[发明专利]一种扩散加权成像方法

说明书

本发明公开了一种扩散加权成像方法，包括如下步骤：利用磁共振扫描仪采集受检者多个b值DWI图像；采用基于SVD‑PCA的方法对所述DWI图像进行降噪处理，获取降噪处理后的DWI图像；对所述降噪处理后的DWI图像进行非线性拟合，获得体素内非相干运动的参数估计，所述参数包括真性扩散系数、假性扩散系数和灌注分数。本发明通过对矢量合成矩阵的奇异值进行过滤处理可有效去除DWI图像的噪声成分，提高信噪比，进而提高体素内非相干运动参数估计的可靠性。

【技术领域】

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种体素内非相干运动扩散加权成像方法。

【背景技术】

扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)属于功能影像学的范畴，是目前唯一在体测量组织内水分子扩散运动的成像方法，其成像的原理是利用水分子的布朗运动，无需注射对比剂即可其反应人体组织的微观结构以及细胞内外水分子的转移与跨膜运动、温度等的变化。通过DWI图像信号高低的定性比较及表观扩散系数(apparentdiffusion coefficient，ADC)的定量测量对组织结构及功能变化进行评估，可用于显示疾病的敏感性以及诊断和鉴别诊断等方面。

在传统扩散理论中，水分子在一定时间内从某一部位扩散到另一部位的位移运动呈高斯分布，DWI影响信号随着b值的增加呈单指数函数衰减。然而，由于细胞膜、细胞内外间隔等扩散障碍物的影响使生物组织中水分子的扩散比自由水的扩散复杂，组织中水分子的位移偏离高斯分布。另外，基于多b值DWI研究发现，DWI信号随b值增大并不遵循单指数递减规律。DWI影像上信号衰减同时包括真性水分子扩散和毛细血管网中随机血流微循环灌注，后者使扩散影像上出现假扩散信号，导致ADC值反应的信息有限，这种现象即为体素内非相干运动(intravoxel incoherent motion imaging，IVIM)。基于IVIM双指数模型的DWI是采用多个b值的扫描成像，可以分离出组织的真实扩散信息和微循环灌注信息。Le Bihan等^[1]首次将IVIM-DWI应用于临床，主要用于将水分子扩散与毛细血管微循环灌注区分开，不仅对神经系统，而且对其他各部位的多种生理和病例机制都能提供定量指标，成为广泛关注的新兴成像热点。

但是IVIM参数成像的一个常见问题是图像的较弱信噪比导致的参数估计的可靠性较差。传统方法多采用高斯方法去噪，但是DWI中噪声主要成像Rician(莱斯)分布，因此基于高斯噪声的去噪方法容易产生误差。此外，还存在各种改进IVIM成像参数可靠性的方法，如加权均值滤波、线性最小均方误差、非局部均值滤波等。然而这些方法有些需要额外的数据采样平均，还有些需要复杂的计算方法，在实际应用中都有一定的局限性。基于此，有必要对现有IVIM-DWI成像方法进行改进，在去除噪声的同时改善IVIM成像参数的可靠性。

[1]、Le Bihan D,Breton E,Lallemand D,et al.Separation of diffusion andperfusion in intravoxel incoherent motion MR imaging[J].Radiology,1988,168(2):497-505.

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提出一种可提高体素内非相干运动扩散加权成像中IVIM参数估计可靠性的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种扩散加权成像方法，包括如下步骤：

利用磁共振扫描仪采集受检者多个b值DWI图像；

采用基于SVD-PCA的方法对所述DWI图像进行降噪处理，获取降噪处理后的DWI图像；

对所述降噪处理后的DWI图像进行非线性拟合，获得体素内非相干运动的参数估计，所述参数包括真性扩散系数、假性扩散系数和灌注分数。

进一步地，所述采用基于SVD-PCA的方法对所述DWI图像进行降噪处理的具体过程为：