[发明专利]磁共振弥散加权成像自适应修正方法

说明书

本发明涉及磁共振弥散加权成像自适应修正方法，包括以下步骤：步骤1，相同的扫描参数，重复采集弥散加权图像N次，N≥3；步骤2，基于原始图像或者压缩后的图像逐点构造相关性矩阵；步骤3，对相关性矩阵做平滑滤波处理后进行主成分分析，获得每个相关性矩阵的最大特征值对应的特征向量；步骤4，根据特征向量计算权重；步骤5，根据权重对原始图像进行加权合成，获得修正后的弥散加权图像。本发明在多次采集平均技术的基础上，采用主成分分析方法，从冗余数据中自适应的检测并修正数据，抑制运动伪影、射频打火伪影等，改善图像质量；不需要增加硬件装置，且图像质量优于多次采集直接平均技术。

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，尤其涉及磁共振弥散加权成像自适应修正方法。

背景技术

弥散加权成像(Diffusion Weighted Imaging,DWI)是一种在分子水平上无创地反映活体水分子的无规则热运动状况的成像方法，成像主要依赖于水分子的运动而非组织的质子密度、T1或T2弛豫时间。弥散加权成像适用于活体细胞水平探测生物组织的微动态和微结构变化，在肿瘤的良恶性鉴别、疗效评估和预测起着举足轻重的作用。

在弥散加权成像中，施加的弥散梯度对运动极为敏感。运动主要包括以下四方面：(1)水分子弥散运动；(2)患者无意识的生理运动，如呼吸运动，肠胃蠕动，血液流动等；(3)患者有意识或无意识的整体运动；(4)弥散梯度导致的系统振动。水分子弥散运动在弥散梯度的作用下会产生相位差使得弥散系数较大的组织信号降低，这是弥散加权成像的原理。而后三种运动都会导致运动伪影，即使是亚像素级别的运动，也会产生极大的相位差，使得信号丢失，形成严重的伪影。

在弥散加权成像中，施加的弥散梯度非常大，会导致系统振动剧烈，进而可能出现线圈接口松动或静电积累/释放等导致射频干扰，在图像中形成条状伪影，通常称为射频打火伪影。

上述两类伪影，在弥散加权成像中非常常见，除了在弥散加权合成图像上出现伪影，还会影响基于弥散加权成像的后续处理结果，例如会导致ADC值误差，弥散张量成像误差等，影响医生诊断。为了改善上述伪影，一方面可以通过运动检测和校正技术、射频打火检测和校正技术，减少伪影，但这种方法需要增加专用的硬件检测装置或者算法复杂、可靠性差；另一方面，通常采用多次采集平均技术，降低伪影的影响，但这种方法通过直接平均，伪影抑制的程度有限。

发明内容

本发明旨在提供磁共振弥散加权成像自适应修正方法，在多次采集平均技术的基础上，采用主成分分析方法，从冗余数据中自适应地检测并校正运动伪影、射频打火伪影等，从而更好地改善图像质量，且不需要增加硬件装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

磁共振弥散加权成像自适应修正方法，包括以下步骤：

步骤1，重复采集弥散加权图像N次，N为自然数，N≥3；

步骤2，基于原始图像或者压缩后的图像逐点构造相关性矩阵；

步骤3，主成分分析；获得每个相关性矩阵的最大特征值对应的特征向量；

步骤4，根据特征向量计算权重；

步骤5，根据步骤4获得的权重对步骤1中采集到的原始图像进行加权合成，获得修正后的弥散加权图像。

进一步的，步骤2之前利用插值算法对所有采集的原始图像进行压缩。其好处有，第一可以减少运算量，第二可以增加后续算法输入数据的信噪比。

其中，步骤2包括以下步骤：

步骤2.1，对于第n次采集的图像中任意一个像素点(x,y)，取周围相邻的K个点，构成一个邻域向量Xn；

步骤2.2，对于N次重复采集的图像，每个像素点对应了N个邻域向量，按公式(1)计算其中第n个向量Xn和第m个向量Xm之间的相关性；