[发明专利]一种用于MRI对比度增强的成像方法

权利要求书

1.一种用于MRI对比度增强的成像方法，其特征在于，包括通过梯度上升方法构造优化反转脉冲，取代常规反转恢复脉冲序列中的反转脉冲及其恢复延迟时间，在该优化脉冲的精确操控下，不同组织的自旋将朝着纵向磁矩差异最大化方向演化，并在脉冲结束时刻获得最大的纵向磁矩差异；利用优化反转恢复序列扫描并得到 k空间数据；利用改进的相位敏感图像重建方法，对利用所述优化反转恢复序列扫描得到的 k空间数据进行图像重建，从而最终实现组织间对比度显著增强的磁共振成像；

所述方法的具体步骤为：

步骤1）将两种生物组织样本固定于磁共振成像仪的中心检测区域，并分别测定其中T₁和T₂弛豫时间；

步骤2）开启层选梯度的同时，对生物组织样本依次施加优化反转脉冲（11）和90°激发读出脉冲（12）；

步骤3）关闭层选梯度（2）的同时，开启相位梯度（3），实施一次相位编码；

步骤4）关闭所述相位梯度（3）的同时，开启负向频率梯度（41），其持续作用时间为信号采集窗口的一半，维持梯度大小不变，切换所述负向频率梯度（41）的极性为正向,使之变成正向频率梯度（42），同时使能磁共振自由衰减信号的采集线圈，读出梯度回波信号（5），并将之填充k空间的某一行；

步骤5）改变所述相位梯度（3）的幅值、极性等参数，重复步骤2-4若干次，如重复255次，将获得256×256大小的k空间数据；

步骤6）针对采集到的k空间数据，利用改进的相位敏感重建方法获得重建图像，该图像即为使用优化反转恢复序列获得的对比度增强的组织成像。

2.根据权利要求1所述的用于MRI对比度增强的成像方法，其特征在于，所述通过梯度上升方法构造优化反转脉冲的具体步骤为：

步骤1）初始化给定持续时间的反转脉冲波形；

步骤2）建立组织α、β间对比度目标函数 ，、分别为自旋α、β由热平衡状态迁移到期望反转态的转移效率；

步骤3）计算目标函数的梯度，计算公式为，反转脉冲波形；

步骤4）利用所述步骤（3）中的梯度更新反转脉冲波形，直至目标函数f达到极大值，此时获得实现纵向磁矩差异最大化的优化反转脉冲。

3.根据权利要求1所述的用于MRI对比度增强的成像方法，其特征在于，所述改进的相位敏感图像重建方法具体步骤为：

（1）对所述 k空间数据进行二维傅里叶变换获得的原始复数图像数据，并归一化获得方向向量；

（2）在组织区域选取一个随机像素点作为种子加入种子集合，选取任一种子像素，其方向向量为，计算该种子像素与周围的四个相邻像素k的方向向量点积 且k=1,2,3,4；

（3）判断是否满足准则1或准则2，满足并且为非负数时保持不变，满足并且为负数时，将邻域像素方向向量反转，即，将所述满足准则1或准则2的邻域像素点加入种子集合，同时对当前种子像素做标记，不再访问；

（4）重复以上过程，直至没有新的种子可使用，完成图像重建。

4.根据权利要求3所述的用于MRI对比度增强的成像方法，其特征在于，判定所述准则1的计算公式为，判定所述准则2的计算公式为，N为最小相位编码循环次数，通常16≤N≤32，为在磁场均匀、共振偏移为零时使用优化反转脉冲产生的组织间相位误差，的小角度补偿误差，用以补偿主磁场和射频场非均匀性导致的相位误差。