[发明专利]化学位移编码成像方法及装置

说明书

本发明适用于磁共振成像技术领域，尤其涉及化学位移编码成像方法及装置。该方法包括：确定第一图像中每个像素的幅值以及相位因子拟合误差谱；若像素的幅值大于第一参数值，且相位因子拟合误差谱中有唯一的局部极小值小于第二参数值，则将该像素标记为种子点，并根据该唯一的局部极小值确定种子点的相位因子值；若像素的幅值小于或等于第一参数值，或者相位因子拟合误差谱中有多个局部极小值小于第二参数值，则将该像素标记为待估像素点；确定待估像素点的相位因子值，其与周围的种子点的相位因子值具有最大相似性；根据种子点和待估像素点的相位因子值得到第一图像对应的场图。本发明提高了对场图进行估计的准确度，从而提高了水脂分离效果。

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及化学位移编码成像方法及装置。

背景技术

磁共振化学位移编码成像是一种基于组织中各成分之间化学位移差异的成像方法，通过在不同的回波时间采集信号，并拟合混合信号模型得到。临床上最常用的化学位移编码成像是水脂分离成像，它主要用于脂肪抑制和脂肪定量等应用中。主磁场B₀均匀时，B₀场图连续缓慢变化。目前，多回波化学位移编码成像面临的最大挑战是B₀场图突变或信噪比低造成的局部分离错误，因此，该技术对水脂分离成像的分离效果取决于其对B₀场图进行估计的准确度。

多回波化学位移编码成像假设组织信号由多种不同成分被同时激发得到，并已知各成分相对于水的化学位移，然后拟合信号与各成分、B₀场图和TE(echo time，回波时间)之间的数学模型。实际应用最多的化学位移编码成像是水脂分离成像，即通过多回波信号分离水和脂肪两种成分。

1984年，Dixon最早提出了两点水脂分离技术，该技术假设B₀场图分布均匀，选取两个特定的TE分别采集水和脂肪质子相位同向和反向的图像，通过简单的加减运算得到水图和脂肪图。

为了解决B₀场图不均匀造成的影响，2004年，Ma JF在上述采集图像的基础上提出了一种基于局部增长算法的水脂分离技术，该技术首先确定每一个像素的两个候选相位因子，其中，相位因子是一个复数，模值为1，其角度表征在时间ΔTE＝TE₁-TE₂内由B₀场图造成的累积相位；然后选取一个幅值足够大的像素点作为种子点，以其中一个候选相位因子作为其场图，计算四邻域内待估像素点和该种子点之间的相位因子角度差，该角度差的限定范围是0～90°，如超过90°，则取其补角；根据角度差的大小将待估像素点放置于一个九宫格中，每一个九宫格代表10个角度差，该九宫格用于确定局部增长的路径，具有最小相位因子角度差的待估像素点具有最高的优先级，其场图值优先被确定；根据该待估像素点的候选相位矢量与邻域范围内所有种子点的场图值加和的差值来确定该待估像素点的场图值；重复上述过程，直至所有的待估像素点都完成场图值的估计。

2010年，Berglund等改进上述局部增长算法，提出了基于多种子点局部增长算法的三点水脂分离技术。该技术首先计算得到每一个像素的两个候选场图值，并以候选场图值表示像素中的水脂比例；然后选取幅值大且水/脂含量接近于1的所有像素点为种子点，选取相应的候选场图值为种子点的场图值，计算种子点邻域内所有待估像素点和相应种子点之间的场图相似性，并以此确定局部增长的路径，场图相似性高的待估像素点具有更高的优先级，其场图值即为使得场图相似性达到最高的候选场图值；重复上述过程直至所有待估像素点都完成场图的估计。

前述的水脂分离成像技术均存在缺陷。在Ma JF提出的基于局部增长算法的水脂分离技术中，局部增长算法随机选取一个种子点，而其他孤立的组织将不能得到正确的场图值；该方法只能得到分离的纯水和纯脂肪图像，需要加入额外的信息才能识别出二者中的纯水图和纯脂肪图。在Berglund等人提出的三点水脂分离技术中，虽然极大的克服了MaJF提出的基于局部增长算法的缺点，但是低信噪比的区域会导致错误的局部增长路径。

发明内容