[发明专利]在NMR弛豫测量成像中确定相位修正振幅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在多回波成像实验中用于确定相位修正振幅的方法，其中应用快速傅里叶变换FFT再现由CPMG(Carr-Purcell-Meiboom-Gill)序列产生的信号。

背景技术

在调查研究或在临床试验中，图像不仅用于证实身体的内部结构还用于量化可用NMR(核磁共振)参数，比如T1，T2或表观扩散系数，D(已知为质子密度)。T1，“自旋-晶格”弛豫参数，根据定义是在环境磁场方向中所发生的弛豫部。T2，“自旋-自旋”弛豫参数，根据定义是在垂直于环境磁场方向所发生的相对于平衡位置的真实弛豫部。最近，钠T2在靶组织中在ADC(表观扩散系数)改变的处理时间-进程上的演化越来越被认为是可能的早期细胞死亡的标志，因此在研究或临床处理中考虑重要的NMR参数。无论何时发生像细胞死亡或坏死这样的细胞新陈代谢过程，像钠和钾这样的碱离子被考虑递送重要的生物学信息。不幸地，²³Na以及其它生物学关注的核的成像，受固有的低灵敏度影响，通常很难进行准确的量化。

在这些情况下，对于靶组织的弛豫时间常数特性的正确确定具有较大的重要性，其中弛豫时间常数特性是从在再现图像上所指定的感兴趣区域(ROI)确定的。

在成像机械上执行的大多数再现方法使用绝对振幅(模数)以便获取最终图像。该方法使用表示FFT变换的实部和虚部的图像对计算每个相应复数对的振幅。如果实数和虚数对由Re＝A_r+ε_r和Im＝A_i，+ε_i(其中A_r和A_i是信号的实部和虚部，而ε_r和ε_i是噪声的实部和虚部)给出，很明显计算由M=Re2+Im2]]>给出的绝对值将会把再现栅格中每个点置于在由整流后的噪声水平给出的特定正值。

由噪声绝对值给出的正水平的存在影响对诸如T₁、T₂或D以及像素代数的任意结果的NMR弛豫参数的准确确定。该影响甚至对于像钠图像这样的低信噪比(SNR)图像更重要，影响他们能够产生的定量信息。然而，即使在高SNR比率质子图像的情况下，多指数弛豫可以被正的噪声水平完全的掩盖或极端的偏置。

对于定量确定弛豫时间常数(尤其是从非指数衰减)的需要，导致一些数学处理，以便更精确的求解经变换的信号振幅。

使用功率(power)振幅值通过减去平均噪声水平重新为噪声产生高斯特性。然而，该功率程序仅对单指数弛豫衰减可用，而大部分生物样品是异质的并且因此是非指数的。

避免不期望的由振幅计算产生的偏置噪声的另一种方法是对图像进行相位修正。现有技术中，Louise van der Weerd，Frank J.Vergeldt，P.Adrie de Jager，Henk Van As的刊登于Magnetic Resonance Imaging 18(2000)1151-1157的题为“用于NMR弛豫衰减曲线分析的算法评估”(″Evaluation of Algorithms for Analysis of NMR Relaxation DecayCurves″)中做了获取相位修正图像的尝试。这些算法基于每个像素的相位计算，但仅使用第一和第二回波图像。所得的修正进一步应用到在序列中的所有后续回波。最初的两个回波因此称为振幅图像而剩余的回波图像是实的、相位修正的图像。该方法基于这样的假设：弛豫衰减中最初的两个点较少受噪声偏置的影响，并且因此相位修正振幅可以由绝对值近似。然而，当从整个回波链求解衰减曲线时，仍然通过仅使用表征为最高SNR值的最初两个点引入了小偏置。该缺陷对于低信噪比图像增加更多。

发明内容

本发明的目标是一种用于在多次回波磁共振成像(MRI)实验中获取实相图像的简单并且快捷的算法。

本发明的另一个目标是通过相位处理保持弛豫衰减不被干扰，而无论怎样的噪声水平。

本发明的另一个目标是对多指数衰减曲线有效的新方法。