[發(fā)明專利]一種基于1H-19F-23Na原子核的多通道三維核磁共振成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610136774.6
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105785296A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申寶忠
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱醫(yī)科大學
• 主分類號: G01R33/44
• 分類號: G01R33/44;A61B5/055
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核磁共振成像方法，具體而言，涉及一種基于1H-19F-23Na原子核的多通道三維核磁共振成像方法。

背景技術(shù)

目前，核磁共振(NMR)成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學診斷中，核磁共振成像是隨著計算機技術(shù)、電子電路技術(shù)、超導體技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種生物磁學核自旋成像技術(shù)。它是利用磁場與射頻脈沖使人體組織內(nèi)進動的氫核(即H+)發(fā)生共振產(chǎn)生射頻信號，然后經(jīng)計算機處理而成像。氫核是人體成像的首選核種，由于人體各種組織均含有大量的水和碳氫化合物，所以氫核的核磁共振靈敏度高、信號強，因此人們首選氫核作為人體成像元素。NMR信號強度與樣品中氫核密度有關(guān)，人體各種組織的含水比例不同，導致NMR信號強度有差異，利用這種差異作為特征量將各種組織分開，以得到核磁共振圖像。人體不同組織之間、正常組織與該組織中的病變組織之間氫核密度、弛豫時間T1、T2三個參數(shù)的差異，是MRI用于臨床診斷最主要的物理基礎(chǔ)。

但是，傳統(tǒng)核磁共振技術(shù)只能提供解剖級圖像信息，只有腫瘤發(fā)展到中晚期才能被診斷出來，造成很多腫瘤患者喪失了腫瘤最佳治療時間。因此，如何對疾病進行分子影像診斷，以在腫瘤早期就能檢測出病變和確定病灶位置，從而提高腫瘤患者的生存質(zhì)量以及提高腫瘤治愈率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員未來研究的一個重要方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于1H-19F-23Na原子核的多通道三維核磁共振成像方法，以得到能夠提供腫瘤分子信息和代謝信息的核磁共振圖像。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于1H-19F-23Na原子核的多通道三維核磁共振成像方法，包括以下步驟：

S1：將多個線圈單元組成一個多通道相控陣線圈；

S2：采用多通道相控陣線圈及磁共振脈沖序列1H/23NaPANSY—COSY、¹H/¹⁹FPANSY—COSY、23Na-23NaCOSY或1H/19F/23NaPANSY—COSY對欲成像部位進行掃描，得到多個相控陣線圈圖像，多個相控陣線圈圖像分別為23Na原子核圖像、1H原子核圖像和19F原子核圖像；

S3：將多個相控陣線圈圖像的格式、圖像大小和分辨率設(shè)置為一致，并對多個相控陣線圈圖像進行濾噪處理和對比度增強處理；

S4：對多個相控陣線圈圖像進行空間配準和幾何配準，使代表相同解剖結(jié)構(gòu)的像素或體素一一對應(yīng)；

S5：以最大互信息量為依據(jù)對每個相控陣線圈圖像進行準確性分析，統(tǒng)計出其中的錯誤數(shù)據(jù)，應(yīng)用魯棒估計方法中的AM估計方法對錯誤數(shù)據(jù)進行修正；

S6：計算多個相控陣線圈圖像中各部分的圖像方差，根據(jù)各部分圖像方差的大小對各部分賦予不同的權(quán)重值。對圖像方差比較大的部分賦予較小的權(quán)重值，對圖像方差比較小的部分賦予較大的權(quán)重值，其中，所述權(quán)重值與所述圖像方差之間為指數(shù)函數(shù)關(guān)系；

S7：所述權(quán)重值的平方與對應(yīng)圖像部分的灰度值相乘，并將多個相控陣線圈圖像進行加權(quán)，以得到融合后的圖像；

S8：通過識別質(zhì)量圖數(shù)據(jù)，從相位圖中質(zhì)量值最高像素點開始，按相位質(zhì)量高低的順序?qū)ο辔粓D進行路徑積分，最后展開質(zhì)量值較低的不可靠區(qū)域，以將不可避免的誤差局限在最小范圍內(nèi)，從而獲得理想的相位展開結(jié)果，分離被噪聲污染的殘差區(qū)域，使其他部分的相位展開不受干擾。

在本發(fā)明的一實施例中，通過多模塊的融合達到靶向分析及在細胞水平上實時觀察機體狀態(tài)，達到動態(tài)分子成像，進一步對疾病進行分子分型，最終達到“活體病理”診斷，即從宏觀—微觀—宏觀，從分子水平—能量代謝—磁共振成像。

本發(fā)明提供的基于1H-19F-23Na原子核的多通道三維核磁共振成像方法能夠得到提供了腫瘤分子信息和代謝信息的超高分辨率核磁共振圖像，因此能夠在病變初期實現(xiàn)對腫瘤的診斷。本發(fā)明不僅在腫瘤早期診斷、改善患者生存質(zhì)量、提高腫瘤治愈率等方面具有重大現(xiàn)實意義，而且對于我國擺脫國外醫(yī)學技術(shù)束縛，打破國外醫(yī)學技術(shù)壟斷，以及在醫(yī)學影像學、腫瘤學等方面占據(jù)世界領(lǐng)先地位具有重大戰(zhàn)略意義。

具體實施方式

下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。