[發明專利]一種用于磁共振指紋成像的快速字典搜索方法

有效

• 申請號: 201710371903.4
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107194354B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 王澤
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01R33/32
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 葉紹華;占宇

本發明公開了一種用于磁共振指紋成像的快速字典搜索方法。它包括以下步驟：S1：對任意給定的MRF掃描序列及其掃描參數，通過磁共振掃描設備運行該MRF掃描序列得到每個像素位置處的實際采集到的磁共振指紋S；S2：搜索每個像素相應的物理特征參數，搜索某個像素相應的物理特征參數包括以下步驟：將該像素的磁共振指紋信號S與其對應的信號字典D進行匹配，找到與該像素的磁共振指紋S最接近的匹配項，該最接近的匹配項就是該像素相應的物理特征參數；S3：將所有像素的物理特征參數分別集成后即得到所需的完整的物理特征圖像。本發明能夠有效降低搜索計算復雜度，減少計算時間，提高搜索效率。

技術領域

本發明涉及磁共振指紋成像技術領域，尤其涉及一種用于磁共振指紋成像的快速字典搜索方法。

背景技術

磁共振指紋法成像(Magnetic Resonance Fingerprinting，MRF)是一種磁共振成像的新方法。不同于傳統方法利用一次磁共振掃描只獲取一種物理特征圖像，該方法可以在一次掃描后同時獲取多個物理特征圖像，從而提高磁共振掃描的效率。在MRF方法的數據采集序列中，激發角度(flip angles，FA)，回波時間(echo times，TE)和重復時間(repetition times，TR)這些序列參數的設置都是隨機變化的，這使得所產生的磁共振信號對不同的序列參數的依賴互不相干，從而保證了不同參數組合所產生的磁共振信號的唯一性。

MRF圖像重構的方法不涉及傳統MR圖像重構方法中的矩陣求逆的過程，因此避免了求逆過程中帶來的噪音放大問題，這使得MRF方法具有擴展性，多參數同時成像，層內移動不敏感性等優點。然而在實際應用中，MRF方法面臨的主要問題之一是其計算過程中消耗大量計算內存和硬盤存儲空間及計算量巨大。早期MRF使用遍歷搜尋的方法對信號字典進行匹配，這需要大量的內存或硬盤空間和計算時間來產生最終的圖像，從而制約了MRF方法向臨床醫學應用的發展。

發明內容

本發明的目的是克服現有磁共振指紋成像的字典搜索方法計算量巨大，計算時間長，搜索效率低的技術問題，提供了一種用于磁共振指紋成像的快速字典搜索方法，其能夠有效降低搜索計算復雜度，減少計算時間，提高搜索效率。

本發明的一種用于磁共振指紋成像的快速字典搜索方法，包括以下步驟：

S1：對任意給定的MRF掃描序列及其掃描參數，通過磁共振掃描設備運行該MRF掃描序列得到每個像素位置處的實際采集到的磁共振指紋S；

S2：搜索每個像素相應的物理特征參數，搜索某個像素相應的物理特征參數包括以下步驟：將該像素的磁共振指紋信號S與其對應的信號字典D進行匹配，找到與該像素的磁共振指紋S最接近的匹配項，該最接近的匹配項就是該像素相應的物理特征參數；

S3：將所有像素的物理特征參數分別集成后即得到所需的完整的物理特征圖像。

在本技術方案中，掃描序列可以是IR-bSSFP序列、FISP序列或其它MRF序列。掃描參數可以包括射頻激發翻轉角度、TR、TE、TI等。磁共振指紋S為磁共振信號的時間序列。信號字典D可預先生成或動態生成。物理特征參數可以包括T₁，T₂，ΔB等。本方法不需要預先生成完整的磁共振數據字典，具體搜索哪個像素相應的物理特征參數時，可以動態生成其對應的信號字典D。

例如：使用IR-bSSFP序列(翻轉恢復式的平衡穩態自由進動序列)作為掃描序列。多個單獨的掃描序列片段連接在一起順序運行，從而產生多點的磁共振指紋S。信號字典D可以在任何計算機上產生不依賴于任何磁共振設備。

在磁共振掃描設備上進行實際數據采集時所用的MRF掃描序列參數(FA，TE，TR)應與信號字典D產生過程中所用的MRF掃描序列參數(FA，TE，TR)完全一致。這樣，在圖像中每個象素對應的實際采集到的磁共振指紋S，我們都可以將其與信號字典D進行匹配，以找到最接近的匹配項，從而得到這個像素相應的物理特征參數。