[發明專利]基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法及裝置

有效

• 申請號: 201810967348.6
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109212443B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 戴二鵬;郭華;吳宥萱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R33/32
• 分類號: G01R33/32;G01R33/36
• 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

本發明公開了一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法及裝置，其中，方法包括以下步驟：步驟S1：通過多板塊同時激發脈沖以對被測目標進行多次激發，并在每次激發的過程中，通過多通道線圈對被測目標進行信號采集，以獲取每次激發降采的k空間數據；步驟S2：通過聯合k空間和圖像域的多次激發擴散成像重建算法恢復每次激發未采集到的k空間位置數據；步驟S3：通過改進的NPEN算法校正邊緣偽影，以得到成像圖像。該方法可以在獲取高分辨圖像的同時，依然保持較高的信噪比，并降低三維導航回波誤差的干擾，提高重建圖像質量和穩定性，且在保證圖像質量的基礎上，提高信噪比效率和掃描效率。

技術領域

本發明涉及磁共振擴散成像技術領域，特別涉及一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法及裝置。

背景技術

磁共振擴散成像技術是目前活體測量水分子擴散運動的唯一影像手段，它通過施加擴散梯度感知水分子的微觀運動，來探測組織的微細結構，既可以獲得結構信息，又可以產生功能信息，因此該技術在過去二十年內得到了很快的發展，并逐漸成為了一項重要的常規臨床檢查和科研工具。目前神經科學和臨床診斷中常規的磁共振擴散成像技術是單次激發的EPI(echoplanar imaging，平面回波成像)。單次激發的EPI在一次單層激發的RF(radiofrequency，射頻)脈沖激發后完成整個k空間的采集，具有成像速度快，對運動不敏感以及重建算法相對簡單等優點。然而，受成像原理上的限制，基于單次激發EPI的擴散成像具有圖像變形大和分辨率低等缺點。

為了減小圖像變形，提高圖像分辨率，近年來提出了多次激發擴散成像。多次激發通過減小每次激發采集的相位編碼行的數目，提高采集帶寬，可以有效減少圖像變形，得到較大的采集矩陣，提高層內空間分辨率。然而，使用二維的多次激發技術卻不能有效地提高層間分辨率。

相關技術表明，高分辨率等體素擴散成像技術在神經科學研究中具有非常重要的意義，特別是在探測大腦微觀結構和區域連接方面。例如，在微觀結構方面，高分辨率等體素擴散成像有助于更加精確地區分不同的神經纖維結構；更好地探測灰白質分界；以及更加精確地探測復雜的神經纖維結構，如彎曲和交叉的神經纖維。

高分辨率等體素擴散成像的主要挑戰是如何在不降低成像效率的前提下，保證擴散圖像具有足夠的信噪比。目前主要有兩種解決方案：第一種是使用超高場磁共振掃描儀(如7T平臺)。超高場磁共振掃描儀可以增加信號本身的強度，用于補償高分辨率帶來的信噪比損失。但是，超高場磁共振掃描儀也有一些自身的限制因素：B₀/B₁磁場更加不均勻，T₂/T₂^*衰減時間常數變短，能量沉積效應增加等等。

第二種方案是使用高信噪比效率的采集策略。目前主要有兩類混合的二維/三維采集策略可以保證較高的信噪比效率。第一類是SMS(simultaneous multi-slice，多層同時激發)技術。假設同時激發R_SMS層，可以將TR時間縮短為傳統二維成像方式的1/R_SMS。第二類方法是三維多板塊采集技術：首先激發一個“厚層”，然后通過三維傅里葉編碼，重建出高分辨率等體素的擴散圖像。在三維多板塊擴散成像中，由于每次激發的板塊比較厚，單個TR(repetition time，重復時間)內的N_slice(或者是N_slab)比較少，TR時間相對也比較短。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像方法，該方法可以在獲取高分辨圖像的同時，依然保持較高的信噪比，并降低三維導航回波誤差的干擾，提高重建圖像質量和穩定性，且在保證圖像質量的基礎上，提高信噪比效率和掃描效率。

本發明的另一個目的在于提出一種基于多板塊同時激發的等體素磁共振擴散成像裝置。