[发明专利]用于生成高b值处的合成扩散图像的扩散MRI方法

说明书

本发明的实施例提供了一种用于生成合成扩散图像的方法。所述方法包括以下步骤：借助于扩散加权磁共振扫描在多个初始b值处采集初始扩散扫描数据的多个集合；根据所述初始扩散扫描数据的至少部分导出初始扩散图像；借助于扩散加权磁共振扫描在高于所述初始b值中的每个初始b值的目标b值处采集目标扩散扫描数据；并且通过至少使用所述初始扩散图像所述和目标扩散扫描数据来执行基于代价函数的重建以在k空间中将保真度项应用于所述合成扩散图像而生成所述合成扩散图像。

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及自动磁共振扩散成像。

背景技术

磁共振成像允许观察活的人类和动物的解剖和生理特征。最近，人们对称为磁共振扩散成像的磁共振技术感兴趣，该技术用于在图像信号取决于组织的扩散性之处检测癌症。扩散成像包括扩散加权成像(DWI)，扩散张量成像(DTI)，扩散峰度成像(DKI)，q-空间成像和许多其他扩散技术。为了清楚和简洁的目的，下面的说明特别参照DWI进行描述。应该理解，该描述是出于说明的目的，并且也适用于其他使用场景和/或扩散成像技术中。

DWI测量水分子的随机运动(布朗运动)的量值，其通常被称为表观扩散系数(ADC)。使用DWI作为癌症诊断的生理学基础是癌变内致密地规程的细胞限制了正常的随机运动。低水平的随机运动是癌症的指标。DWI采集由其b值定义，其中，b值由DWI梯度的幅值、持续时间和时间间隔来定义，其允许探测不同的扩散系数。具有不同b值和不同扩散方向的DWI图像通常被相互组合以计算ADC图。此外，研究人员提出了许多模型来描述人体组织中的复杂扩散，例如参考所谓的ADC图的单指数模型，以及参考IVIM图、DTI图和DKI图(在本文中统称为扩散参数图)的双指数模型。在具有高灌注的组织中，IVIM模型是优选的，已经在肝脏中研究了DKI模型，并且主要已经在脑中研究了DTI模型。扩散加权图像和/或扩散参数图可以被放射科医师用来区分怀疑具有癌症的低随机运动的区域。

以更高的b值(例如，大于1000s/mm²)采集的DWI允许增加肿瘤与正常组织之间的划定。然而，使用高b值所面临的挑战是所获得的高b值图像具有低信噪比(SNR)和严重失真。实现高b值DWI的替代方法是计算DWI，其中，使用高b值的扩散加权图像可以使用计算模型来从低b值DWI图像数学地导出，而不是直接采集。尽管许多研究已经表明由计算DWI生成的图像在诊断上可与采集的高b值DWI相当，但放射科医师仍然没有足够的信心来计算DWI的可行性，因为计算的DWI仅是对采集的高b值DWI的模拟。此外，计算的DWI常常导致异常的对比度，这进一步破坏放射学家对计算DWI的置信度。此外，计算DWI的图像质量取决于计算模型、b值、感兴趣组织等，这需要在DWI被广泛接受之前进行更多的临床研究来评估计算DWI的效果。

Justin P.Halder等人的“Improved diffusion imaging through SNR-enhancing joint reconstruction”，Magnetic Resonance In Medicine.,第69卷，第1号,2012年3月5日，关注噪声减少的同时大量地保留扩散加权图像中的分辨率，其使用利用在典型的数据集中观察到的高水平的结构相关的统计重建方法。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种方法以及一种计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。

如本领域技术人员将认识到的，本发明的若干方面可以实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可采取完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件，驻留软件，微代码等)，或者组合了软件和硬件方面的实施例的形式，其可以在本文统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。