磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法和磁共振成像方法技術方案

本發明專利技術公開了一種磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法和磁共振成像方法。磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法包括：合并步驟，將分別對應于多種彌散模型的多個個體數據集合并為一個合并數據集，各個所述個體數據集包括分別在一個或多個特定殼層上且分別在一個或多個梯度方向上的多個彌散圖像個體數據，不同的所述特定殼層具有不同的彌散因子；獲取步驟，利用所述磁共振成像系統獲取所述合并數據集。根據本發明專利技術的具體實施例的磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法中，多個彌散模型可以有效地共享合并數據，并且采集時間可以明顯縮短以便于臨床應用。

【技術實現步驟摘要】
磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法和磁共振成像方法
本專利技術涉及磁共振成像
，磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法。
技術介紹
磁共振成像(MagneticResonanceImaging，MRI)是利用磁共振現象進行成像的一種技術。磁共振現象的原理主要包括：包含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質子具有自旋運動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸沒有一定的規律，如果施加外在磁場，這些小磁體將按外在磁場的磁力線重新排列，具體為在平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負縱向軸；原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定頻率的射頻(RadioFrequency，RF)脈沖激發處于外在磁場中的原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產生共振，這就是磁共振現象。上述被激發的原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后，該原子核就具有了橫向磁化分量。停止發射射頻脈沖后，被激發的原子核發射回波信號，將吸收的能量逐步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復到激發前的狀態，將原子核發射的回波信號經過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。彌散成像是一種常用磁共振成像方法，其中包括多種彌散模型來獲得彌散信號中包含的不同微觀結構信息。而各種彌散模型需要的數據采集方式有所不同，因此分別采集各種模型的數據需要較長的采集時間。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的具體實施方式提供一種磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法，其中，包括：合并步驟，將分別對應于多種彌散模型的多個個體數據集合并為一個合并數據集，各個所述個體數據集包括分別在一個或多個特定殼層上且分別在一個或多個梯度方向上的多個彌散圖像個體數據，不同的所述特定殼層具有不同的彌散因子；獲取步驟，利用所述磁共振成像系統獲取所述合并數據集。優選地，所述合并步驟包括：將各個所述個體數據集中在一相同殼層上采集的多個所述彌散圖像個體數據合并為所述合并數據集中在所述相同殼層上采集的多個第一彌散圖像合并數據，多個所述第一彌散圖像合并數據的數目大于等于各個所述個體數據集中在所述相同殼層上采集的所述彌散圖像個體數據的數目中的最大值，所述特定殼層包括所述相同殼層。優選地，所述合并步驟包括：將多個所述個體數據集中在多個臨近殼層上采集的多個所述彌散圖像個體數據合并為所述合并數據集中在一歸一殼層上采集的多個第二彌散圖像合并數據，多個所述第二彌散圖像合并數據的數目大于等于各個所述個體數據集中在所述臨近殼層上采集的所述彌散圖像數據的數目中的最大值，所述特定殼層包括所述臨近殼層。優選地，多個所述臨近殼層中任意兩個的所述彌散因子之差小于等于一第一閾值，或多個所述臨近殼層中所述彌散因子的最大值和最小值之差小于等于一第二閾值。優選地，所述歸一殼層的所述彌散因子是多個所述臨近殼層的所述彌散因子之一或均值或中值。優選地，所述采集步驟包括：利用均勻分布的多個所述梯度方向采集所述合并數據集中一特定殼層上的多個彌散圖像個體數據。本專利技術的具體實施方式還提供一種磁共振成像方法，其中，包括：如上所述的數據采集方法；重建步驟，根據多種所述彌散模型之一利用所述合并數據集重建一彌散圖像。從上述方案中可以看出，根據本專利技術的具體實施例的磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法中，多個彌散模型可以有效地共享合并數據，并且采集時間可以明顯縮短以便于臨床應用。