专利名称：一种弥散磁共振图像计算方法及基于其的分析方法
技术领域：
本发明涉及一种弥散磁共振图像计算方法及基于其的分析方法。
背景技术：
磁共振成像的主要原理是利用人体组织中氢原子核(质子)在磁场中受到的射频脉冲的激励而发生核磁共振现象，由此产生磁共振信号，经过计算机处理重建出人体某一层面图像的成像技术。磁共振成像的模态可分为弥散成像、结构成像、波谱成像等。其中，弥散成像主要是利用水分子的弥散作用而实施的磁共振成像。弥散指的是分子的随机不规则运动，是一个三维过程。弥散可分为两种方式:一种是指在完全均匀的介质中，分子的运动由于没有障碍，因此其向各个方向运动的距离是相等的，这种弥散方式称为各向同性弥散。举例来说，在脑脊液及大脑灰质中的分子运动近似为各向同性弥散。另一种是指弥散具有方向依赖性，在按一定方向排列的组织中，分子向各个方向弥散的距离不相等，称为各向异性弥散，例如，水分子在大脑白质中的弥散方式为各向异性弥散。磁共振成像在临·床上主要用于以下人体部位:头部、脊柱、四肢、盆腔、胸部和腹部。对于头部磁共振成像的基本过程而言，首先需要对头部(大脑)进行断层扫描，由此获得的图像中的每个像素值都对应于大脑中的一个小立方体(可看作为体素，体积元素的简称，例如规格为2X2X2毫米的小立方体，也可以是规格为1X1X1毫米的小立方体)的信号平均值，这也是扫描所得图像的分辨率。为了具体研究大脑中白质等物质的分布与结构特点，高斯分布模型被引入到弥散磁共振图像中。已经证明水分子在大脑中的弥散作用符合高斯分布，即:可以用一个二阶的张量来表征水分子的弥散，由二阶张量的三个特征值以及特征向量，可以得到表征水分子弥散属性的不同测度值。其中，常用的测度主要有FA (Fractional anisotropy,部分各向异性)和 MD (mean diffusivity,平均弥散性)等。这些测度值都是在每一个体素内解算出来的。将这些测度值赋给该体素，由此得到FA图像和MD图像。这些测度值具有很大的实际应用价值，可以通过分析FA值或MD值的变化检测出大脑的发育及老化、脑肿瘤的变化、测定疗效等，以进行脑疾病的诊断与检测。但基于上述数学模型的弥散测度值都是针对每个体素单体所求得的，因而并不能反映出每个体素与其周围体素之间的关系。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种弥散磁共振图像计算方法及基于其的分析方法，主要通过利用各个体素与其周围体素之间的关系来表征体素的水分子弥散属性。本发明提供了一种弥散磁共振图像计算方法，包括以下步骤:A、对成像客体进行断层扫描，获取成像客体的三维弥散原始图像；B、计算所述三维弥散原始图像中各个体素与其相邻体素之间的弥散信号相似性值；
C、将各个体素的弥散信号相似性值作为各个体素的测度值构成磁共振图像。由上可以看出，基于相邻体素之间相关性的磁共振图像相比于基于FA、MD的磁共振图像，能直观反映出每个体素与其周围体素之间的关系，对相邻体素之间的相互影响的反映更为敏感。在上述方法中，步骤B所述相似性值可采用下述公式计算:
权利要求
1.一种弥散磁共振图像计算方法，其特征在于，包括以下步骤: A、对成像客体进行断层扫描，获取成像客体的三维弥散原始图像； B、计算所述维弥散原始图像中各个体素与其相邻体素之间的弥散信号相似性值； C、将各个体素的弥散信号相似性值作为各个体素的测度值构成磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述相似性值采用下述公式计算:
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述相似性值采用下述公式计算:
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像客体包括至少以下之一:头部、脊柱、四肢、盆腔、胸部和腹部。
5.一种基于权利要求1至4任一所述弥散磁共振图像计算方法的分析方法，其特征在于，包括: 客体在不同状态下分别根据所述弥散磁共振图像计算方法获得不同的弥散磁共振图像； 对所述不同状态下对应的不同的弥散磁共振图像进行分析。
6.一种基于权利要求1至4任一所述弥散磁共振图像计算方法的分析方法，其特征在于，包括: 以基于FA和/或MD的磁共振图像，和基于步骤C所构成的磁共振图像，确定出步骤C所构成的磁共振图像与基于FA或MD的磁共振图像的差异性； 基于所述差异性进行分析。
7.根据权利要求5或6所述的分析方法，其特征在于，所述客体的不同状态包括:年龄的不同阶段、病理的不同阶段。
8.根据权利要求7所述的分析方法，其特征在于，所述分析包括:表示客体年龄不同阶段、或不同病理的特征参数的分析。
全文摘要
本发明提供了一种弥散磁共振图像计算方法，包括以下步骤A、对成像客体进行断层扫描，获取成像客体的三维弥散原始图像；B、计算所述维弥散原始图像中各个体素与其相邻体素之间的弥散信号相似性值；C、将各个体素的弥散信号相似性值作为各个体素的测度值构成磁共振图像。此外，本发明还提供了一种基于所述弥散磁共振图像计算的分析方法，包括客体在不同状态下分别根据所述弥散磁共振图像计算方法获得不同的磁共振图像；对所述不同状态下对应的不同的磁共振图像进行分析。以便利用各个体素与其周围体素之间的关系来表征每个体素的信号值，从而反映相邻体素之间的相互影响，对相邻体素之间的相关性的变化反应更为敏感。
文档编号G06T7/00GK103230274SQ201310070349
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者龚高浪 申请人:北京师范大学