[發(fā)明專(zhuān)利]用于生成高b值處的合成擴(kuò)散圖像的擴(kuò)散MRI方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680072007.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108885246B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊鳴;黃峰;黃預(yù)立
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R33/563
• 分類(lèi)號(hào): G01R33/563;A61B5/055
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于生成合成擴(kuò)散圖像的方法。所述方法包括以下步驟：借助于擴(kuò)散加權(quán)磁共振掃描在多個(gè)初始b值處采集初始擴(kuò)散掃描數(shù)據(jù)的多個(gè)集合；根據(jù)所述初始擴(kuò)散掃描數(shù)據(jù)的至少部分導(dǎo)出初始擴(kuò)散圖像；借助于擴(kuò)散加權(quán)磁共振掃描在高于所述初始b值中的每個(gè)初始b值的目標(biāo)b值處采集目標(biāo)擴(kuò)散掃描數(shù)據(jù)；并且通過(guò)至少使用所述初始擴(kuò)散圖像所述和目標(biāo)擴(kuò)散掃描數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行基于代價(jià)函數(shù)的重建以在k空間中將保真度項(xiàng)應(yīng)用于所述合成擴(kuò)散圖像而生成所述合成擴(kuò)散圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像，具體而言涉及自動(dòng)磁共振擴(kuò)散成像。

背景技術(shù)

磁共振成像允許觀(guān)察活的人類(lèi)和動(dòng)物的解剖和生理特征。最近，人們對(duì)稱(chēng)為磁共振擴(kuò)散成像的磁共振技術(shù)感興趣，該技術(shù)用于在圖像信號(hào)取決于組織的擴(kuò)散性之處檢測(cè)癌癥。擴(kuò)散成像包括擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)，擴(kuò)散張量成像(DTI)，擴(kuò)散峰度成像(DKI)，q-空間成像和許多其他擴(kuò)散技術(shù)。為了清楚和簡(jiǎn)潔的目的，下面的說(shuō)明特別參照DWI進(jìn)行描述。應(yīng)該理解，該描述是出于說(shuō)明的目的，并且也適用于其他使用場(chǎng)景和/或擴(kuò)散成像技術(shù)中。

DWI測(cè)量水分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))的量值，其通常被稱(chēng)為表觀(guān)擴(kuò)散系數(shù)(ADC)。使用DWI作為癌癥診斷的生理學(xué)基礎(chǔ)是癌變內(nèi)致密地規(guī)程的細(xì)胞限制了正常的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。低水平的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)是癌癥的指標(biāo)。DWI采集由其b值定義，其中，b值由DWI梯度的幅值、持續(xù)時(shí)間和時(shí)間間隔來(lái)定義，其允許探測(cè)不同的擴(kuò)散系數(shù)。具有不同b值和不同擴(kuò)散方向的DWI圖像通常被相互組合以計(jì)算ADC圖。此外，研究人員提出了許多模型來(lái)描述人體組織中的復(fù)雜擴(kuò)散，例如參考所謂的ADC圖的單指數(shù)模型，以及參考IVIM圖、DTI圖和DKI圖(在本文中統(tǒng)稱(chēng)為擴(kuò)散參數(shù)圖)的雙指數(shù)模型。在具有高灌注的組織中，IVIM模型是優(yōu)選的，已經(jīng)在肝臟中研究了DKI模型，并且主要已經(jīng)在腦中研究了DTI模型。擴(kuò)散加權(quán)圖像和/或擴(kuò)散參數(shù)圖可以被放射科醫(yī)師用來(lái)區(qū)分懷疑具有癌癥的低隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。

以更高的b值(例如，大于1000s/mm²)采集的DWI允許增加腫瘤與正常組織之間的劃定。然而，使用高b值所面臨的挑戰(zhàn)是所獲得的高b值圖像具有低信噪比(SNR)和嚴(yán)重失真。實(shí)現(xiàn)高b值DWI的替代方法是計(jì)算DWI，其中，使用高b值的擴(kuò)散加權(quán)圖像可以使用計(jì)算模型來(lái)從低b值DWI圖像數(shù)學(xué)地導(dǎo)出，而不是直接采集。盡管許多研究已經(jīng)表明由計(jì)算DWI生成的圖像在診斷上可與采集的高b值DWI相當(dāng)，但放射科醫(yī)師仍然沒(méi)有足夠的信心來(lái)計(jì)算DWI的可行性，因?yàn)橛?jì)算的DWI僅是對(duì)采集的高b值DWI的模擬。此外，計(jì)算的DWI常常導(dǎo)致異常的對(duì)比度，這進(jìn)一步破壞放射學(xué)家對(duì)計(jì)算DWI的置信度。此外，計(jì)算DWI的圖像質(zhì)量取決于計(jì)算模型、b值、感興趣組織等，這需要在DWI被廣泛接受之前進(jìn)行更多的臨床研究來(lái)評(píng)估計(jì)算DWI的效果。

Justin P.Halder等人的“Improved diffusion imaging through SNR-enhancing joint reconstruction”，Magnetic Resonance In Medicine.,第69卷，第1號(hào),2012年3月5日，關(guān)注噪聲減少的同時(shí)大量地保留擴(kuò)散加權(quán)圖像中的分辨率，其使用利用在典型的數(shù)據(jù)集中觀(guān)察到的高水平的結(jié)構(gòu)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)重建方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中提供了一種磁共振成像系統(tǒng)、一種方法以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，本發(fā)明的若干方面可以實(shí)現(xiàn)為裝置、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可采取完全硬件實(shí)施例，完全軟件實(shí)施例(包括固件，駐留軟件，微代碼等)，或者組合了軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式，其可以在本文統(tǒng)稱(chēng)為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明的各個(gè)方面可以采取實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有實(shí)現(xiàn)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。