[发明专利]基于重叠回波的磁共振快速水脂分离定量成像方法及系统

说明书

基于重叠回波的磁共振快速水脂分离定量成像方法及系统，涉及磁共振成像领域。包括：设计基于重叠回波的水脂分离磁共振成像序列并确定其采样参数；在满足序列和序列参数性能要求的先进磁共振仪中添加序列及设置采样参数，并完成数据采集，获取磁共振数据；生成深度神经网络的训练样本；采用训练样本对深度神经网络进行训练，得到训练好的深度神经网络；采用训练好的深度神经网络和所述磁共振成像序列采集的数据，重建水脂分离图像。能够实现磁共振快速水脂分离成像，并得到准确的水脂Tsubgt;2/subgt;、Tsubgt;2/subgt;supgt;*/supgt;定量参数值及准确的脂肪分数图。

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，特别是涉及一种基于重叠回波的磁共振快速水脂分离方法及系统。

背景技术

水脂分离在磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)中具有广泛的应用。已经开发了各种水脂分离技术，如化学位移成像(Peterson P,Mansson S.Simultaneousquantification of fat content and fatty acid composition using MRimaging.Magn Reson Med.2013；69:688-697)、频率选择性MRI(Meyer CH,Pauly JM,Macovski A,Nishimura DG.Simultaneous spatial and spectral selectiveexcitation.Magn Reson Med.1990；15:287-304)和基于Dixon的方法(Reeder SB,PinedaAR,Wen Z,et al.Iterative decomposition of water and fat with echo asymmetryand least-squares estimation(IDEAL):application with fast spin-echoimaging.Magn Reson Med.2005；54:636-644)。此外，水和脂肪信号的T₂、T₂^*弛豫时间可以为生物医学研究和疾病的临床诊断提供有价值的信息(Ster C L,Gambarota G,etal.Breath-hold MR measurements of fat fraction,T₁,and T₂^*of water and fat invertebral bone marrow.J Magn Reson Imaging.2016；44(3):549-555)。目前，已经提出用CPMG序列来获得水、脂各自的T₂图的方法(Janiczek R L,Gambarota G,Sinclair C DJ,et al.Simultaneous T₂ and lipid quantitation using IDEAL-CPMG.Magn ResonMed.2011；66(5):1293-1302)，然而其需要采集TE不同的多个图像来实现T₂定量，需要很长的采集时间。基于多点化学位移的方法可以分离水和脂肪的信号并估计出T₂^*图(BerglundJ,Kullberg J.Three-dimensional water/fat separation and T₂^*estimation based onwhole-image optimization—Application in breathhold liver imaging at1.5T.Magn Reson Med.2012；67:1684-1693)，即使存在磁场不均匀性，也可以在0％-100％的整个动态范围内估计脂肪含量。然而，基于多点化学位移的水脂分离方法需要采集具有不同回波时间的多个图像，容易受到生理运动的影响，如呼吸或心脏搏动，或患者的身体运动(Reeder SB,McKenzie CA,Pineda AR,et al.Water-fat separation with IDEALgradient-echo imaging.J Magn Reson Imaging.2007；25:644-652)。此外，由于不同图像之间的回波时间间隔很短，上述水脂分离方法求得的T₂^*定量值不准确，错误的T₂^*估计值会导致脂肪分数不准确。