[发明专利]骨骼组织定量成像方法、系统、介质及终端

说明书

本发明提供一种骨骼组织定量成像方法、系统、介质及终端，包括以下步骤：基于超短回波时间序列采集骨骼组织的磁共振图像；对所述磁共振图像进行水脂分离，得到水图、脂肪图和场图；对所述场图进行去背景场处理，得到局部场图像；对所述局部场图像进行偶极子反演，得到所述骨骼组织的定量磁化率图像。本发明的骨骼组织定量成像方法、系统、介质及终端基于超短回波时间成像和定量磁化率成像，实现骨骼组织的定量成像，具有很好的临床实用性。

技术领域

本发明涉及定量成像的技术领域，特别是涉及一种骨骼组织定量成像方法、系统、介质及终端。

背景技术

磁共振图像可以反映人体组织解剖结构、代谢和功能信息，在临床中有着广泛的应用。根据横向弛豫时间(T2时间)的不同，一般把人体组织分为以下三类：

(1)长T2时间(＞10ms)组织，如灰质、肌肉；

(2)短T2时间(1ms～10ms)组织，如软骨；

(3)超短T2时间(＜1ms)组织，如皮质骨等。

T2时间短的组织在射频脉冲激发后信号衰减很快。受到成像参数和硬件的限制，传统的磁共振序列无法成像这些组织，在图像上体现为暗信号甚至没有信号。

超短回波时间(Ultrashort Time Echo，UTE)成像序列常被用来成像这些横向弛豫时间短的组织。通过特殊的射频激发和k空间采集方式，克服了传统常规序列回波时间(Time Echo，TE)的限制，将TE缩短至几十微秒，可以在T2时间短的组织产生的信号衰减完之前捕捉到磁共振信号。

磁化率是物质的固有属性。置于磁场中的物体被磁化后，自身产生的场会造成局部磁场的改变，进而影响磁共振的相位图像。定量磁化率成像(QuantitativeSusceptibility Mapping，QSM)是一种定量地提取组织磁化率数值的成像方式。通常而言，QSM包括相位解缠绕、去除背景场和偶极子反演这三大步骤。由于QSM对于铁沉积和脱髓鞘非常敏感，目前常被用于脑科学领域的研究。现在也有将QSM用于心脏、肝脏、软骨等非脑组织结构的研究。

膝关节软骨(articular cartilage)一方面可以维持膝关节的正常活动，另一方面可以提供缓冲，防止关节表面受力不均。关节软骨的内部结构是由胶原纤维组成的网状结构。软骨具有分层结构，在浅层、中间层和深层，胶原纤维呈现不同的排列方式。浅层中，胶原纤维的走向与软骨表面几乎平行；中间层的胶原纤维排列不规则；深层的胶原纤维则与软骨表面接近垂直。皮质骨(cortical bone)质地紧密，耐压性能好，分布于骨的表面。探究关节软骨和皮质骨的结构和特性，对于研究关节炎、骨质疏松等骨骼疾病的发病机制有着重要的意义。

软骨和皮质骨的T2时间短，很难使用传统的磁共振序列进行成像。通过UTE序列可以成像这两种信号衰减快的组织。现有技术中，基于常规梯度回波(GRE)序列QSM图像的研究表明，由于软骨各层中胶原纤维的走向和主磁场呈不同的夹角，各层具有不同的磁化率特性。但是由于软骨T2时间短，利用常规回波时间得到的磁化率图像可能会丢失某些细节。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种骨骼组织定量成像方法、系统、介质及终端，基于超短回波时间成像和定量磁化率成像，实现骨骼组织的定量成像，清晰度高，实用性强。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种骨骼组织定量成像方法，包括以下步骤：基于超短回波时间序列采集骨骼组织的磁共振图像；对所述磁共振图像进行水脂分离，得到水图、脂肪图和场图；对所述场图进行去背景场处理，得到局部场图像；对所述局部场图像进行偶极子反演，得到所述骨骼组织的定量磁化率图像。

于本发明一实施例中，所述超短回波时间序列采用不施加选层梯度的硬脉冲进行信号激励。

于本发明一实施例中，基于超短回波时间序列采集骨骼组织的磁共振图像包括以下步