[發明專利]基于以高斯模型為實例整合重建的磁共振擴散成像方法

有效

• 申請號: 201710277899.5
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106997034B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 董子菁;郭華;戴二鵬;馬曉棟;張喆
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R33/48
• 分類號: G01R33/48;G01R33/563
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種基于以高斯擴散模型為實例整合重建的磁共振擴散成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于多層同時激發預設序列對被測目標進行信號采集；

通過并行成像技術對采集到的欠采樣信號進行相位估計；

通過估計的相位、所述采集到的欠采樣信號、以及無擴散加權的參考圖像，建立高斯擴散模型；其中，通過以下公式建立所述高斯擴散模型：

其中，N_p為像素個數；為無擴散加權的參考圖像B0在圖像位置處的幅值；D為由六個擴散張量參數表示的擴散張量矩陣；B_m為第m個擴散編碼方向的B矩陣，由擴散梯度方向決定；為第m個擴散編碼方向的相位；其中，第m個擴散編碼方向的擴散加權圖像通過將所述無擴散加權的參考圖像B0乘以所述以及由擴散梯度造成的指數衰減項得到；為傅里葉算子，為K空間編碼向量；為圖像空間位置向量；

根據所述高斯擴散模型整合所有方向的欠采樣信號，建立用于估計擴散張量參數的目標方程；其中，通過以下公式建立所述目標方程：

其中，第一項為數據保真項；第二項λTV(D)為全變差稀疏性約束項；為通過多層同時激發和層內欠采樣采集得到的高倍降采樣K空間信號，包括所有擴散梯度方向的數據；K(D)為通過所述高斯擴散模型估計的K空間信號，所述估計中唯一的變量為擴散張量D；R為數據選擇算子，用來選擇K(D)中與具有一致K空間位置的信號進行比較；TV(D)為1范數的全變差算子；λ為控制參數；

采用非線性共軛梯度算法迭代求解所述目標方程，得到擴散張量參數；

根據所述擴散張量參數計算得到擴散系數和擴散加權圖像。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通過并行成像技術對采集到的欠采樣信號進行相位估計之前，所述方法還包括：

基于多次激發預設序列在相位編碼方向進行欠采樣采集。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于多層同時激發預設序列對被測目標進行信號采集之前，所述方法還包括：

對所述被測目標施加預設時間的強梯度磁場，以在每次激發中進行擴散梯度編碼，其中，所述強梯度磁場的梯度方向為擴散梯度編碼方向。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過并行成像技術對采集到的欠采樣信號進行相位估計，包括：

通過線圈敏感度編碼的并行成像技術，對所述采集到的欠采樣信號進行重建，得到每次激發信號的相位。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，通過以下重建公式來對所述采集到的欠采樣信號進行重建：

其中，d_i為需要插值的第i個線圈的K空間數據；(m,n)為對應的K空間坐標；(m',n')為在卷積核中的K空間數據的坐標；i,i'∈[1,N_c]；N_c為通道數；g為并行成像的插值算子；d_i'為插值使用的K空間數據。