用于肝脂肪测量的上腹部层面。不同mri序列和不同pdff生成协议对肝脂肪表型的物理含义、噪声特征和可比性也存在差异，未经协议识别和校准的表型不宜混用。已有方法还常把影像特征与临床风险模型直接拼接，容易使影像增量与原始风险等级的含义不清，也缺少在报告和影像冲突、关键序列缺失或者分割质量不足时防止不恰当风险下调的机制。上述问题使得腹部mri脂肪表型难以稳定地用于三高风险再分层。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种以腹部mri脂肪表型为核心、能够统一利用影像报告与dicom定量信息的三高风险再分层方案，使报告信息和dicom信息先在表型测量层完成协议特异性校准、统一潜在表型映射和门控融合，再由影像增量模型对不含影像脂肪表型的基线风险进行概率修正，从而解决报告和dicom尺度不一致、mri协议和序列差异导致表型不可比、体重指数掩盖异常脂肪分布、影像增量定义不清以及低置信度数据导致错误下调的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明一方面提供一种由电子设备执行的三高风险再分层方法。该方法包括：获取待处理对象同一次腹部mri检查的dicom序列、与该dicom序列精确关联的影像报告、三高临床特征以及原始风险等级或基线风险概率；从影像报告抽取报告脂肪表型及报告置信度；基于mri扫描协议和序列类型从dicom序列中分别定位第一目标区域和第二目标区域，并生成dicom脂肪表型及分表型图像质量置信度；基于影像报告-dicom配对数据和标注dicom数据建立mri协议特异性校准映射，将报告脂肪表型和dicom脂肪表型映射到统一潜在脂肪表型空间，并通过门控融合模型输出联合表型向量和融合置信度；基于参考对象数据生成bmi条件残差风险特征；将基线风险模型和影像增量模型结合，得到三高风险调整量，并按门控规则输出上调、保持或下调结果。

3、上述技术方案中，所述对影像报告进行结构化抽取包括：对影像报告进行章节识别、医学实体识别、实体属性识别、否定识别和不确定性识别；将腹型肥胖、内脏脂肪增多、皮下脂肪增多、肝脏脂肪分数升高、pdff升高、同反相位信号衰减、水脂信号比异常以及脂肪肝程度描述中的至少一种映射至预设脂肪表型词典；基于描述所在章节、否定状态、不确定状态、程度等级、报告模板来源和实体识别概率，确定报告脂肪表型的取值、报告置信度和证据文本位置，其中报告未描述脂肪相关内容时被记录为缺失状态而非阴性状态。所述证据文本位置主要是用于对输出结果的证据追溯，也可作为必要时人工复核的依据。

4、上述技术方案中，所述影像报告-dicom配对数据包括同一次mri检查的dicom序列、影像报告、检查号、研究实例唯一标识、检查时间、mri扫描协议、序列类型、磁场强度、回波时间、水相图、脂相图、同相位图、反相位图、pdff图可用性、报告脂肪表型人工标注以及至少一部分dicom人工标注结果；所述dicom人工标注结果包括vat区域、sat区域、腹壁边界、肝脏区域、肝脏感兴趣区，以及在采用肝脾mri信号比方案时使用的脾脏区域或脾脏感兴趣区中的至少一种。

5、上述技术方案中，所述参考对象数据包括第一参考对象数据和第二参考对象数据，其中第一参考对象数据用于建立脂肪表型参考分布、体重指数条件期望模型或者影像表型提取模型，第二参考对象数据为影像报告-dicom配对数据，用于建立报告抽取模型、协议特异性校准映射、门控融合模型和本地人群校准模型；在模型构建阶段，所述第一参考对象数据和第二参考对象数据分别执行训练和校准，在待处理对象的推理阶段不更新模型参数。

6、上述技术方案中，所述第一目标区域包括第三腰椎层面、第三腰椎与第四腰椎间层面、脐平面或者覆盖上述层面的连续腹部体积，用于测量vat和sat；所述第二目标区域包括肝脏所在上腹部层面、肝脏三维区域、mri质子密度脂肪分数图，或者在采用肝脾mri信号比方案时还包括脾脏所在层面或脾脏三维区域，用于测量肝脂肪表型，其中所述第一目标区域与第二目标区域可以相同，也可以不同。

