个性化精准磁共振影像方法技术

本发明专利技术公开了一种个性化精准磁共振影像方法，是在磁共振成像数据采集和处理过程中，推演个体弛豫时间谱图，推荐个体优化成像参数，实现弱对比度图像修复和个体化精准扫描的方法。建立包含组织分类和组织弛豫特性的大样本知识库，通过形态配准和信号强度标准化建立个体数据与样本数据的可比性。经过组织识别、坐标定位，信号对比和弛豫特性限定的方式推演出符合个体实际情况的弛豫时间谱图。通过对个体弛豫时间谱图的分析计算出适合个体化成像的成像参数。由此得到的个体弛豫时间谱图和成像参数可用于修复加权图像，本发明专利技术达到个体化精准扫描的目的，避免为了得到高对比度图像而进行的多次修改成像参数的重复扫描。

Personalized accurate magnetic resonance imaging method

The invention discloses a personalized precision magnetic resonance imaging method in magnetic resonance imaging data acquisition and processing, the deduction of individual relaxation time spectrum, recommended individual optimal imaging parameters, to achieve low contrast image restoration and individualized precision scanning method. A large sample knowledge base containing tissue classification and tissue relaxation characteristics was established, and the comparability between individual data and sample data was established by morphological registration and signal intensity standardization. The relaxation time spectrum in accordance with the actual situation of the individual is deduced by means of tissue recognition, coordinate location, signal contrast and relaxation characteristics. By analyzing the individual relaxation time spectrum, the imaging parameters suitable for individual imaging are calculated. Can be used to repair the weighted image spectrum and imaging parameters obtained from the individual relaxation time, the invention achieves individual precision scanning to avoid and in order to obtain high contrast images repeatedly modify the imaging parameters of repeated scanning.

【技术实现步骤摘要】
个性化精准磁共振影像方法
本专利技术涉及磁共振成像
，是一种基于磁共振样本知识库和磁共振成像物理原理，实现磁共振弛豫特性推演、弱对比度磁共振数据修复和个体化精准磁共振成像的方法。
技术介绍
磁共振成像技术是现在医学诊断中常见又较为重要的影像诊断工具。磁共振图像的对比度与扫描参数的设定有关，而扫描参数的设定和对比度产生机制主要基于组织间的自旋密度，纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2。目前，已有一些工作总结了在不同磁场条件下，T1/T2弛豫时间在不同脑组织中的平均值范围，为磁共振扫描适用参数的设定提供了方便。然而，这种设定是针对大量人群的平均参数。对于不同的人群，或者一种人群的不同个体，同一套扫描参数并不一定适用于每一种扫描情况，扫描的效果也不能达到对每个个体最优化。这主要是由于以下几方面问题造成的：1)扫描参数往往是在扫描前，技术人员根据成像要求，参考扫描经验设定的。2)扫描参数的设定基于组织的固有属性(自选密度、T1弛豫时间和T2弛豫时间)，现有研究提供的T1/T2弛豫时间大多数是根据大量健康成年人样本得出的平均值，虽然成人大脑已发育完全，在排除病理性改变和年龄相关性衰退的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种个性化精准磁共振影像方法，用于修复弱图像对比度的磁共振影像数据和计算推荐个体化精准磁共振成像参数，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：磁共振成像特性知识库的建立对样本数据进行全脑组织的磁共振特性识别和分类，建立高精度的样本知识库，具体包括：a.样本采集采集数个标准个体的多TI和多TE的T1和T2加权影像学图像数据；b.数据配准将采集到的所有T1和T2加权影像学图像数据配准到统一的标准全脑模板空间；保证样本数据在配准后具有近似的形态学特征，建立每个个体之间相应部位的对应关系；c.弛豫特性计算计算全脑组织的T1弛豫时间、T2弛豫时间和特征常量，获得各类组织的磁共振属性信息，包括：1)T...

