【技术实现步骤摘要】
一种定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法
[0001]本专利技术涉及磁共振成像的
，特别涉及一种定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法。
技术介绍
[0002]髓鞘内外的水分子交换速率是一种可以反映髓鞘完整性和轴突微结构变化的潜在医学影像指标(Nedjati
‑
Gilani et al.2017；Hill et al.2021)。发展一种定量测量髓鞘内外水分子交换速率的方法对了解一些髓鞘发生病变的疾病，如多发性髓鞘硬化有重要意义。目前在体测量大脑水分子交换速率临床可行的技术包括(1)基于磁共振造影剂的方法，如动态对比增强磁共振方法(Dynamic Contrast Enhance，DCE)。(2)基于扩散加权磁共振成像的交换过滤成像方法(Filter Exchange Imaging，FEXI)。其中第一种方法主要用于血管内外水分子交换速率的测量，如公开号为CN110391016A的中国专利申请。第二种方法，交换过滤成像方法FEXI由于其成像序列本身的灵活性也已表现出在测量血管内外水分子交换...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)通过交换过滤磁共振成像FEXI序列，在多扩散加权方向下采集脑部图像；(2)根据步骤(1)采集的部分图像确定图像中具有方向各异性结构的脑白质区域，简称为各向异性区域，并在该区域中确定每个像素点的神经纤维朝向；(3)从步骤(1)采集的全部图像中筛选出与各向异性区域里的每个像素点的神经纤维朝向垂直的图像；(4)利用步骤(3)中筛选出的图像计算出图像上各向异性区域里每个像素点的显著交换速率AXR、表观扩散系数ADC以及过滤系数σ，其中AXR为反映髓鞘内外水分子交换速率的参数。2.根据权利要求1所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述FEXI磁共振成像序列包括过滤模块、交换模块和检测模块；在过滤模块和检测模块中均是单个PGSE序列；在过滤模块中设置合适的扩散加权b值以及设置多个扩散加权方向；在交换模块中设置交换时间t
m
；在检测模块中检测到经过交换时间t
m
后的磁共振信号，其中在每次磁共振信号检测时过滤模块和检测模块的扩散加权方向均需保持一致。3.根据权利要求2所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，在进行脑部图像采集时，在多个扩散加权方向下分别进行图像采集，其中每个扩散加权方向下FEXI磁共振成像序列采集两次图像：在采集第一次图像时，过滤模块设置为非0扩散加权b
f
，交换模块设置交换时间t
m
进行测量，检测模块的扩散加权b
d
包括两个b值，设置为b1和b2，分别得到磁共振信号S(t
m
，b1)，S(t
m
，b2)；在采集第二次图像时，过滤模块设置为0扩散加权，交换模块设置为最短交换时间，检测模块的扩散加权包括两个b值，设置与第一次图像采集相同，为b1和b2，分别得到磁共振信号S0(b1)，S0(b2)。4.根据权利要求3所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，所述在每个扩散加权方向下采集第一次图像时，过滤模块中非0扩散加权中b
f
值为800s/mm2‑
1300s/mm2；交换模块的交换时间t
m
为最短交换时间到1000ms之间；交换模块中设置多次交换时间进行多次测量。5.根据权利要求3所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，所述检测模块中b1为100s/mm2‑
250s/mm2，b2为800s/mm2‑
1300s/mm2。6.根据权利要求1所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，在步骤(2)中，确定图像中的各向异性区域及在各向异性区域中确定每个像素点的神经纤维朝向包括：(2
‑
1)确定图像的各向异性区域：利用FEXI序列中过滤模块的扩散加权b
f
设置为0，交换模块设置为最短交换时间，检测模块的扩散加权包括两个b值的图像通过非线性最小二乘法拟合出每个像素点的扩散张量，根据每个像素点的各向异性指数FA和平均扩散速率系数MD确定各向异性区域；(2
‑
2)在各向异性区域中确定每个像素点中神经纤维的朝向：在各向异性区域中计算出每个像素点的扩散张量的第一特征向量，作为每个像素点的神经纤维朝向。7.根据权利要求6所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，在步骤(2
‑
1)中，将FA在0.35
‑
1之间，且MD在0.5
‑
1.3μm2/ms之间的像素点确定为各向异
性区域。8.根据权利要求1所述的定量测量脑白质髓鞘内外水分子交换速率的方法，其特征在于，在步骤(3)中从步骤(1)采集的全部图...
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