[发明专利]一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法

说明书

本发明公开了一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法。它包括以下步骤：S1：对任意给定的MRF扫描序列及其扫描参数，通过磁共振扫描设备运行该MRF扫描序列得到每个像素位置处的实际采集到的磁共振指纹S；S2：搜索每个像素相应的物理特征参数，搜索某个像素相应的物理特征参数包括以下步骤：将该像素的磁共振指纹信号S与其对应的信号字典D进行匹配，找到与该像素的磁共振指纹S最接近的匹配项，该最接近的匹配项就是该像素相应的物理特征参数；S3：将所有像素的物理特征参数分别集成后即得到所需的完整的物理特征图像。本发明能够有效降低搜索计算复杂度，减少计算时间，提高搜索效率。

技术领域

本发明涉及磁共振指纹成像技术领域，尤其涉及一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法。

背景技术

磁共振指纹法成像(Magnetic Resonance Fingerprinting，MRF)是一种磁共振成像的新方法。不同于传统方法利用一次磁共振扫描只获取一种物理特征图像，该方法可以在一次扫描后同时获取多个物理特征图像，从而提高磁共振扫描的效率。在MRF方法的数据采集序列中，激发角度(flip angles，FA)，回波时间(echo times，TE)和重复时间(repetition times，TR)这些序列参数的设置都是随机变化的，这使得所产生的磁共振信号对不同的序列参数的依赖互不相干，从而保证了不同参数组合所产生的磁共振信号的唯一性。

MRF图像重构的方法不涉及传统MR图像重构方法中的矩阵求逆的过程，因此避免了求逆过程中带来的噪音放大问题，这使得MRF方法具有扩展性，多参数同时成像，层内移动不敏感性等优点。然而在实际应用中，MRF方法面临的主要问题之一是其计算过程中消耗大量计算内存和硬盘存储空间及计算量巨大。早期MRF使用遍历搜寻的方法对信号字典进行匹配，这需要大量的内存或硬盘空间和计算时间来产生最终的图像，从而制约了MRF方法向临床医学应用的发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有磁共振指纹成像的字典搜索方法计算量巨大，计算时间长，搜索效率低的技术问题，提供了一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法，其能够有效降低搜索计算复杂度，减少计算时间，提高搜索效率。

本发明的一种用于磁共振指纹成像的快速字典搜索方法，包括以下步骤：

S1：对任意给定的MRF扫描序列及其扫描参数，通过磁共振扫描设备运行该MRF扫描序列得到每个像素位置处的实际采集到的磁共振指纹S；

S2：搜索每个像素相应的物理特征参数，搜索某个像素相应的物理特征参数包括以下步骤：将该像素的磁共振指纹信号S与其对应的信号字典D进行匹配，找到与该像素的磁共振指纹S最接近的匹配项，该最接近的匹配项就是该像素相应的物理特征参数；

S3：将所有像素的物理特征参数分别集成后即得到所需的完整的物理特征图像。

在本技术方案中，扫描序列可以是IR-bSSFP序列、FISP序列或其它MRF序列。扫描参数可以包括射频激发翻转角度、TR、TE、TI等。磁共振指纹S为磁共振信号的时间序列。信号字典D可预先生成或动态生成。物理特征参数可以包括T₁，T₂，ΔB等。本方法不需要预先生成完整的磁共振数据字典，具体搜索哪个像素相应的物理特征参数时，可以动态生成其对应的信号字典D。

例如：使用IR-bSSFP序列(翻转恢复式的平衡稳态自由进动序列)作为扫描序列。多个单独的扫描序列片段连接在一起顺序运行，从而产生多点的磁共振指纹S。信号字典D可以在任何计算机上产生不依赖于任何磁共振设备。

在磁共振扫描设备上进行实际数据采集时所用的MRF扫描序列参数(FA，TE，TR)应与信号字典D产生过程中所用的MRF扫描序列参数(FA，TE，TR)完全一致。这样，在图像中每个象素对应的实际采集到的磁共振指纹S，我们都可以将其与信号字典D进行匹配，以找到最接近的匹配项，从而得到这个像素相应的物理特征参数。