[发明专利]磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法

说明书

本发明公开了一种磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法，包括：采集多次激发磁共振序列；通过磁共振扫描序列得到图像回波信号和二维导航信号；通过二维导航信号估计运动参数；根据运动参数对图像回波信号和二维导航信号进行旋转和平移矫正，同时丢弃污染的数据，得到矫正数据；整合矫正的多次激发采集数据进行并行成像重建；通过图像配准算法估计旋转运动参数对重建图像进行扩散梯度矫正；利用经过矫正的扩散图像和扩散梯度进行最终计算，得到扩散张量成像参数。该方法可以对磁共振扩散成像扫描过程当中出现的多种运动误差进行有效矫正，从而获得消除伪影的高分辨率扩散张量图像，有效减少误差，提高磁共振扩散成像张量参数计算的准确度。

技术领域

本发明涉及磁共振扩散成像技术领域，特别涉及一种磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法。

背景技术

磁共振扩散加权成像能够无创检测人体水分子的微观布朗运动，提供微观结构的信息，以及组织的功能信息，是一种重要的神经影像技术，在临床与研究中被广泛使用。

由于扩散成像尤其是高分辨率的扩散张量成像需要较长的扫描时间，因而患者的无意识运动是一个在临床使用中必须解决的问题。通过固定患者的头部等方法不仅仅会使患者不舒适，也无法完全防止运动的产生。因此，运动矫正技术是磁共振高分辨率扩散成像的一个难点和热点。理论上，可以把扩散成像中的运动分为三类：(1)水分子的扩散运动，(2)患者极微小的运动或者生理搏动，(3)患者较大的整体运动。其中，第一种运动是扩散成像所感兴趣的水分子运动，会造成图像中扩散系数较大的组织幅值降低，并不会影响图像质量。第二种运动的运动幅度小于图像的像素大小，因而不会造成整体位置变化，但是这种运动若在施加扩散梯度时产生，会造成图像剧烈的相位变化，产生因不同次激发数据间的相位差异而产生的混叠伪影，因而该类运动必须被矫正。第三种运动为较大幅度的运动，该类运动可以定义为产生在不同次激发采集间的位置变化，若该类运动产生在梯度施加期间，采集的信号将遭到破坏，图像将难以恢复，若产生在其他采集阶段，不同激发间的位置差异会导致在整合重建不同次激发采集的数据时产生误差，难以得到理想的图像，导致最终的扩散图像产生模糊等问题。

由于第二类和第三类运动误差的存在，使得目前临床上使用最为广泛的仍然是单次激发平面回波技术，高分辨率扩散成像的发展受到限制。采用多次激发的高分辨率扩散成像，主要会面临三种因运动而造成的误差：(1)因为像素内小运动而产生的相位误差，这会造成严重的混叠伪影；(2)因较大的运动而造成的图像整体运动，产生最终图像的模糊伪影；(3)因头部的旋转运动而造成扩散梯度的方向相对原始坐标系发生变化，从而影响最终扩散参数的计算。

发明内容

本发明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，本发明的目的在于提出一种磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法，该方法可以有效减少计算误差，提高计算的准确度。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法，包括以下步骤：具有导航信号的多次激发磁共振序列采集；通过磁共振扫描序列得到图像回波信号和二维导航信号；通过二维导航信号估计运动参数；根据运动参数对图像回波信号和二维导航信号进行旋转和平移矫正，同时丢弃污染的数据，得到矫正数据；整合矫正的多次激发采集数据进行并行成像重建，以消除运动伪影和混叠伪影得到重建的扩散图像；通过图像配准算法估计的旋转运动参数对重建图像进行扩散梯度矫正；利用经过矫正的扩散图像和扩散梯度进行最终计算，得到扩散张量成像参数。

本发明实施例的磁共振多次激发扩散成像运动矫正方法，通过对扫描过程当中出现的多种运动误差进行有效矫正，从而获得消除伪影的高分辨率扩散图像。该方法不但能够有效地对磁共振扩散成像的多种运动误差进行矫正，包括病人的刚体运动，生理运动，以及由于旋转引起的扩散梯度误差，并且基于多次激发序列进行运动矫正重建，从而能够在矫正运动误差的同时达到更高的分辨率和更少的几何畸变，具有良好的灵活性和鲁棒性，适用于多种磁共振序列，并且有效减少计算误差，提高了计算的准确度。