[发明专利]多次激发无导航磁共振扩散成像方法及装置

说明书

本发明提供了多次激发无导航磁共振扩散成像方法及装置，所述方法包括以下步骤：对被测目标进行多次激发，采集扩散磁共振成像信号，信号采集过程中无需采集导航信号；使用采集到的成像信号重建生成计算导航信息；利用计算导航信息联合多通道和多次激发的信号，在k空间进行联合插值恢复信号并重建图像；在恢复信号过程中，提出一种以相位平滑作为先验约束条件的计算导航信息优化算法，进一步提高了图像的信噪比。

技术领域

本发明属于生物物理领域，涉及多次激发无导航磁共振扩散成像方法及装置。

背景技术

磁共振扩散成像(diffusion magnetic resonance imaging,dMRI)是目前唯一能够在活体上测量组织内水分子微观扩散信息的无创方法。在常温条件下，水分子不停的做无规则热运动(布朗运动)，在生物组织中，水分子的运动受到组织内部结构的限制。因此，通过测量组织中水分子的扩散信息能够揭示组织的微观结构。磁共振扩散成像能够得到生物组织内水分子沿各个方向的扩散系数等其它成像方式所不能提供的独特信息，且具有非侵入和不需要造影剂等优点，在理论研究和临床实践领域均引起了极大关注，具有广泛的应用前景。目前，磁共振扩散成像主要应用于两个方面：一是在病变诊断方面，除用于诊断中风外，还被用于诊断肿瘤(脑淋巴瘤、表皮和胆脂瘤囊肿)、感染(化脓性脑脓肿、脑炎疽疹)、退行性疾病(克一雅病)、炎症性疾病(多发性硬化症)以及外伤(休克、骨折)等；二是用于研究生物组织(脑白质、心肌、舌头等)的纤维束结构。

在扩散成像中，由于施加的扩散敏感梯度场时很强的梯度场，对运动尤其敏感，能实现微米级的运动检测敏感度。这使得扩散成像技术不仅能检测组织内的水分子的扩散运动，还对人体的一些生理运动如心跳、呼吸、眨眼等(亚毫米级运动)，还有人体主观运动如头部的转动、平移等很敏感，容易产生图像伪影。目前，临床常规磁共振扩散成像方法为单次激发成像方法，成像分辨率低、形变大。近期发展的多次激发扩散成像方法，分辨率高、形变小，但是每次激发之间由于扩散成像和生理运动结合产生相位不一致问题，需要在采集成像信号之外，采集导航信号用于相位误差产生的图像伪影校正，进而导致数据采集时间长。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于多次激发无导航磁共振扩散成像方法及装置，使得扫描时间短、图像伪影小、信噪比高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种基于多次激发无导航磁共振扩散成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)数据采集：对被测目标进行多次激发，并在每次激发过程中，对所述被测目标进行信号采集；

2)计算导航信息生成：通过并行成像技术生成每次激发的多通道k空间数据；

3)多次激发扩散图像重建：利用计算导航信息联合多通道和多次激发的信号，在k空间进行联合插值恢复信号并重建图像。

进一步，1)中信号采集包括成像回波信号采集。

进一步，2)中所述并行成像技术采用的是基于k空间数据处理的重建算法，包括但不限于AUTO-SMASH、VD-AUTO-SMASH、GRAPPA、SPIRiT算法。

在本发明的具体实施方式中，所述并行成像技术采用GRAPPA算法。

进一步，步骤3)还包括对对联合插值技术获得的k空间数据进行逆傅里叶变换。

进一步，步骤3)还包括使用方均根的形式得到最终的扩散图像。

优选地，方均根计算公式：

进一步，所述方法还包括在步骤3)之前进行计算导航信息的优化。

进一步，以相位平滑作为先验约束条件优化计算导航信息。