7、上述技术方案中，所述dicom脂肪表型向量包括vat面积或体积、sat面积或体积、总腹部脂肪面积或体积、vat/sat比值以及肝脂肪表型中的至少一种；所述dicom脂肪表型向量基于腹部mri的dixon水脂分离序列、脂肪分数图、pdff图、脂肪抑制序列或者同反相位图像生成，其中vat和sat表型由第一目标区域的脂肪候选区域、体表轮廓和腹壁边界确定，肝脂肪表型由第二目标区域的肝脏pdff、脂肪分数或者水脂信号比值确定；当存在多个mri序列或多个脂肪定量图时，系统根据序列完整性、空间覆盖范围、配准质量、伪影程度和协议优先级确定主用序列，并将其余序列作为一致性校验或缺失补充来源。

8、上述技术方案中，所述统一潜在脂肪表型空间用于表达同一种脂肪异常在报告来源和dicom来源下的共同含义，包括校准后的脂肪表型异常概率、标准化连续表型、分位等级或者上述变量的组合；所述报告表型校准将定性或半定量报告描述转换为报告来源的脂肪表型异常概率、分位等级或潜在连续变量；所述dicom连续表型标准化按照mri序列类型、扫描协议、目标层面、计量单位和人群参考分布，对vat、sat、vat/sat和肝脂肪表型中的至少一种进行z-score标准化、分位数映射或者协议分层校准；所述门控融合不将报告表型与dicom表型直接等权平均，而是根据报告置信度、dicom图像质量置信度、来源缺失掩码和来源冲突标识，输出融合表型和融合置信度；当报告表型与dicom表型方向不一致、差异超过冲突阈值或者任一来源质量不足时，降低融合置信度并生成复核标识。

9、上述技术方案中，所述门控规则包括：当风险调整量达到上调阈值且对应核心表型的融合置信度达到置信度阈值时，上调所述原始风险等级；当风险调整量达到下调阈值、融合置信度达到置信度阈值、关键临床特征和核心影像表型不存在缺失、报告与dicom不存在冲突、且下调禁区未被触发时，才允许下调所述原始风险等级；当不满足上调条件或下调条件时，保持所述原始风险等级；所述下调禁区包括已确诊相应三高疾病、极端血压或血糖或血脂值、正在使用相关治疗药物、既往心脑血管事件、肾功能明显异常以及系统预设的其他临床硬性否决条件。

10、本发明另一方面提供一种基于腹部mri联合表型的三高风险再分层系统，包括：数据获取单元，用于获取待处理对象同一次腹部mri检查的dicom序列、与所述dicom序列关联的影像报告、三高临床特征以及原始风险等级或基线风险概率；报告结构化单元，用于从所述影像报告抽取报告脂肪表型及报告置信度；影像表型提取单元，用于基于mri扫描协议和序列类型从所述dicom序列中分别定位第一目标区域和第二目标区域，并生成dicom脂肪表型及分表型图像质量置信度；校准融合单元，用于基于影像报告-dicom配对数据和标注dicom数据建立mri协议特异性校准映射，将所述报告脂肪表型和所述dicom脂肪表型映射到统一潜在脂肪表型空间，并通过门控融合模型输出联合表型向量和融合置信度；残差生成单元，用于基于参考对象数据生成bmi条件残差风险特征；风险再分层单元，用于将基线风险模型和影像增量模型结合，得到三高风险调整量，并按门控规则输出上调、保持或下调的风险等级调整结果。

11、本发明另一方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并能够在所述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所述的基于腹部mri联合表型的三高风险再分层方法。

12、本发明另一方面提供一种非暂态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所述的基于腹部mri联合表型的三高风险再分层方法。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、第一，报告和dicom不再被直接进行简单数值平均，也不作为相互独立的重复风险证据，而是先通过医院配对数据映射至统一潜在脂肪表型空间，使定性文本和连续测量具有可比较含义；

15、第二，第一目标区域用于腹部vat和sat测量，第二目标区域用于肝脏pdff或其他mri肝脂肪表型测量，避免把不同解剖覆盖要求强行绑定在同一层面；

16、第三，系统针对dixon水脂分离、同反相位和pdff等mri序列建立协议特异性处理路径，能够利用大规模mri参考队列和医院配对数据同时完成表型参考、报告-dicom融合和本地人群校准；

17、第四，bmi条件残差用于表示相对于同体重指数、年龄和性别人群的脂肪异常程度，使体重指数相近但脂肪分布不同的对象能够被区分；

18、第五，基线风险和影像增量被显式区分，便于解释腹部mri脂肪表型对原始临床风险的新增贡献；

19、第六，缺失、冲突和下调禁区门控能够降低低置信度结果导致的不恰当风险下调。