一种旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质，通过多个自旋锁定时间不同的T

【技术实现步骤摘要】
一种旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质
本专利技术涉及磁共振成像领域，尤其涉及一种旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质。
技术介绍
T1ρ成像是近年出现的一种较新的MRI技术，是一种探索缓慢运动中分子相互作用引起弛豫的成像方法，有助于研究运动受限水分子与周围大分子之间的相互作用，目前已经被应用于脑组织、骨关节系统和心血管系统等多种疾病的检查，如椎间盘退变，骨关节炎软骨退变，神经系统疾病，肌肉疾病和肝纤维化等。目前在通过T1ρ加权图像计算T1ρ参数时，通常所使用的计算模型有两种，分别为单指数模型和双指数模型，其中，对于单指数模型，弛豫速率由质子之间的偶极相互作用的波动局部磁场确定，当描述存在不同质子区室且彼此相互作用或组成成分更为复杂的生物组织时，这种单指数模型变得不充分；而对于双指数模型，有助于更好地描述游离水质子(例如细胞外)和约束水质子(例如细胞内)，以及它们之间的相互作用，但是双指数模型用于描述T1ρ弛豫时具有一定的可行性前提，也即应用环境为宏观结构上具有本质不同的两种T1ρ的组织水的双室环境，从而在实际应用中，还需要先判断待应用环境是否满足该可行性前提。由此可见，上述两种模型在计算T1ρ参数时均具有较大的应用局限性。
技术实现思路
本专利技术实施例的主要目的在于提供一种旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质，至少能够解决相关技术中通过T1ρ加权图像计算T1ρ参数时,所采用的单指数模型以及双指数模型具有较大的应用局限性的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例第一方面提供了一种旋转坐标内弛豫时间确定方法，该方法包括：通过多个具有T1ρ准备脉冲的T1ρ加权成像序列分别对目标生物组织进行T1ρ加权图像的采集；各所述T1ρ加权成像序列的所述T1ρ准备脉冲所具有的自旋锁定时间TSL互不相同；分别获取各目标体素在所采集的多个不同TSL下的所述T1ρ加权图像中的图像信号强度；通过预设的分数阶式拟合模型分别对所述各目标体素在所述不同TSL下的所述图像信号强度进行非线性拟合，确定所述各目标体素所对应的感兴趣区域ROI的T1ρ和分数阶参数；所述分数阶参数用于表征所述ROI当前的环境复杂度。为实现上述目的，本专利技术实施例第二方面提供了一种T1ρ确定装置，该装置包括：采集模块，用于通过多个具有T1ρ准备脉冲的T1ρ加权成像序列分别对目标生物组织进行T1ρ加权图像的采集；各所述T1ρ加权成像序列的所述T1ρ准备脉冲所具有的TSL互不相同；获取模块，用于分别获取各目标体素在所采集的多个不同TSL下的所述T1ρ加权图像中的图像信号强度；确定模块，用于通过预设的分数阶式拟合模型分别对所述各目标体素在所述不同TSL下的所述图像信号强度进行非线性拟合，确定所述各目标体素所对应的ROI的T1ρ和分数阶参数；所述分数阶参数用于表征所述ROI当前的环境复杂度。为实现上述目的，本专利技术实施例第三方面提供了一种电子装置，该电子装置包括：处理器、存储器和通信总线；所述通信总线用于实现所述处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行所述存储器中存储的一个或者多个程序，以实现上述任意一种T1ρ确定方法的步骤。为实现上述目的，本专利技术实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任意一种T1ρ确定方法的步骤。根据本专利技术实施例提供的旋转坐标内弛豫时间确定方法、装置及存储介质，通过多个自旋锁定时间不同的T1ρ加权成像序列分别进行T1ρ加权图像的采集，所采集的T1ρ加权图像反映了各体素在不同自旋锁定时间下的图像信号强度，然后通过分数阶式拟合模型对各体素在不同自旋锁定时间下的图像信号强度进行非线性拟合，确定对应的T1ρ和分数阶参数。通过分数阶式拟合模型进行非线性拟合计算来得到T1ρ和分数阶参数，对不同环境复杂度的生物组织均可有效描述，且无使用条件限制，具有较强的实用性和适用性。本专利技术其他特征和相应的效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分效果从本专利技术说明书中的记载变的显而易见。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的旋转坐标内弛豫时间确定方法的流程示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的不同TSL下的T1ρ加权图像；图3为本专利技术第一实施例提供的T1ρ加权成像序列示意图；图4a为本专利技术第一实施例提供的T1ρ参数融合在T1ρ加权图像上的示意图；图4b为本专利技术第一实施例提供的分数阶参数融合在T1ρ加权图像上的示意图；图5为本专利技术第二实施例提供的T1ρ确定装置的结构示意图；图6为本专利技术第三实施例提供的电子装置的结构示意图。具体实施方式T1ρ也称为旋转坐标系中的自旋晶格弛豫时间(即旋转坐标内弛豫时间)，在实际应用中，可以通过改变T1ρ加权成像序列的TSL(TimeofSpinLock,自旋锁定时间)，来获得一系列用于计算T1ρ参数的T1ρ加权图像，具体的T1ρ参数的计算，通常可使用单指数模型和双指数模型来实现。所使用的单指数模型通常描述为：其中，Sn为单个体素在自旋锁定时间TSLn时的信号强度，S0为初始信号，T1ρ为旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间。随着TSL减小并接近于零，横向磁化在不施加任何外部RF脉冲场的情况下弛豫。在这种情况下，T1ρ弛豫与正常T2(横向弛豫时间)弛豫相同。在实际研究中，尽管在许多体内生物组织中用单指数模型可以很好地描述T2弛豫，但也有很多关于T2弛豫的多指数模型的应用，特别是双指数模型。这种多指数或双指数模型通常根据宏观结构上具有本质上不同的T2弛豫时间的组织水的多隔室环境来解释。在双指数T2弛豫模型中，由观察到的短和长T2弛豫分量来代表组织水的结构成分，组织水有可能是细胞内的和细胞外的。由于T1ρ弛豫在非常低的自旋锁定频率下接近T2弛豫，因此假设T1ρ弛豫可能与T2弛豫的行为类似，在T1ρ弛豫中也可以发现多指数或双指数弛豫。基于此，表观单指数T1ρ弛豫分量可被分成两个双指数T1ρ弛豫分量：其中，Sn可分成双室模型中的自旋-晶格弛豫时间来描述，T1ρl代表长自旋-晶格弛豫时间，T1ρs为短自旋-晶格弛豫时间。α为长自旋-晶格弛豫时间成分的分数。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转坐标内弛豫时间T

