[发明专利]一种快速的肝脏多参数定量成像方法

说明书

本发明公开了一种快速的肝脏多参数定量成像方法，其设计了一种新的磁共振序列，即自上而下、自下而上的多次激发采集和梯度回波、自旋回波以及混合回波的多回波采集方式，同时将估计出的主磁场信息合并到编码矩阵中，利用低秩约束来联合重建求解出多个无畸变的回波图像，利用这些回波图像进行字典匹配从而得到定量的T₂和T₂^*参数映射图。结合本发明在水膜和人体数据实验中的表现，通过与传统定量成像方法相比较，证明了本发明能够在较快的时间内实现与传统金标准方法一致的定量成像结果，这对于肝脏损伤特性的诊断、铁成分负荷水平的评估、癌症病灶的检测等具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明属于MRI成像技术领域，具体涉及一种快速的肝脏多参数定量成像方法。

背景技术

定量磁共振成像是一种快速兴起的诊断多发性肝脏疾病的无创的成像方式，例如它可利用T₂定量图进行肝脏损伤特性诊断，利用T₂和T₂^*定量图进行铁成分负荷水平的评估等。多参数定量磁共振成像通过联合监测疾病的不同病理生理特性，已在提供有价值的诊断和预后信息方面表现出巨大的潜力。

多个参数的定量映射成像通常涉及多个不同对比度的加权成像来捕获信号随时间的演变，那么相应的数据扫描采集时间就会很长，这使得它的临床发展和研究实用价值受到了极大的限制。在传统的定量成像方法中，人们通常使用多个分开的数据采集序列来获得多个参数的定量图，例如使用经典自旋单回波序列来多次采集不同TE下的自旋回波信号来估计T₂定量图、使用经典梯度多回波序列来采集不同TE下的梯度回波信号来估计T₂^*定量图；这些多个不同的扫描通常在分开的屏气过程中按顺序进行，故而导致肝脏定量实验中的扫描时间过长，患者疲劳，并且可能得到错误配准的多参数定量图。

基于此，快速的同时多参数肝脏定量成像是一个亟需解决的问题；磁共振指纹成像是一种可以在单次屏息的情况下对单个层面进行多参数的肝脏组织定量成像的方法，但是这些研究的整个肝脏覆盖率低扫描效率不高，阻碍了它们在实际临床上的应用。为了能够在单次屏气的情况下实现对全肝同时进行快速的多参数T₂和T₂^*定量成像，并得到适用于临床应用，发挥实用研究价值的解决方案，本发明提出了基于平面回波成像(EPI)的肝脏自上而下、自下而上的多次激发的多回波平面成像技术(liver-msBUDA-SAGE)。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种快速的肝脏多参数定量成像方法，其设计了一种新的磁共振序列，即自上而下、自下而上的多次激发采集和梯度回波、自旋回波以及混合回波的多回波采集方式，同时将估计出的主磁场信息合并到编码矩阵中，利用低秩约束来进行无畸变的多参数定量成像。

一种快速的肝脏多参数定量成像方法，包括如下步骤：

(1)针对所需定量的组织参数设计并生成基于平面回波的多参数磁共振数据采集序列，所述组织参数包括横向驰豫时间T₂和表观横向驰豫时间

(2)将上述多参数磁共振数据采集序列导入磁共振扫描仪，在一次屏气过程中利用扫描仪对被试者肝脏部位进行扫描，获得每一回波时间下的多横切面原始肝脏k空间数据；

(3)利用经典并行成像算法(SENSE或MUSSELS)对多横切面原始肝脏k空间数据进行重建，得到每一回波时间下对应的多横切面肝脏图像；

(4)利用具有相反相位编码方向的回波对应的所有图像对估计出引起图像畸变的非均匀的主磁场B₀，将B₀合并到编码矩阵中并加入低秩矩阵约束以构建图像重建模型，通过对模型优化求解重建出各回波时间下对应的多横切面肝脏图像；