[发明专利]磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医学图像处理方法，特别涉及一种磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法。

背景技术

人体组织电性能磁共振断层成像（Magnetic Resonance Electrical Properties Tomography, MR EPT）技术是在传统质子磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）技术基础上，通过检测能够反映人体组织非均匀的电性能（Electrical Properties, EPs）分布的MR射频（Radiofrequency, RF）场，再通过一定的EPs算法来计算得到人体组织各处的EPs分布的新兴MR成像技术，是近年来MR领域备受瞩目的研究热点。

电性能，也称为介电特性，主要是指组织的电导率和电容率，磁特性是指组织的磁导率。一般而言，人体组织是非磁性物质，其磁导率接近真空中的磁导率，可被看作是常数。人体组织各处的EPs与组织内非均匀分布的绝缘的细胞膜和导电的电解液等有关，因此组织各处的EPs分布呈现非均匀性，并具有频率依赖性。当人体组织的基本构造单位细胞的生理和病理状态发生改变时，组织的EPs也将发生改变。早有实验证实，正常组织和肿瘤组织的EPs往往差异较大，有的差异甚至达到了10倍以上。如果能够对活体组织的EPs进行成像，这些EPs图像将反映组织、器官的生理和病理状态，可能为诊断提供有价值的信息。特别地，活体组织EPs成像可能用于癌症早期诊断，甚至可能用于追踪监测正常组织向肿瘤组织演化的整个变化过程，对癌症的研究和治疗可能具有开创性的价值。可见，人体活体组织EPs成像，具有巨大的临床应用前景。

MRI是人体组织与特定电磁场（即强静磁场、梯度磁场以及射频电磁场）相互作用的系统，因此，MRI系统检测到的MR信号中，必然携带了人体组织电磁特性分布信息。因此，MR EPT技术是一种无创得到人体组织电性能的方法。

近年围绕MR EPT技术的基础研究和临床测试研究非常活跃。总而言之，提高人体活体组织无创EPs断层成像的分辨率，使之达到临床疾病研究和诊断的需要，是MR EPT技术发展的核心目标。理论上讲，基于MR EPT技术的人体组织EPs断层成像的分辨率，完全能够达到与高场MRI图像分辨率相同的精度。但是，目前无论3T还是7T MR EPT技术，在EPs算法上都做了一定的近似处理，假设复EPs的梯度为零，即                                                =0，其中。复EPs的梯度为零，意味着复电性能在空间的分布是均匀不变的，而实际中，人体不同部位、不同组织器官的电性能参数都是不同的。目前MR EPT技术的这种假设方法，使得在测量不同组织边界处的电性能参数时，结果误差很大，数值结果出现边界振荡现象，普遍存在成像分辨率低等问题，无法满足临床的测量精度。

因此，针对现有技术不足提供一种磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明面的目的是提供一种磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法，具有结果精确的特点。

本发明的上述目的通过以下的技术手段实现： 

一种磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法，包括如下步骤：

一种磁共振断层成像方式获得人体组织电性能参数分布的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.通过高场磁共振设备对人体组织进行进行测量，得到射频磁场B在空间坐标系三个直角坐标的分量、和的分布图， B是矢量函数且，、和均为复数；

b. 将、和的分布图代入式Ⅰ，求得复电性能；

                                                  ……（式Ⅰ），

其中，是时谐因子, 是常数，是磁导率, 是复电性能；

c.分离复电性能的实部和虚部，分别得到人体组织的电导率和电容率。

优选的，还可包括步骤d，根据人体组织的电导率和电容率分别得到人体组织的电导率分布图和电容率分布图。

具体的，上述步骤b中的式Ⅰ通过如下方式计算得到：

根据麦克斯韦方程…….（1）；

其中，是磁感应强度矢量，是电流密度矢量，E是电场强度矢量，是电容率，t是时间，是矢量微分算符，是偏微分算符；

辅助方程…….（2）；其中，是电导率；

考虑时谐因子，其中是虚数符号，是角频率，式（1）变为：