磁共振成像方法和装置与流程

本申请涉及医学影像技术领域，尤其涉及一种磁共振成像方法和装置。

背景技术

磁共振成像(magneticresonanceimaging，mri)作为一种多参数、多对比度的成像技术，是现代医疗影像学中主要的成像方式之一，可以反映组织t1(纵向弛豫时间)、t2(横向弛豫时间)和质子密度等多种特性，为疾病诊断提供信息。磁共振成像的基本工作原理是利用磁共振现象，采用射频脉冲激发人体中的氢质子，并采用梯度场进行位置编码，随后采用接收线圈接收带位置信息的电磁信号，最终利用傅里叶变换重建出磁共振图像。

人体内不同的组织通常具有不同的t2参数，例如：软骨、跟腱等属于短t2组织，而含水量较高的组织则属于长t2组织。相应地，采用不同的磁共振扫描序列对受检体进行扫描，可以得到该受检体的不同类型的磁共振图像，例如：对长t1组织敏感的磁共振图像、对全组织敏感的磁共振图像等。然而，相关技术中，如果需要通过某一受检体的多种不同类型的磁共振图像进行诊断，则需要对该受检体进行多次磁共振扫描，以分别获取这些不同类型的磁共振图像，因此磁共振扫描时间较长，磁共振成像效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种磁共振成像方法和装置，以减少磁共振扫描时间，提高磁共振成像效率。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种磁共振成像方法，所述方法包括：

控制输出射频脉冲，对受检体进行激发；

在多个不同的回波时间内分别采集所述受检体的磁共振成像数据；

基于所述磁共振成像数据，获取对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长横向弛豫时间t2组织敏感的第二类磁共振图像。

第二方面，本申请提供一种磁共振成像装置，所述装置包括：

控制单元，用于控制输出射频脉冲，对受检体进行激发；

采集单元，用于在多个不同的回波时间内分别采集所述受检体的磁共振成像数据；

成像单元，用于基于所述磁共振成像数据，获取对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。

分析上述技术方案可知，采用本申请技术方案，仅需对受检体进行一次磁共振扫描，即可获取该受检体多种不同类型的磁共振图像，因此磁共振扫描时间得以减少，磁共振成像效率也得以提高。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振成像方法的流程图；

图2是一种横向磁化矢量的强度衰减的示意图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振成像装置所在设备的硬件结构图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种磁共振成像装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参考图1，为本申请一示例性实施例示出的一种磁共振成像方法的流程图。该磁共振成像方法可以应用于磁共振系统中的主控台，包括如下步骤：

步骤101：控制输出射频脉冲，对受检体进行激发。

在本实施例中，可以对磁共振系统中用于输出射频脉冲的功率放大器进行控制，控制其输出射频脉冲，以对受检体进行激发，即激发该受检体中的氢质子，从而获取该受检体的磁共振成像数据。

步骤102：在多个不同的回波时间内分别采集所述受检体的磁共振成像数据。

步骤103：基于所述磁共振成像数据，获取对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长横向弛豫时间t2组织敏感的第二类磁共振图像。

在本实施例中，在前述步骤101中控制对受检体进行激发后，可以在多个不同的时间段(即回波时间)内分别采集该受检体的磁共振成像数据，并针对在各个回波时间内采集到的磁共振成像数据，基于该磁共振成像数据进行磁共振成像，以得到与该回波时间对应的磁共振图像。

对于受检体内的组织而言，在其中的氢质子被激发后，产生的横向磁化矢量的强度衰减(即横向弛豫)通常表现为一种指数曲线。请参考图2，为一种横向磁化矢量的强度衰减的示意图。如图2所示，t2参数值通常规定为横向磁化矢量的强度衰减到初始值的37％所用的时间。

短t2组织即为t2参数值较小的组织，而长t2组织则为t2参数值较大的组织。因此，在其中的氢质子被激发后，短t2组织产生的横向磁化矢量的强度衰减速率大于长t2组织产生的横向磁化矢量的强度衰减速率。

在采集受检体内某一组织的磁共振成像数据时，该组织当前的横向磁化矢量的强度会对采集到的磁共振成像数据的数据大小造成影响，进而对基于该磁共振成像数据获取到的磁共振图像的图像亮度造成影响。通常，如果在采集时某一组织的横向磁化矢量的强度越小，则最终获取到的磁共振图像中与该组织对应的图像区域的图像亮度越低；如果在采集时某一组织的横向磁化矢量的强度越大，则最终获取到的磁共振图像中与该组织对应的图像区域的图像亮度越高。

