脑部自由水含量测量方法、装置及磁共振成像系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了脑部自由水含量测量方法、装置及磁共振系统。方法包括：响应于向脑部施加的根据磁共振指纹序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集平衡磁化杂项M0信号，得到脑部的每一体素的M0值获取脑部的每一体素的接收线圈灵敏度RP值；分别将脑部的每一体素的M0值除以对应体素的RP值，得到脑部的每一体素的质子密度PD值；将脑脊液的PD值作为参考PD值；分别将脑部的每一体素的PD值除以所述参考PD值，得到脑部的每一体素的自由水含量。本发明专利技术实施例提高了脑部自由水含量测量的速度和准确度。脑部自由水含量测量的速度和准确度。脑部自由水含量测量的速度和准确度。

【技术实现步骤摘要】
脑部自由水含量测量方法、装置及磁共振成像系统


[0001]本专利技术涉及MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)
，特别是脑部自由水含量测量方法、装置及MRI系统。

技术介绍

[0002]PD(Proton Density，质子密度)是一种基本的磁共振测量方法，它代表了每个体素中自由水质子的表征浓度。许多神经疾病都会伴随着局部或全局自由水含量的增加，例如：中风、脑瘤和肝性脑病常与脑水肿有关。常规MRI虽然可以定位水肿，但非定量成像方法对正常脑实质、肿瘤组织和水肿缺乏特异性。了解正确的含水量对监测这些疾病治疗过程中的治疗反应具有重要意义。最近的研究还表明，黑质中自由水含量是监测帕金森病进展的一个有前景的生物标志物，而常规MRI只能提供有限的有价值的诊断信息，图1为帕金森病患者的常规MRI图，其中，A为T1(纵向弛豫时长)加权成像图，B为T2(横向弛豫时长)加权成像图，C为T1 Flair(液体衰减反转恢复)图，A、B、C中的白色箭头指向的白圈区域即为黑质(substantia nigra)。因此，准确、方便地定量人脑自由水含量，对于研究神经疾病具有重要意义。
[0003]到目前为止，基于磁共振成像的脑内自由水含量或PD定量成像方法已经被提出。这些方法基本上可分为几类：
[0004]第一类，通过假设PD与T1具有公式化的关系，从T1图导出质子密度。但是，该类方法的应用受到限制，因为：健康脑组织中不同区域的含水量对T1的依赖性不同，并且在病理条件下会更为不同。
>[0005]第二类，通过组合利用多个序列直接确定MO(平衡磁化杂项)参数，并通过将组织中的MO与相应值相关联来确定水分含量。该类方法通过考虑多个校正因子，例如：T2*效应、发射场不均匀性B1+和接收线圈不均匀性，可以实现高精度。但该类方法存在采集时间长、序列需定制、后处理复杂等限制，阻碍了其在临床上的应用。
[0006]第三类，在单次MR序列采集的基础上，尝试获得多种生物物理参数，如T1、T2、PD等。在该类方法中，一种被称为“MRF(MR Fingerprinting，MR指纹)”的技术可以基于模式识别的性质在短扫描时间内产生准确的T1图、T2图、MO图，但由于MO是PD和RP(Receiver coil Profile，接收线圈灵敏度)的乘积，因此不能直接定量脑自由水含量。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例一方面提出了脑部自由水含量测量方法，另一方面提出了脑部自由水含量测量装置及MRI系统，以提高脑部自由水含量测量的速度和准确度。
[0008]一种脑部自由水含量测量方法，包括：
[0009]响应于向脑部施加的根据磁共振指纹序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集平衡磁化杂项MO信号，得到脑部的每一体素的MO值；
[0010]获取脑部的每一体素的接收线圈灵敏度RP值；
[0011]分别将脑部的每一体素的MO值除以对应体素的RP值，得到脑部的每一体素的质子密度PD值；
[0012]将脑脊液的PD值作为参考PD值；
[0013]分别将脑部的每一体素的PD值除以所述参考PD值，得到脑部的每一体素的自由水含量。
[0014]所述将脑脊液的PD值作为参考PD值，包括：
[0015]对侧脑室脑脊液区域的所有体素的PD值求均值，将该均值作为所述参考PD值。
[0016]所述获取脑部的每一体素的RP值，包括：
[0017]响应于向脑部施加的根据用于获取RP的序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集RP信号，得到脑部的每一体素的RP值。
[0018]所述从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集MO信号的同时，进一步包括：
[0019]从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集纵向弛豫时长T1信号，得到脑部的每一体素的T1值。
[0020]所述获取脑部的每一体素的RP值，包括：
[0021]分别对脑部的每一体素的T1值取倒数，得到脑部的每一体素的测量纵向弛豫率R1值；
