[发明专利]一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性参数的测量方法

说明书

本发明公开了一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性参数的测量方法，包括：通过在射频接收线圈与被试仿真模体之间分别插入不同厚度的介质件来改变线圈‑模体的间距，以模拟线圈与模体之间的相对运动；采集在插入不同厚度的介质件时所述被试仿真模体的多个回波EPI图像，并进行处理重建，得到本征成像数据；根据本征成像数据计算得到线圈的本征时域稳定性参数。本发明可排除所有可能存在于功能磁共振采集中复杂的生理噪声，只考虑由于射频接收线圈与被试模体之间的相对运动带来的时域噪声，获取的本征时域稳定性参数可用于指导功能磁共振成像应用中的专用射频接收线圈的设计与使用，提高功能磁共振成像的图像性能。

技术领域

本发明属于功能磁共振成像技术领域，具体涉及一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性参数的测量方法。

背景技术

在7T(tesla，特斯拉)超高场磁共振成像系统中，由于磁场强度的提高，图像信噪比以及功能磁共振成像(fMRI，functional Magnetic Resonance Imaging))中检测神经元活动时的对比度也随之提高，因此超高场磁共振被广泛应用于亚毫米功能成像中。然而，在超高场磁共振成像中，随着磁场强度的提高，被试运动利用的时域噪声也随之增强，从而极大削弱了超高场下可能达到的成像潜能。迄今为止，功能磁共振成像在缓解时域噪声方面主要致力于改进数据获取方法，如图像后处理和运动校正算法，但很少能从根本上解决磁场强度相关的时域噪声问题。

其中，与磁场强度相关的时域噪声可以归因于随着场强提升的射频工作频率，该射频工作频率使得电磁场与被试之间产生更复杂的相互作用。具体的，成像被试与射频线圈之间由于电动力学耦合而作为介质负载，当射频接收线圈的空间位置相对于成像被试发生变化时，电动力学耦合会受到干扰；当线圈与被成像被试的距离保持不变时，电动力学耦合才会达到稳态。

现有技术中，MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)获取序列和图像后处理算法中常假设射频接收线圈和被试之间具有恒定的耦合水平，但这在fMRI中显然不适用。原因在于：功能磁共振扫描中人体大脑内部不可避免地发生变化，即使受试者的头部是静止的，也会有脑组织的非刚性运动，以及血液和脑脊液等的流动，从而干扰成像被试与射频接收线圈之间的相互作用。尽管有学者研究了射频接收线圈参与影响功能磁共振成像的时域信噪比(tSNR，time SIGNAL NOISE RATIO)，但这些研究均无法将射频接收线圈与其他噪声，如生理噪声相互剥离，从而无法获知射频接收线圈本身带来怎样的时域噪声，进而无法获知该射频接收线圈是否适用于功能磁共振成像中。

因此，亟需提出一种在功能磁共振成像中，能够有效测量射频接收线圈本身带来的时域噪声的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性参数的测量方法，用于解决现有技术的方法无法将射频接收线圈与其他噪声相互剥离，进而无法获知射频接收线圈本身带来怎样的时域噪声的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种fMRI中射频接收线圈本征时域稳定性参数的测量方法，包括：

通过在射频接收线圈与被试仿真模体之间分别插入不同厚度的介质件来改变线圈-模体间距，以模拟线圈与模体之间的相对运动，其中，所述介质件需要满足电导率小于1×10^-15S/m，相对介电常数介于1-3之间；

采集在插入不同厚度的介质件时所述被试仿真模体的多个回波EPI图像，并对多个所述回波EPI图像的原始K空间数据进行处理重建，得到本征成像数据；

根据所述本征成像数据计算得到线圈的本征时域稳定性参数，所述本征时域稳定性参数至少包括本征时域信噪比、本征时域灵敏度稳定性和本征时域热噪声稳定性。

在一种可能的设计中，所述射频接收线圈至少包括单通道接收线圈和/或多通道接收阵列线圈。