[發明專利]一種磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法

有效

• 申請號: 201910831438.7
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110687489B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 陳佳林;李建奇
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01R33/565
• 分類號: G01R33/565;G01R33/48;A61B5/055
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法，該方法包括以下步驟：利用多回波梯度回波序列采集得到磁共振原始數據；對所有回波的相位進行線性度檢查，舍棄線性度差的數據點的部分或者全部回波信號；將經過線性度檢查后的相位圖利用非線性最小二乘法進行擬合得到初步的磁場分布圖；利用周圍可靠數據點（相位線性度好的點）的局部磁場的平均值來替代回波信號全部舍去的點的局部磁場，最終得到完整的磁場分布圖。本發明可減小磁場分布圖的擬合誤差，提高顱底等部位磁化率分布圖的信噪比和準確性。

技術領域

本發明涉及磁共振成像的技術領域，具體涉及一種磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法。

背景技術

磁共振定量磁化率成像通過梯度回波序列來獲取復數數據，然后利用相位信息重建得到局部磁化率分布圖。定量磁化率成像發展至今，其已經在腦出血、多發性硬化癥和帕金森綜合征等多種腦神經疾病研究中得到了應用。

定量磁化率成像的重建過程主要包括場圖擬合、背景場去除和磁化率反演三個步驟。準確的場圖可以提高磁化率分布圖的圖像質量，使得磁化率測量更加準確，核團顯示更清晰，進而提升定量磁化率成像應用的可靠性。場圖可以使用一個回波的相位圖直接計算出來，也可以使用多個回波的相位圖進行擬合得到。有研究表明，使用5～10個回波擬合出的場圖更準確，重建得到的磁化率分布圖信噪比更高，并且可以獲得較好的顱內核團磁化率對比度。

對于多回波場圖擬合，參與擬合回波數的增多會增強數據的抗噪能力，從而提升場圖計算的準確性。然而，并不是回波數目越多場圖擬合就越準確，這主要受到兩個方面的限制：一是由于回波信號強度受T₂弛豫的影響，回波數目越多勢必定會導致后面的回波信號強度降低，有時甚至降至噪聲水平；二是由于噪聲、部分感興趣區(如顱底)磁化率不均勻、血液流動、主磁場本身的波動等因素，每獲得一幅相位圖都會伴隨著誤差，相位誤差過大會影響場圖擬合的準確性。

一般的多回波磁場分布圖擬合方法對于所有數據點都采用相同的回波數，沒有檢查每個數據點的相位線性度，導致磁場分布圖的擬合不準確，所獲得的磁化率分布圖在顱底等部位的噪聲較大，造成最終的磁化率分布圖信噪比較低，沒有很好的組織分辨率，無法準確測量顱底等部位的磁化率值。

發明內容

本發明的目的是提供一種新的磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法，可克服一般的多回波磁場分布圖擬合方法的不足，以期減少磁場分布圖的擬合誤差，提高顱底等部位的磁化率分布圖的圖像質量，準確測量大腦各組織的磁化率值。

本發明提出一種磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法，該方法首先對多回波梯度回波序列采集的相位進行線性度檢查，將經過相位檢查后的相位圖進行擬合而得到磁場分布圖并對場圖上的奇異點進行處理，從而減小磁場分布圖的擬合誤差，提高顱底等部位磁化率分布圖的信噪比和準確性。

實現本發明上述目的所采用的技術方案是：

一種磁共振成像多回波磁場分布圖擬合方法，特點是所述方法包括以下步驟：

步驟1：利用多回波梯度回波序列采集得到磁共振原始數據；

步驟2：對所有回波的相位進行線性度檢查，舍棄線性度較差的數據點的部分或者全部回波信號；

步驟3：將經過相位檢查后的相位圖利用非線性最小二乘法進行擬合得到初步的磁場分布圖；

步驟4：利用周圍可靠數據點(相位線性度好的點)的局部磁場的平均值來替代回波信號全部舍去的點的局部磁場，最終得到完整的磁場分布圖；

所述步驟2中的相位線性度檢查方法的具體步驟為：

第一步，對前三個回波進行線性擬合得到初始相位和角頻率ω，具體可表述為如下線性方程：