[0022]根据脑部的所有体素的测量R1值生成脑部的R1图；
[0023]采用专用于估计脑部的每一体素的测量R1值与实际R1值之间的乘性偏差的统一分割算法，对所述脑部的R1图进行统一分割，得到脑部的每一体素的测量R1值与实际R1值之间的乘性偏差，将脑部的每一体素对应的所述乘性偏差分别作为脑部的每一体素的RP。
[0024]一种脑部自由水含量测量装置，该装置包括：
[0025]信号采集模块，用于响应于向脑部施加的根据磁共振指纹序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集平衡磁化杂项MO信号，得到脑部的每一体素的MO值；
[0026]RP获取模块，用于获取脑部的每一体素的接收线圈灵敏度RP值；
[0027]PD获取模块，用于分别将脑部的每一体素的MO值除以对应体素的RP值，得到脑部的每一体素的质子密度PD值；将脑脊液的PD值作为参考PD值；
[0028]自由水含量获取模块，用于分别将脑部的每一体素的PD值除以所述参考PD值，得到脑部的每一体素的自由水含量。
[0029]所述RP获取模块获取脑部的每一体素的RP，包括：
[0030]响应于向脑部施加的根据用于获取RP的序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集RP信号，得到脑部的每一体素的RP值。
[0031]所述信号采集模块进一步用于，
[0032]从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集T1信号，得到脑部的每一体素的T1值；
[0033]且，所述RP获取模块获取脑部的每一体素的RP，包括：
[0034]分别对脑部的每一体素的T1值取倒数，得到脑部的每一体素的测量R1值；根据脑部的所有体素的测量R1值生成脑部的R1图；采用专用于估计脑部的每一体素的测量R1值与
实际R1值之间的乘性偏差的统一分割算法，对所述脑部的R1图进行统一分割，得到脑部的每一体素的测量R1值与实际R1值之间的乘性偏差，将脑部的每一体素对应的所述乘性偏差分别作为脑部的每一体素的RP。
[0035]一种磁共振成像系统，包括如上任一所述的装置。
[0036]上述实施例中，通过向脑部施加根据MRF序列生成的射频激励场，采集到脑部每一体素的MO值，再获取脑部每一体素的PR值，根据MO＝PD*RP，得到脑部每一体素的PD值，再将脑脊液的PD值作为参考PD值，分别将脑部的每一体素的PD值除以参考PD值，得到脑部的每一体素的自由水含量，从而采集时间短，且序列无需定制、后处理简单，提高了脑部自由水含量测量的速度，且实现了对脑部自由水含量的定量测量，提高了脑部自由水含量测量的准确度。
附图说明
[0037]下面将通过参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑部自由水含量测量方法，其特征在于，包括：响应于向脑部施加的根据磁共振指纹序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集平衡磁化杂项M0信号，得到脑部的每一体素的M0值；获取脑部的每一体素的接收线圈灵敏度RP值；分别将脑部的每一体素的M0值除以对应体素的RP值，得到脑部的每一体素的质子密度PD值；将脑脊液的PD值作为参考PD值；分别将脑部的每一体素的PD值除以所述参考PD值，得到脑部的每一体素的自由水含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将脑脊液的PD值作为参考PD值，包括：对侧脑室脑脊液区域的所有体素的PD值求均值，将该均值作为所述参考PD值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取脑部的每一体素的RP值，包括：响应于向脑部施加的根据用于获取RP的序列生成的射频激励场，从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集RP信号，得到脑部的每一体素的RP值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集M0信号的同时，进一步包括：从由脑部的被激励的每一体素发射的辐射来采集纵向弛豫时长T1信号，得到脑部的每一体素的T1值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取脑部的每一体素的RP值，包括：分别对脑部的每一体素的T1值取倒数，得到脑部的每一体素的测量纵向弛豫率R1值；根据脑部的所有体素的测量R1值生成脑部的R1图；采用专用于估计脑部的每一体素的测量R1值与实际R1值之间的乘性偏差的统一分割算法，对所述脑部的R1图进行统一分割，得到脑部的每一体素的测量R1值与实际R1值之间的乘性偏差，将脑部的每一体素对应的所述乘性偏差分别作为脑部的每一体素的RP...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梅云，张献昌，白岩，张蕊，陈如诗，
申请(专利权)人：河南省人民医院，
类型：发明
国别省市：