[发明专利]一种基于磁共振定量磁敏感图像的丘脑腹中间核定位方法及定位装置

权利要求书

1.一种基于磁共振定量磁敏感图像的丘脑腹中间核定位方法，其特征在于，包括：

步骤1、设置数据采集参数，包括：翻转角：12度；回波时间：4.67毫秒；重复时间：62.77毫秒；接收带宽：62.5kHz；回波数：12；信号采集次数：6；扫描野FOV：25.6cm*25.6cm；扫描层厚：2mm；频率：426；相位：426；时相FOV：100％；其余参数选用eSWAN序列默认参数；以eSWAN序列为成像序列，采集包含丘脑在内的颅脑多层面的横断位、矢状位、冠状位的磁敏感加权相位图；

步骤2、根据所述相位图进行颅脑图像重构，得出颅脑的QSM图像；所述步骤2包括：

对所述相位图进行去卷褶处理，将所有的测量相位值映射到[-π,π]的范围内，去除相位图上脑组织边界外的背景相位，对相位图进行重构处理，重构过程按以下公式进行：

χ＝min{||FT^-1(D₂·FT(χ))-ψ||₂+λ||W·G·χ||₁}

式中，

其中χ为磁化率分布矩阵，FT为傅里叶变换算子，FT^-1为傅里叶逆变换算子，D₂为磁偶极子卷积核，||W·G·χ||₁为正则化项，λ为正则化参数，H为外加的磁场向量，r_x、r_y、r_z为对应的空间坐标，Δr_x、Δr_y、Δr_z为体素单元的尺寸，G_x、G_y、G_z为梯度算子，W_Gx、W_Gy、W_Gz为磁敏感系数分布的边界条件；

步骤3、在所述QSM图像上，根据丘脑不同核团区域磁敏感系数的差异对应的图像信号高低，区分丘脑Vim核及其周边核团，标记并描绘丘脑Vim核的位置与轮廓；具体包括：在冠状位QSM图像上，黑质和红核对应图像上端脑中央底部的高信号区域，以黑质和红核的大小适中的冠状位QSM图像为基准图像，以黑质、红核高信号区域为参考，黑质、红核区外上方有一条由外上方斜行至内下方的稍低信号细条状影，即为丘脑内外侧核群的分界线；以所述稍低信号细条状影为界，黑质、红核区外上方的稍低信号细条状影外侧稍高信号区即为丘脑Vim核，低信号区为丘脑内侧核团，标注Vim核的轮廓，然后在横断位和矢状位上对相应的位置进行标记；

步骤4、将标记丘脑Vim核后的QSM图像与扫描相同部位获得的T2图像进行融合配准，根据Vim核在QSM图像的位置在T2图像上重新标定，测量丘脑Vim核的绝对位置。

2.一种基于磁共振定量磁敏感图像的丘脑腹中间核定位装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于以eSWAN序列为成像序列，采集包含丘脑在内的颅脑多层面的横断位、矢状位、冠状位的磁敏感加权相位图；

QSM图像得出模块，用于根据所述相位图进行颅脑图像重构，得出颅脑的QSM图像；

标记模块，用于在所述QSM图像上，根据丘脑不同核团区域磁敏感系数的差异对应的图像信号高低，区分丘脑Vim核及其周边核团，标记并描绘丘脑Vim核的位置与轮廓；具体用于：在冠状位QSM图像上，黑质和红核对应图像上端脑中央底部的高信号区域，以黑质和红核的大小适中的冠状位QSM图像为基准图像，以黑质、红核高信号区域为参考，黑质、红核区外上方有一条由外上方斜行至内下方的稍低信号细条状影，即为丘脑内外侧核群的分界线；以所述稍低信号细条状影为界，黑质、红核区外上方的稍低信号细条状影外侧稍高信号区即为丘脑Vim核，低信号区为丘脑内侧核团，标注Vim核的轮廓，然后在横断位和矢状位上对相应的位置进行标记；

融合配准模块，用于将标记丘脑Vim核后的QSM图像与扫描相同部位获得的T2图像进行融合配准，根据Vim核在QSM图像的位置在T2图像上重新标定，测量丘脑Vim核的绝对位置；

所述采集模块还包括：

参数设置模块，用于设置数据采集参数，包括：翻转角：12度；回波时间：4.67毫秒；重复时间：62.77毫秒；接收带宽：62.5kHz；回波数：12；信号采集次数：6；扫描野FOV：25.6cm*25.6cm；扫描层厚：2mm；频率：426；相位：426；时相FOV：100％；其余参数选用eSWAN序列默认参数；

所述QSM图像得出模块包括：

重构模块，用于对所述相位图进行去卷褶处理，将所有的测量相位值映射到[-π,π]的范围内，去除相位图上脑组织边界外的背景相位，对相位图进行重构处理，重构过程按以下公式进行：

χ＝min{||FT^-1(D₂·FT(χ))-ψ||₂+λ||W·G·χ||₁}

式中，

其中χ为磁化率分布矩阵，FT为傅里叶变换算子，FT^-1为傅里叶逆变换算子，D₂为磁偶极子卷积核，||W·G·χ||₁为正则化项，λ为正则化参数，H为外加的磁场向量，r_x、r_y、r_z为对应的空间坐标，Δr_x、Δr_y、Δr_z为体素单元的尺寸，G_x、G_y、G_z为梯度算子，W_Gx、W_Gy、W_Gz为磁敏感系数分布的边界条件。