【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁共振成像，尤其涉及一种基于可变饱和梯度的三维cest磁共振成像方法和一种电子设备。
技术介绍
1、化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer，cest)磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)是一种新兴的分子影像技术，可用于癌症、肿瘤、中风等疾病代谢检测和ph检测。
2、由于人体内蛋白质、葡萄糖、肌酸、水杨酸类似物等物质中的氢质子频率不同于水分子中氢质子的共振频率，且这些物质中的氢质子的磁化矢量可与水中氢质子的磁化矢量发生交换效应，因此可以通过对人体组织施加特定频率的饱和射频脉冲，使得这些化学物质中的氢质子达到饱和状态，进而通过交换效应影响水信号强度，通过检测水信号强度的变化，来间接反应体内多种化学物质的交换速率与浓度信息。因此，cest技术可以作为低浓度生物分子的信号放大器。通常cest需要采集不同频率饱和脉冲作用下的mr图像，进而绘制z谱图来研究特定频率偏移下的化学交换信息，通过对z谱图进行分析，即可提取所需的cest信号。
3、然而，由于cest需要先后采集同一解剖结构下多个饱和频率的图像，且持续数秒的饱和脉冲需要被不断重复，因此cest mri技术面临扫描时间较长的问题。常规cest序列通常会牺牲饱和频率点的数量以及空间分辨率，从而让扫描时间处在临床可接受的范围内。如何同时实现高空间分辨率和高频谱采样率的快速成像，一直是cest mri领域的研究热点。
4、近年来，出现了一系列技术致力于
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法和电子设备，以快速得到高空间分辨率、高频谱采样率的三维cest或z谱磁共振图像。
2、为解决上述技术问题，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，包括：向目标对象施加饱和脉冲的同时，打开r方向的梯度，读出原始图像，上述过程重复n次以得到n组原始图像，其中，每次施加的饱和脉冲的中心频率和梯度的取值不同，r表示空间位置，包括x、y、z方向中的至少一个，n为大于1的整数；将n组原始图像填充到r-δω平面上，其中，δω表示频率偏移；根据r-δω平面中的已采集图像确定目标未采集图像，并对目标未采集图像进行估计；基于已采集图像和估计出的目标未采集图像进行插值和/或拟合，得到高空间分辨率、高频谱采样率的cest或z谱图像。
3、本专利技术实施例的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，首先向目标对象施加饱和脉冲的同时，打开r方向的梯度，读出原始图像，并重复n次，得到n组原始图像；再将n组原始图像填充到r-δω平面上，根据r-δω平面中的已采集图像确定目标未采集图像，并对目标未采集图像进行估计；进而基于已采集图像和估计出的目标未采集图像进行插值和/或拟合，得到高空间分辨率、高频谱采样率的cest-z谱图像。该方法可快速得到高空间分辨率、高频谱采样率、可解释性强的cest磁共振图像，有助于提高cest定量化分析以及疾病诊断的准确性，具有重要的临床价值，且灵活性高、可扩展性强。
4、另外，本专利技术实施例的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法还可以具有如下附加的技术特征：
5、根据本专利技术的一个实施例，利用下式将所述n组原始图像填充到所述r-δω平面上：
6、δω(r)＝δω0+γgoffsryδr
7、其中，δω(r)表示r方向对应的频率偏移，δr表示r方向上对应的成像位置与磁场零点的距离，γ表示旋磁比，δω0表示饱和脉冲频率与水氢质子的频率偏移，goffset表示在施加饱和脉冲期间同时开启的r方向上的梯度。
8、根据本专利技术的一个实施例，目标未采集图像包括r-δω平面中与已采集图像的相邻层面上、相邻饱和频偏的未采集图像。
9、根据本专利技术的一个实施例，记已采集图像为其对应的目标未采集图像包括通过下式分别对进行估计：
10、
11、
12、其中，分别表示r1、r2层面上未经饱和的图像，分别表示r1层面上在ω1频偏处、r2层面上在ω2频偏处的已采集图像，分别表示r1层面上在ω2频偏处、r2层面上在ω1频偏处的目标未采集图像，分别表示r1层面上在ω2频偏处、r2层面上在ω1频偏处的相对饱和信息，分别表示r1层面上在ω1频偏处、r2层面上在ω2频偏处的已采集图像的平均值，分别表示r1、r2层面上未经饱和的图像的平均值。
13、根据本专利技术的一个实施例，基于已采集图像和估计出的目标未采集图像进行插值和/或拟合，包括：使用多池bloch-mcconnell方程进行仿真，并通过变化各池的仿真参数，得到多个波形不同的z谱样本集；对z谱样本集进行奇异值分解，并选取前m个较大的奇异值所对应的右奇异向量，组成新的奇异向量矩阵，其中，m为大于2的整数；根据已采集图像和估计出的目标未采集图像确定所有饱和频偏点不全的向量z0，并针对每一z0，根据该z0和新的奇异向量矩阵得到该z0对应的像素点的完整频谱。
14、根据本专利技术的一个实施例，所述梯度的取值至少包括0。
15、根据本专利技术的一个实施例，采用快速自旋回波、梯度回波、平面回波的方式采集得到n个层面对应的n组原始图像。
16、根据本专利技术的一个实施例，采集得到的n个层面对应的n组原始图像在r-δω平面上呈放射状、平行状或交叉状。
17、根据本专利技术的一个实施例，方法还包括：对得到的高空间分辨率、高频谱采样率的cest-z谱图像进行后处理，其中，后处理方式包括磁化转移率不对称处理、洛伦兹差以及多池洛伦兹处理。
18、为解决本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，利用下式将所述n组原始图像填充到所述r-Δω平面上：
3.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，目标未采集图像包括r-Δω平面中与已采集图像的相邻层面上、相邻饱和频偏的未采集图像。
4.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，记已采集图像为其对应的目标未采集图像包括通过下式分别对进行估计：
5.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，基于已采集图像和估计出的目标未采集图像进行插值和/或拟合，包括：
6.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，所述梯度的取值至少包括0。
7.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，采用快速自旋回
8.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，采集得到的n个层面对应的n组原始图像在r-Δω平面上呈放射状、平行状或交叉状。
9.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法，其特征在于，方法还包括：
10.一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-9中任一项所述的基于可变饱和梯度的三维CEST或Z谱磁共振成像方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，其特征在于，利用下式将所述n组原始图像填充到所述r-δω平面上：
3.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，其特征在于，目标未采集图像包括r-δω平面中与已采集图像的相邻层面上、相邻饱和频偏的未采集图像。
4.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，其特征在于，记已采集图像为其对应的目标未采集图像包括通过下式分别对进行估计：
5.根据权利要求1所述的基于可变饱和梯度的三维cest或z谱磁共振成像方法，其特征在于，基于已采集图像和估计出的目标未采集图像进行插值和/或拟合，包括：
6.根据权利要求...
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