[发明专利]多维磁共振成像方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供一种多维磁共振成像方法、系统及存储介质，所述方法包括：确定磁共振成像的采集序列和第一采集参数，所述第一采集参数包括反转时间、扩散敏感梯度值、回波时间和脉冲重复时间；基于优化算法对确定的所述第一采集参数进行优化，得到优化后的第二采集参数；基于优化后的所述第二采集参数构建优化后的核函数，并基于优化后的所述核函数完成被测样品的磁共振信号采集；根据采集到的所述磁共振信号得到所述被测样品的多参数图谱。该多维磁共振成像方法缩短了多维磁共振信号的采集时间。

技术领域

本发明涉及核磁共振成像技术领域，尤其涉及一种多维磁共振成像方法、系统及存储介质。

背景技术

磁共振成像是利用核磁共振基本原理，根据物体内部周围组织环境弛豫时间不同而产生不同的自由感应衰减信号的现象。通过外加射频场并利用傅里叶变换对信号进行空间编码，从而得到物体内部的具体结构，并绘制出其三维图像的一种成像技术。由于磁共振成像对组织灵敏度高，空间定位准确，而又无放射性，受到了普遍欢迎。体素是磁共振的最小成像单位，磁共振本身大都是采用体素平均值的信号，对体素内的微观结构缺乏特异性。

多维磁共振技术是解决这一问题的有效方法之一，它起源于频率域的二维核磁共振技术，可以在两个维度进行磁共振采集，从而在二维谱图上将重叠的谱峰区分。所以多维磁共振技术可以获得单体素内的组分分布，有着亚体素成像的潜力。多维磁共振技术的测量广泛应用于材料的表征，如食品、石油、催化剂、地下水流量、玉米中的油脂等。与传统的一维磁共振方法相比，多维磁共振方法具有更高次数的采集，同时可以测量多种参数的相关性，因此在波谱学的分辨率以及对不同组分的分辨能力上，有了显著的提升。

目前多维磁共振成像技术至少存在以下两个问题：第一，多维磁共振的采集需要改变参数进行多次扫描，不可避免地需要更多的采集时间，与多次改变参数的一维采集相比已经是平方甚至多次方的关系，因而采集时间明显增多，导致传统的多维磁共振采集方法并不适用于现实条件；第二，多维磁共振的数据求解为分布波谱的过程，该求解过程是一个病态问题，即采集方面的一点微小改变，就可能引发结果的显著变化，而为了应用于现实，为了降低采集时间，则稀疏采样是多维磁共振的必然选择，这无疑加重了求解过程的病态性质，会导致结果更加不准确。因此，基于多维磁共振如何快速且准确的获取到被测样本的多参数图谱是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多维磁共振成像方法、系统及存储介质，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。

根据本发明的一个方面，公开了一种多维磁共振成像方法，所述方法包括：

确定磁共振成像的采集序列和第一采集参数，所述第一采集参数包括反转时间、扩散敏感梯度值、回波时间和脉冲重复时间；

基于优化算法对确定的所述第一采集参数进行优化，得到优化后的第二采集参数；

基于优化后的所述第二采集参数构建优化后的核函数，并基于优化后的所述核函数完成被测样品的磁共振信号采集；

根据采集到的所述磁共振信号得到所述被测样品的多参数图谱。

在本发明的一些实施例中，所述优化算法为遗传算法。

在本发明的一些实施例中，基于优化算法对确定的所述第一采集参数进行优化，得到优化后的第二采集参数，包括：

利用所述第一采集参数生成初始种群；

构建多目标的适应度函数；

基于所述多目标的适应度函数计算所述初始种群中各个体的适应度值；

对所述初始种群进行选择、交叉以及变异操作，得到子代种群，基于所述子代种群得到帕累托最优解，所述帕累托最优解为优化后的第二采集参数。

在本发明的一些实施例中，构建多目标的适应度函数，包括：