一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法
2023-12-07 04:44:36
專利名稱：一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法
技術領域：
本發明屬於醫療影像領域，具體地涉及一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法。
背景技術：
水脂分離是磁共振成像中用來消除信號幹擾所導致的圖像解讀困難的一種方法。通過採集多個不同化學位移進動角的信號，Dixon以及後續發展的相應技術可以在主磁場不均勻的情況下實現水脂分離，並可同時獲取主磁場的空間分布。隨著現代譜儀和射頻線圈技術的發展，以及磁場強度的增高，多通道接收已越來越多地被應用於磁共振成像。通過多通道接收不僅能提高信噪比，也可以通過並行成像來加快速度。雖然並行成像重建可以得到組合後的圖像，近來更為廣泛採用的並行重建方法是在k空間運算得到各通道的單個數據，之後進行多通道組合得到最終圖像。現有技術中有多種組合多通道磁共振信號的方法，其中，平方總和的開根(SoS)仍然被認為是實用型的最佳信號組合方法。該方法不僅具有良好的信噪比性能，同時也可避免不同通道信號間由於相位的差異而造成的破壞性幹涉。但是，平方總和開根的組合方法丟棄了水脂分離所必須的相位，因而所得到的結果無法用來實現水脂分離。目前多通道磁共振成像的水脂分離採用的一般有兩種方法(I)先對每個通道信號單獨做水脂分離，之後再進行多通道數據組合；(2)基於各通道射頻場的分布，先進行多通道數據組合得到合一後的複數圖像數據，之後再針對合一後的圖像數據執行水脂分離。由於大多數水脂分離方法需要對信號在空間做關聯分析，前者受單一線圈信號的局部性和不均勻性影響會導致水脂分離的失敗。而後者又如前所述，需要先獲取各個通道的射頻場強度及相位的空間分布信息，數據採集時間加長，過程更趨複雜。本發明克服了現有技術中單一線圈信號的局部性和不均勻性，同時也克服了採集多通道射頻場分布時間長、過程複雜的缺陷，提出了一種磁共振成像中用多通道數據直接組合實現水脂分離的方法，具有不需要採集額外信息，避免不同通道信號間由於相位的差異而造成的破壞性幹涉，同時保留了水脂分離所需的相位的特點。本發明直接從採集到的信號中提取得到組合後的信號相位，避免了易出錯的複雜計算。本發明提供的方法還繼承了平方總和開根計算法的簡單及良好的信噪比性能。
發明內容
本發明的目的在於通過對多通道信號幅度和相位採用組合的方法實現水脂分離，避免不同通道信號間由於相位的差異而造成的破壞性幹涉，同時在不要求額外採樣條件下，直接從採集到的信號中提取以保留水脂分離所需的相位信息。本發明提出了一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，包含以下步驟步驟(I)，獲得多通道多進動角磁共振信號Ik (η)；
步驟⑵，分析多通道多進動角磁共振信號Ik (η)計算得到組合信號1_ (η)的幅度An;步驟(3)，分析多通道多進動角磁共振信號Ik(n)並從中直接提取得到組合信號Isum (η)的相位 Φη ；步驟(4)，獲得組合信號Isum(η)並對其進行分析，實現水脂分離，得到水和脂肪的圖像。
其中，步驟(I)是在不同化學位移進動角α和不均勻場進動角β情況下採集到多通道多進動角磁共振信號Ik(η)，其在圖像域中以如下公式(I)表示
權利要求
1.一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)獲得多通道多進動角磁共振信號(IkOi));(2)分析多通道多進動角磁共振信號(Ik(η))計算得到組合信號(Ι·(η))的幅度(An)； (3)分析多通道多進動角磁共振信號(Ik(η))從中直接提取得到組合信號(IslJn))的相位(Φη);(4)獲得組合信號(Ι_(η))並對其進行分析，實現水脂分離，得到水和脂肪的圖像。
2.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟(I)是在不同化學位移進動角α和不均勻場進動角々情況下採集多通道多進動角磁共振信號(Ik(η))，其在圖像域中以如下公式(I)表示 其中，k為射頻接收通道，ξ和λ分別為對應的所述射頻接收通道的幅度及相位係數，W和F分別為水和脂肪信號幅度。
3.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟(2)中，通過對所述多通道多進動角磁共振信號(Ik(n))進行平方總和開根計算獲得所述組合信號(Isum(η))的幅度(An)，以如下公式(II)表示
4.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟(3)中；在所有所述多通道多進動角磁共振信號(Ik(η))中找到幅度最大的信號，將該多通道多進動角磁共振信號(Ik(η))對應的射頻接收通道k記為k_max，取所述射頻接收通道k_max對應的多進動角磁共振信號(Ikmax(η))的相位即為組合信號(Ι·(η))的相位(Φη)，以如下公式(III)表示
5.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟(3)中，將對應所有射頻接收通道的磁共振信號(Ik(η))加和後，其相位即為組合信號(Ι_(η))的相位(Φη)，以如下公式(IV)表示
6.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟⑷中利用所述幅度(An)和相位(Φη)獲得所述組合信號(IsumOi))，以如下公式(V)表示
7.如權利要求I所述磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法，其特徵在於，所述步驟(4)的水脂分離方法包括三點Dixon法、解析算法、數值算法、三明治回波法。
全文摘要
本發明涉及醫療影像領域，公開了一種磁共振成像中用多通道數據組合實現水脂分離的方法。本發明包括以下步驟獲得多通道多進動角磁共振信號(Ik(n))；分析多通道多進動角磁共振信號(Ik(n))計算得到組合信號(Isum(n))的幅度(An)；分析多通道多進動角磁共振信號(Ik(n))獲得組合信號(Isum(n))的相位(Φn)；獲得組合信號(Isum(n))並對其進行分析，實現水脂分離，得到水和脂肪的圖像。本發明在不需要採集額外信息的條件下，不僅可避免不同通道信號間由於相位的差異而造成的破壞性幹涉，而且同時保留了水脂分離所需的相位。本發明所得到的組合信號相位完全從所測信號直接獲取，不作任何複雜及易出錯的計算。本發明還繼承了平方總和開根計算簡單的優越性及良好的信噪比性能。
文檔編號A61B5/055GK102949189SQ201110254020
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者張衛國 申請人:上海聯影醫療科技有限公司