[发明专利]一种磁共振T2*图像生成方法

说明书

技术领域

本发明属于磁共振成像的技术领域，具体涉及一种磁共振T₂^*图像的生成方法。

背景技术

磁共振成像具有无损伤、软组织对比度高、任意方向断层等特点，目前已广泛用于医学临床诊断。横向加权弛豫时间T₂^*是衡量在包含了磁场不均匀因素的作用下，磁共振信号的弛豫过程快慢的物理量。其值的大小受生物体组织内外磁场不均匀性的共同影响。生物体组织内的铁磁性物质会对周围磁场不均匀性有很大影响，加快磁共振信号的弛豫，T₂^*值也因此明显下降。在医学临床上，T₂^*已经成为当前衡量生物组织内含铁量的标准之一，T₂^*图像被广泛应用于临床上同组织内含铁量相关的疾病研究和诊断，如脑出血疾病、帕金森疾病、阿尔茨海默疾病、铁过剩引起的心肌和肝脏疾病等。

传统的计算T₂^*图像的方法是首先用多梯度回波序列采集得到磁共振图像，然后提取图像中每个像素在不同回波时间TE所采集得到的信号，再根据磁共振信号的T₂^*衰减公式，利用Levenberg-Marquardt（列文伯格-马夸尔特法）的迭代最小化算法对信号值做非线性拟合，从而计算得到T₂^*值。对所有像素进行拟合计算，最终得到T2*图像。

上述的对多梯度回波磁共振图像信号做Levenberg-Marquardt非线性拟合计算得到T₂^*图像的方法，存在计算时间太长的缺点。对于一份三维图像数据，由于要逐个像素计算T₂^*值，通常需要做几百万次甚至千万次Levenberg-Marquardt非线性拟合，所需时间非常长。该方法还无法消除磁共振信号中噪声的影响，降低了计算T₂^*值的精确性。此外，该方法在数值拟合前需要对初值进行估计，而初值估计准确性往往会影响拟合结果的收敛，进一步限制了该方法的准确性。

发明内容

本发明针对上述现有技术获得磁共振T₂^*图像的方法中所存在的时间长、准确性受限等不足之处，提出一种磁共振T₂^*图像生成方法，能够快速精确生成得到磁共振T₂^*图像。为实现以上目的，本发明提出以下技术方案：

本发明提出一种利用数值积分快速精确计算得到磁共振T₂^*图像的方法。该方法首先对多梯度回波序列的磁共振图像中被试体外背景噪声做统计，从而得到磁共振图像的噪声强度水平。然后对被试体内的像素对应所有不同回波时间下的图像信号做数值积分计算，并减去统计得到的背景噪声水平强度值的随回波时间积分，从而消除噪声对计算结果的影响。然后，将计算得到的磁共振信号积分值除以第一个回波与最后一个回波之间的磁共振信号差值，快速精确得到T₂^*值。对被试体内的所有像素根据上述方法计算T₂^*值，最终得到T₂^*图像。

本发明方法的包括以下步骤：

A）    用多回波梯度回波序列采集得到多幅不同回波时间磁共振图像；

B）    对所述磁共振图像中被试体外背景图像噪声做统计，得到所述磁共振图像的平均噪声强度；

C）    对所述磁共振图像中被试体内图像的像素对应不同回波时间的磁共振信号对时间做数值积分计算，得到定积分值；

D）   将所述定积分值减去所述磁共振图像的噪声强度水平的随回波时间积分，得到所述磁共振图像中被试体内图像的像素的信号积分值，再除以第一个回波与最后一个回波之间的磁共振信号差值，得到T₂^*值；

E）    对所述磁共振图像中被试体内所有像素计算T₂^*值，得到所述磁共振T₂^*图像。

其中，所述步骤B）中磁共振图像的噪声平均强度是背景图像中所有像素信号强度的平均值，表示为公式[1]