[发明专利]稳健的定量磁化率成像系统和方法

权利要求书

1.一种用于给一个物体生成一个或多个图像的方法，所述方法包括：

接收由磁共振扫描仪获得的磁共振成像数据，其中磁共振成像数据是复数的并且包括：

与物体组织有关的幅度和相位信息或实部和虚部信息，以及高斯噪声;

根据组织成分对复数磁共振成像数据建模来计算物体组织感受的磁场;

根据一个图像特征识别组织中的具有近似均匀磁化率的感兴趣区域；

基于计算的磁场来估计物体的磁化率分布，其中物体磁化率分布的估计包括：

确定成本函数，至少涉及与磁共振成像数据中的高斯噪声的似然函数相关联的数据保真项，与关于磁化率分布的一个结构先验信息相关联的第一正则化项，和与强制组织感兴趣区域内均匀磁化率相关联的第二正则化项;

基于最小化成本函数来确定一个磁化率分布;和

在显示装置上呈现基于所确定敏化率分布而生成的物体的一个或多个图像,

其中通过在类似细胞构筑的体素块之间或者在具有类似信号行为的体素之间施加最小方差来对计算进行正则化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中组织选自：脑脊髓液，血液，软组织，肌肉或脂肪。

3.根据权利要求1所述的方法，其中特征是低R2^*值, 感兴趣组织区域是通过应用R2^*阈值和连通性来确定的。

4.根据权利要求1所述的方法，成本函数最小化涉及预处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其中物体包括大脑的皮层，壳核，苍白球，红核，黑质和脑丘脑底核中的一个或多个，或腹部肝脏，或胸部心脏，或身体骨骼中，或病变组织的病灶。

6.根据权利要求1所述的方法，其中组织成分由脂肪和水组成，并且使用适当的初始化从复数磁共振成像数据迭代地计算体素中的磁场，水分和脂肪分数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中迭代计算初始化使用基于图形切割的同时相位解缠和化学位移确定或使用同相回波。

8.根据权利要求1所述的方法，其中定量生物材料图得以生成，通过校正脂肪对磁化率分布的贡献来产生铁图，或通过校正铁对R2^*的贡献来产生纤维化图，或通过利用短TE的磁共振成像数据和利用骨特异性R2^*对磁共振成像数据建模来生产骨矿物图。

9.根据权利要求1所述的方法，其中通过包括磁共振成像幅度数据对脱氧血红素浓度的依赖性模型来生成组织氧提取分数图。

10.一种用于对物体产生一个或多个图像的系统，所述系统包括：

处理器;

通信地耦合到处理器的图形输出模块;

通信地耦合到处理器的输入模块;

编码有计算机程序的非暂时性计算机存储介质，所述程序包括指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器执行包括以下步骤的操作：

接收由磁共振扫描仪获得的磁共振成像数据，其中磁共振成像数据是复数的并且包括：

与物体组织有关的幅度和相位信息或实部和虚部信息，以及高斯噪声;

根据组织成分对复数磁共振成像数据建模来计算物体组织感受的磁场;

根据一个图像特征识别组织中的具有近似均匀磁化率的感兴趣区域；

基于计算的磁场来估计物体的磁化率分布，其中物体磁化率分布的估计包括：

确定成本函数，至少涉及与磁共振成像数据中的高斯噪声的似然函数相关联的数据保真项，与关于磁化率分布的一个结构先验信息相关联的第一正则化项，和与强制组织感兴趣区域内均匀磁化率相关联的第二正则化项;

基于最小化成本函数来确定一个磁化率分布;和

在显示装置上呈现基于所确定敏化率分布而生成的物体的一个或多个图像，

其中通过在类似细胞构筑的体素块之间或者在具有类似信号行为的体素之间施加最小方差来对计算进行正则化。