【技术特征摘要】
1.一种个性化精准磁共振影像方法，用于修复弱图像对比度的磁共振影像数据和计算推荐个体化精准磁共振成像参数，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：步骤1：磁共振成像特性知识库的建立对样本数据进行全脑组织的磁共振特性识别和分类，建立高精度的样本知识库，具体包括：a.样本采集采集数个标准个体的多TI和多TE的T1和T2加权影像学图像数据；b.数据配准将采集到的所有T1和T2加权影像学图像数据配准到统一的标准全脑模板空间；保证样本数据在配准后具有近似的形态学特征，建立每个个体之间相应部位的对应关系；c.弛豫特性计算计算全脑组织的T1弛豫时间、T2弛豫时间和特征常量，获得各类组织的磁共振属性信息，包括：1)T1弛豫时间测量对多TI的T1加权影像学图像数据进行如下形式的E指数拟合：其中S为采集的T1加权图像信号，系数a和b均为包含自选密度因子的函数；利用拟合结果建立全脑数据的T1弛豫时间相关谱图T1map、S0map和S2map，分别对应T1弛豫时间、常量a和常量b的估算值；2)T2弛豫时间测量对多TE的T2加权影像学图像数据进行如下形式的E指数拟合：其中S为采集的T2加权图像信号，c为包含自选密度因子的函数；利用拟合结果建立全脑数据的T2弛豫时间相关谱图T2map和T0map，分别对应拟合计算所得的T2弛豫时间和常量c；d.组织蒙片建立根据样本数据的T1和T2弛豫时间测量结果，计算各样本的最佳个体成像参数，将个体成像参数代入计算T1加权信号的反转恢复序列的信号强度公式，计算出一套组织对比度清晰的T1加权图像，并将个体成像参数代入计算T2加权信号的自旋回波序列的信号强度公式，计算出一套组织对比度清晰的T2加权图像；对新建的高对比度的样本T1加权图像和T2加权图像进行组织分割，获得不同数据类型的白质、灰质和脑脊液的分割概率图；接着，将所有的组织概率图转化为像素值只有0和1的二值图像；步骤2：个体化弛豫特性的推演获得个体磁共振影像学图像的成像类型和成像参数，利用样本数据库中的弛豫时间谱图重建样本数据加权图像，将样本数据加权图像标准化到个体数据的成像空间；计算个体图像数据与样本图像数据的信号强度差异、组织体素分布，筛选出样本数据中与个体图像中各体素的结构特性、磁共振信号强度特性、解剖特性最相似的类比候选体素；获得候选体素的弛豫特性，计算建立个体图像的弛豫时间相关谱图；具体包括：a.个体图像的配准和分割将个体磁共振影像学图像配准到样本图像空间，对配准后图像进行组织分割，获得个体图像的白质、灰质和脑脊液的分割概率图，并将概率图转化为二值图像；b.信号强度标准化利用个体图像的磁共振成像参数TR、TE、TI和成像物理原理对样本弛豫时间谱图进行同类加权图像的重建，使得样本加权图像与个体加权图像具有同类型的对比度；根据个体T1加权图像和样本多TI的T1加权图像，或个体T2加权图像和样本多TE的T2加权图像，分别计算个体图像和样本数据的信噪比SNRt和SNRs，算法如下：K是一个硬件相关常量因子，FOVx和FOVy分别是x方向和y方向的视野大小，Nx和Ny分别为频率编码步数和相位编码步数，ΔZ为层厚，NEX为信号的平均扫描次数，BW为接收带宽；分别采集个体原始数据和样本原始数据的背景噪声标准偏差SDt和SDs，根据信噪比的实际测量方法：进一步校准个体图像数据与样本图像数据之间由于成像分辨率引起的同种组织的信号强度差异；算法如下：其中Is为样本加权图像的信号强度，Isc为样本加权图像校准后的最终信号强度，Kt为个体数据理论信噪比的K常...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬溶，蒋雨薇，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31