[發(fā)明專利]磁共振成像裝置以及定量性磁化率匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580060823.6
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN107072592B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白豬亨;佐藤良太;谷口陽;越智久晃;村瀨毅倫;尾藤良孝
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;王立杰

本發(fā)明提供一種使用MRI計(jì)算出磁化率分布時(shí)，通過簡單處理減少偽影和噪聲，提高計(jì)算出的磁化率分布的精度的技術(shù)。在該技術(shù)中，首先，從通過MRI取得的復(fù)圖像經(jīng)由相位圖像獲得磁場分布。接著，在基于磁場和磁化率的關(guān)系式的制約條件下，反復(fù)對根據(jù)磁場分布計(jì)算出的磁化率分布進(jìn)行平滑化處理。具體地，進(jìn)行通過反復(fù)運(yùn)算使由預(yù)先決定的初始磁化率分布和磁場分布定義的誤差函數(shù)最小化的最小化處理來計(jì)算出上述磁化率分布。此時(shí)，每算出更新磁化率分布時(shí)，對該更新磁化率分布進(jìn)行平滑化，該更新磁化率分布是在最小化處理中根據(jù)誤差函數(shù)計(jì)算出的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁共振成像(MRI：Magnetic Resonance Imaging)技術(shù)。尤其，涉及一種使用所取得的圖像計(jì)算生物體內(nèi)的磁化率分布的圖像處理技術(shù)。

背景技術(shù)

磁共振成像裝置是利用設(shè)置于靜磁場內(nèi)的氫原子核(質(zhì)子)與特定頻率的高頻磁場產(chǎn)生共振的核磁共振現(xiàn)象的非侵襲性醫(yī)用圖像診斷裝置。核磁共振信號根據(jù)質(zhì)子密度、衰減時(shí)間等各種物性值而變化，因此可以通過MRI得到的圖像描繪出生物體組織的構(gòu)造或組成、細(xì)胞性狀等各種生物體信息。

近年來，作為能夠通過MRI測定的物性值，關(guān)注生物體組織間的磁化率差。磁化率是表示靜磁場中的物質(zhì)被磁化的程度的物性值。在生物體內(nèi)，存在靜脈血中的脫氧血紅蛋白或鐵蛋白質(zhì)等順磁性體、以及成為占據(jù)生物體組織的大部分的水或鈣化的基礎(chǔ)的鈣等反磁性體。對生物體組織間的磁化率的差即磁化率差定量地進(jìn)行圖像化，從而能夠應(yīng)用于腦缺血性疾病的診斷或癌癥放射治療效果預(yù)測，神經(jīng)變性疾病的診斷。

使用MRI對生物體組織間的磁化率差進(jìn)行圖像化的方法被稱為定量磁化率匹配(QSM：Quantitative Susceptibility Mapping)。QSM方法是根據(jù)測量出的MR圖像的相位信息計(jì)算出因生物體組織間的磁化率差產(chǎn)生的空間性的磁場變化，并使用磁場和磁化率的關(guān)系式計(jì)算出磁化率分布的方法。

然而，磁場分布是對磁化率分布進(jìn)行空間性卷積積分而得的分布，因此根據(jù)磁場分布求出磁化率分布的情況下，成為卷積積分的逆問題，無法得到唯一的解。

一般，通過最小二乘法，根據(jù)磁場分布求出磁化率分布。此時(shí)，導(dǎo)入誤差函數(shù)，將這些最小化的值設(shè)為解。作為有代表性的方法，例如有通過磁場分布和點(diǎn)偶極子磁場的k空間上的運(yùn)算計(jì)算出磁化率分布的TKD(Truncated-based K-space Division，基于階段的k空間的劃分)(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)、將通過TKD方法計(jì)算出的磁化率分布和通過閾值處理提取出的微細(xì)結(jié)構(gòu)而得的磁化率分布通過反復(fù)運(yùn)算進(jìn)行合成的迭代SWIM(SusceptibilityWeighted Imaging and Mapping，磁敏感加權(quán)成像以及匹配)方法(例如，參照非專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)1)、使用附有正規(guī)化的最小二乘法的MEDI方法(Morphology enabled dipoleinversion，形態(tài)啟用偶極反演)方法(例如，參照非專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)2)

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：美國專利申請公開第2011/0262017號說明書

專利文獻(xiàn)2：美國專利申請公開第2011/0044524號說明書

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Shmueli K等，“Magnetic Susceptibility Mapping of BrainTissue In Vivo Using MRI Phase Data”、Magnetic Resonance in Medicine、2009年、62卷、1510-1522頁