[发明专利]用于肺部动态通气功能快速定量评估的气体MRI方法

权利要求书

1.用于肺部动态通气功能快速定量评估的气体MRI方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、受试者佩戴好磁共振扫描线圈，并进入扫描磁体中，受试者肺部位于磁体中心；设置气体MRI扫描序列参数，受试者吸入超极化气体进行成像扫描，采集MRI数据，即采集k空间第i个位置对应的动态图像k空间数据其中i＝1,2,…，M，M为呼吸次数，F为每次呼吸采集的数据线总数；

步骤2、首先将步骤1采集的MRI数据按照采集顺序分成F帧k空间数据集，第j帧k空间数据集第1行至第M行数据分别为其中j＝1,2…，F；

然后对第1帧到F帧k空间数据集分别进行傅里叶变换得到各帧原始动态图像Img(j),其中j＝1,2…,F；

步骤3、根据步骤2得到的动态图像Img(j)和步骤1中的MRI扫描序列参数计算肺部动态通气功能参数，肺部动态通气功能参数包括信号出现时间t_arrival，信号峰值时间t_peak，信号消失时间t_disappear，以及吸气和呼气过程中的气流速度分布图，

所述的步骤3中，计算肺部动态通气功能参数包括以下步骤：

步骤3.1、首先对步骤2获得的原始动态图像Img(j)分别进行图像分割获得肺部区域信号，并获得肺部每一个体素的信号时间曲线，进而确定肺部每一个体素x的信号出现时间t_arrival(x)，信号峰值时间t_peak(x)以及信号消失时间t_disappear(x)；

步骤3.2、获取吸气过程中的气流速度分布图，具体为：

根据以下公式获得吸气过程中的气流速度分布图v_in(x)

V_aq(x)＝v_in(x)·t_aq(x)

其中，V_aq(x)为体素x的信号出现时间t_arrival(x)到时间q之间进入体素x的气体量，时间q位于体素x的信号出现时间t_arrival(x)和信号峰值时间t_peak(x)之间，v_in(x)为吸气气流速度，t_aq(x)为体素x的信号出现时间t_arrival(x)到时间q的时间长度，

t_aq(x)＝t_arrival(x)+(u-1)×TR

其中，u＝1,2,…,n1，n1＝(t_peak(x)-t_arrival(x))/TR，u代表体素x的信号出现时间t_arrival(x)到时间q之间气体所经历的射频脉冲个数，m1代表气体到达体素x之前经历的射频脉冲个数，θ代表射频脉冲的翻转角，SA_l(x)和SA_l+1(x)分别代表体素x的信号出现时间t_arrival(x)到时间q之间经历的脉冲个数为l和l+1时对应的气体信号，V_factor是单位信号所对应的气体量，TR是MRI序列的重复时间；

步骤3.3、获取呼气过程中的气流速度分布图，具体为：

根据以下公式获得呼气过程中的气流速度分布图v_ex(x)，

V_pz(x)＝v_ex(x)·t_pz(x)

其中，V_pz(x)为体素x的信号峰值时间t_peak(x)到时间z之间进入体素x的气体量，时间z位于体素x的信号峰值时间t_peak(x)和信号消失时间t_disappear(x)之间，v_ex(x)为呼气气流速度，t_pz(x)为体素x的信号出现时间t_arrival(x)到时间q的时间长度，

t_pz(x)＝t_peak(x)+(y-1)×TR

其中，y＝1,2,…,n2，n2＝(t_disappear(x)-t_peak(x))/TR，y代表体素x的信号峰值时间t_peak(x)到时间z之间气体所经历的射频脉冲个数，m2代表气体在体素x内达到信号峰值之前经历的射频脉冲个数，θ代表射频脉冲的翻转角，SP_l(x)和SP_l+1(x)分别代表体素x的信号峰值时间t_peak(x)到时间z之间经历的脉冲个数为l和l+1时对应的气体信号，V_factor是单位信号所对应的气体量。