[发明专利]一种基于反转恢复实图重建的水脂分离方法及系统

说明书

本发明属于磁共振成像领域，更具体地，涉及一种基于反转恢复实图重建的水脂分离方法及系统。首先确定第一反转恢复时刻和第二反转恢复时刻，使得该两时刻下采集到的图像中脂肪和水的信号强度方向不完全相同；在第一反转恢复时刻和第二反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体，获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像；然后计算得到图像中脂肪信号强度数据和水图像信号强度数据；最后利用计算得到的图像中脂肪信号强度数据和水图像信号强度数据分别通过实图重建得到脂肪图像和水图像。本发明利用反转恢复实图重建，采用磁共振图像信号的模像和相位像同时重建，组织的纵向磁化矢量在负向最大与正向最大之间取值，增加了组织间的对比度。

技术领域

本发明属于磁共振成像领域，更具体地，涉及一种基于反转恢复实图重建的水脂分离方法及系统。

背景技术

磁共振成像是利用射频脉冲与组织中氢质子发生共振进行成像的一种技术。人体内广泛存在的氢质子，其主要来源于水和脂肪组织，将其置于静磁场中时，氢质子的自旋方向将发生改变，一是顺着磁场的方向，称为低能级；一是逆着磁场的方向，称为高能级。且低能级的氢质子多于高能级的质子数，其差称为净磁化矢量。用特定频率的射频脉冲激发磁场中的氢质子，当脉冲的频率与氢质子的进动频率相同时，将发生共振，使净磁化矢量发生偏转，当加大脉冲的强度或增加脉冲的作用时间，将使磁化矢量偏转到与静磁场相反的方向。在射频脉冲的作用下，净磁化矢量发生偏转，将产生纵向磁化矢量分量和横向磁化矢量分量。

当射频脉冲停止后，被激发的氢质子将于周围的分子及周围的氢质子发生能量的传递，使氢质子从激发态回到平衡态，这个过程被称之为弛豫。纵向磁化矢量分量的恢复称为纵向弛豫时间T1，横向磁化矢量分量的衰减称为横向弛豫时间T2。因各种组织中氢质子的周围环境不同，导致组织间的弛豫时间不同。根据实际应用的要求，有时需要分别获得纯水图像或纯脂肪图像，这时就需要使用水脂分离的成像方法。

CN101518445A公开了一种基于反转恢复技术的水脂分离成像方法及系统，其确定脂肪中氢原子核或水中氢原子核纵向磁化分量为0的第一反转恢复时刻；在第一反转恢复时刻之前和之后，分别选择脂肪中氢原子核或水中氢原子核纵向磁化分量方向相反、幅度相同的第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻；在第二反转恢复时刻和第三反转恢复时刻，分别使用扫描序列激发被检体,获取同时包含纯水图像和纯脂肪图像的两幅图像；使用获取的两幅图像进行合成,当合成消除两幅图像中包含的纯脂肪图像时获取一幅纯水图像，当合成消除两幅图像中包含的纯水图像时获取一幅纯脂肪图像。该方法依靠组织纵向磁化矢量的方向性，赋予各种组织信号的符号便于计算，虽能使水脂分离，但是并未真正的利用图像原始数据进行计算，可能会造成数据丢失；且该方法对两个反转时间的选择比较局限。

李少蕊等在“基于反转恢复技术的水脂分离磁共振成像方法”一文中通过施加反转脉冲后任意选择两个反转时间，然后分别采集两个反转时间下的图像，通过水和脂肪对图像信号的贡献，计算出纯水和纯脂的图像。该方法通过任意选择两个反转恢复时刻且基于图像原始数据进行计算，能使水脂分离。但如果两个反转恢复时刻选择不当，将会使组织信号强度和对比度降低。

且以上两种基于反转恢复的水脂分离方法均是依靠组织的模像进行图像重建，其仅利用信号强度为正值的图像数据进行图像重建，这样的结果就是组织间的对比度降低，不利于组织结构的显示，不利于提高病灶的检出率。

另一方面，传统方法利用模像重建，所有的信号为正，如果本来有两种组织的在某一时刻的信号为一正一负，利用模像重建后都为正，这两种组织就会有重叠的地方，重叠的地方信号消失，表现为黑边伪影。伪影是指MR图像中与实际解剖结构不相符的信号，可以表现为图像变形、重叠、缺失、模糊等。每一幅MRI图像都存在不同程度的伪影。MRI检查中伪影主要造成三个方面的问题：(1)使图像质量下降，甚至无法分析；(2)掩盖病灶，造成漏诊；(3)出现假病灶，造成误诊。

发明内容