【技术特征摘要】
1.一种旋转坐标内弛豫时间T1ρ确定方法，其特征在于，包括：
通过多个具有T1ρ准备脉冲的T1ρ加权成像序列分别对目标生物组织进行T1ρ加权图像的采集；各所述T1ρ加权成像序列的所述T1ρ准备脉冲所具有的自旋锁定时间TSL互不相同；
分别获取各目标体素在所采集的多个不同TSL下的所述T1ρ加权图像中的图像信号强度；
通过预设的分数阶式拟合模型分别对所述各目标体素在所述不同TSL下的所述图像信号强度进行非线性拟合，确定所述各目标体素所对应的感兴趣区域ROI的T1ρ和分数阶参数；所述分数阶参数用于表征所述ROI当前的环境复杂度。


2.如权利要求1所述的T1ρ确定方法，其特征在于，所述T1ρ加权成像序列包括顺序排列的磁化准备脉冲、相位误差补偿脉冲以及图像采集脉冲。


3.如权利要求2所述的T1ρ确定方法，其特征在于，所述磁化准备脉冲包括顺序排列的磁化重置脉冲、纵向磁化恢复脉冲、所述T1ρ准备脉冲，以及与所述纵向磁化恢复脉冲同时施加的双翻转脉冲和脂肪抑制脉冲。


4.如权利要求1所述的T1ρ确定方法，其特征在于，所述T1ρ加权成像序列的图像采集脉冲包括：自旋回波序列、快速自旋回波序列、梯度回波序列中的任意一种。


5.如权利要求1所述的T1ρ确定方法，其特征在于，所述T1ρ准备脉冲包括顺序排列的90°脉冲、自旋锁定脉冲以及-90°脉冲，所述自旋锁定脉冲用于以自旋锁定方式锁紧磁化矢量。


6.如权利要求1所述的T1ρ确定方法，其特征在于，所述T1ρ准备脉冲的自旋锁定脉冲的频率为500Hz。

【专利技术属性】
技术研发人员：梁栋，王海峰，邹莉娴，刘新，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44