附圖說明下面將通過參照附圖詳細描述本專利技術的優選實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本專利技術的上述及其它特征和優點，附圖中：圖1是根據本專利技術具體實施方式的磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法的步驟圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉具體實施例對本專利技術進一步詳細說明。神經系統中彌散信號可能通過多種方法進行建模。各種彌散模型提供特定信息，但是需要不同的數據采集方式。彌散效應涉及到水分子的布朗運動，即水分子的隨機運動，水分子彌散程度的大小通過彌散因子來表示，不同殼層具有不同彌散因子。通常使用b值來表示彌散因子，b值的大小取決于彌散梯度的施加波形。b值向量的越大，由于水分子彌散效應導致的信號衰減將越大。同時，b值也具有方向性，取決于彌散梯度施加的方向，可以反映b值對應方向的水分子彌散效應。以下介紹一些較為著名的彌散模型：彌散張量成像(DTI)：傳統且最廣泛使用的神經系統的彌散模型，它通常需要采集多個彌散梯度方向(＞6)，具有非零b值(通常1000s/mm2)的彌散加權數據，然后通過計算可以得到一系列參數圖像，如部分各向異性性系數(FA)、平均彌散系數(MD)。該模型還可以用于顯示神經纖維束的幾何結構，被稱為纖維束追蹤技術。彌散峰度成像(DKI)：用于描述非高斯(non-gaussian)彌散現象的彌散模型。該模型需要采集多個殼層的彌散數據(至少兩個殼層)，最大b值在2000～3000s/mm2之間，同時每個殼層至少施加15個彌散梯度方向，在各殼層的梯度方向通常具有相同的均勻分布。神經軸突取向分散指數和密度成像(NODDI)：用于提供大腦微觀結構信息的彌散模型，包括神經軸突密度、神經軸突取向分散指數。它的最佳采集方案包含兩個殼層，彌散并且在各殼層間的彌散梯度的數目和方向設置不同。使用不同梯度方向可以提高角鑒別力；在較高b值殼層處的使用較高的梯度方向密度可以更準確地檢測復雜的神經結構。體素不相干運動(IVIM)：用于定量評估水的分子彌散和毛細管網絡中的血液微循環。該模型采集多個b值的彌散數據，特別是超低b值(b＜200s/mm2)，但它通常對梯度方向數目的沒有很高的要求。高角分辨率彌散成像(HARDI)：用于神經纖維束成像，可以解決神經纖維束交叉的問題。該模型通常需要超過40個梯度方向的單殼層彌散數據。上述方法從不同方面反映了神經系統的微觀結構信息，因此在臨床研究中，需要不同彌散模型的組合以便于綜合分析。然而這些方法具有不同的采集方式(參見表1)，分別采集各模型的數據需要較長的采集時間，不能滿足臨床研究。由于各模型之間的數據可以部分或完全共享，所以為這些模型設計一個綜合的采集方案將明顯縮短總采集時間。表1為了有效地采集多個彌散模型的數據，本專利技術提出了磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法，其中，包括：合并步驟，利用所述磁共振成像系統將分別對應于多種彌散模型的多個個體數據集合并為一個合并數據集，各個所述個體數據集包括分別在一個或多個特定殼層上且分別在一個或多個梯度方向上的多個彌散圖像個體數據，不同的所述特定殼層具有不同的彌散因子；采集步驟，利用所述磁共振成像系統采集所述合并數據集。由此，不同彌散模型共享合并數據集，即使在相同數據分別采集多次的情況下，由于節省了序列掃描時間，總體采集時間明顯縮短。同時，重建準確性也將有所提高或至少等同于個體數據集的情況，這是因為本專利技術通過合并數據為各個彌散模型提供了較高的數據冗余量。根據本專利技術具體實施方式的磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法在所述合并步驟中包括：將各個所述個體數據集中在一相同殼層上采集的多個所述彌散圖像個體數據合并為所述合并數據中在所述相同殼層上采集的多個第一彌散圖像合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法，其中，包括：合并步驟，將分別對應于多種彌散模型的多個個體數據集合并為一個合并數據集，各個所述個體數據集包括分別在一個或多個特定殼層上且分別在一個或多個梯度方向上的多個彌散圖像個體數據，不同的所述特定殼層具有不同的彌散因子；獲取步驟，利用所述磁共振成像系統獲取所述合并數據集。

【技術特征摘要】
1.一種磁共振成像系統的彌散模型的數據采集方法，其中，包括：合并步驟，將分別對應于多種彌散模型的多個個體數據集合并為一個合并數據集，各個所述個體數據集包括分別在一個或多個特定殼層上且分別在一個或多個梯度方向上的多個彌散圖像個體數據，不同的所述特定殼層具有不同的彌散因子；獲取步驟，利用所述磁共振成像系統獲取所述合并數據集。2.如權利要求1所述的彌散模型的數據采集方法，其中，所述合并步驟包括：將各個所述個體數據集中在一相同殼層上采集的多個所述彌散圖像個體數據合并為所述合并數據集中在所述相同殼層上采集的多個第一彌散圖像合并數據，多個所述第一彌散圖像合并數據的數目大于等于各個所述個體數據集中在所述相同殼層上采集的所述彌散圖像個體數據的數目中的最大值，所述特定殼層包括所述相同殼層。3.如權利要求1所述的彌散模型的數據采集方法，其中，所述合并步驟包括：將多個所述個體數據集中在多個臨近殼層上采集的多個所述彌散圖像個體數據合并...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴序，劉慧，
申請(專利權)人：西門子中國有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11