在本实施例中，在较小的回波时间内采集该受检体的第一磁共振成像数据时，可以认为该受检体内的短t2组织的横向磁化矢量的强度与长t2组织的横向磁化矢量的强度相差不大；而在较大的第二回波时间内采集该受检体的第二磁共振成像数据时，则可以确定该受检体内的短t2组织的横向磁化矢量的强度远小于长t2组织的横向磁化矢量的强度。

因此，在基于在多个不同的回波时间内分别采集到的磁共振成像数据进行磁共振成像后，得到的多个磁共振图像中，通常与较小的回波时间对应的磁共振图像中与短t2组织对应的图像区域，以及与长t2组织对应的图像区域的图像亮度均较高，即这些磁共振图像是对全组织敏感的磁共振图像(称为第一类磁共振图像)；而与较大的回波时间对应的磁共振图像中与短t2组织对应的图像区域的图像亮度较低，与长t2组织对应的图像区域的图像亮度则较高，即这些磁共振图像是对长t2组织敏感的磁共振图像(称为第二类磁共振图像)。

需要说明的是，较小的回波时间可以是这多个不同的回波时间中小于预设阈值的回波时间，较大的回波时间则可以是这多个不同的回波时间中大于预设阈值的回波时间。其中，预设阈值可以由用户设置，也可以是默认的缺省值。

举例来说，多个不同的回波时间可以包括两个不同的回波时间，分别为：第一回波时间和第二回波时间。假设该第一回波时间小于该第二回波时间，则可以先在该第一回波时间内采集该受检体的磁共振成像数据(称为第一磁共振成像数据)，再在该第二回波时间内采集该受检体的磁共振成像数据(称为第二磁共振成像数据)。

在采集到该第一磁共振成像数据后，可以基于该第一磁共振成像数据进行磁共振成像，得到与该第一回波时间对应的磁共振图像。而在采集到该第二磁共振成像数据后，也可以基于该第二磁共振成像数据进行磁共振成像，得到与该第二回波时间对应的磁共振图像。

进一步地，由于该第一回波时间小于该第二回波时间，因此得到的与该第一回波时间对应的磁共振图像即为对全组织敏感的第一类磁共振图像，而得到的与该第二回波时间对应的磁共振图像即为对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。

在获取到对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长t2组织敏感的第二类磁共振图像后，可以将这些磁共振图像显示给用户，从而使用户可以将对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长t2组织敏感的第二类磁共振图像这两种不同类型的磁共振图像进行对比查看、分析，从而可以获取受检体内各种组织的信息。

由此可见，采用本申请技术方案，仅需对受检体进行一次磁共振扫描，即可获取该受检体多种不同类型的磁共振图像，因此磁共振扫描时间得以减少，磁共振成像效率也得以提高。

通常，磁共振成像序列中除了包括射频脉冲的信息之外，还包括层面选择梯度、相位编码梯度、频率编码梯度等与磁共振成像数据采集相关的信息。常用的磁共振成像序列包括：梯度回波成像序列(对应于梯度回波成像法)、三维超短回波时间成像序列(对应于三维超短回波时间成像法)、三维零回波时间成像序列(对应于三维零回波时间成像法)等。其中，三维零回波时间成像序列的回波时间为0，三维超短回波时间成像序列的回波时间和梯度回波成像序列的回波时间通常都不为0，三维超短回波时间成像序列的回波时间小于梯度回波成像序列的回波时间。

如果采用三维零回波时间成像法对受检体进行磁共振成像，则在控制输出射频脉冲对受检体进行激发后，可以立即采集该受检体的磁共振成像数据，并通过采集到的磁共振成像数据获取该受检体的磁共振图像，此时获取到的磁共振图像为对全组织敏感的磁共振图像，即在该磁共振图像中，与短t2组织对应的图像区域和与长t2组织对应的图像区域的图像亮度均较高。

如果采用三维超短回波时间成像法对受检体进行磁共振成像，则在控制输出射频脉冲对受检体进行激发后，需要等待一段时间再采集该受检体的磁共振成像数据，并通过采集到的磁共振成像数据获取该受检体的磁共振图像。由于采集前等待的这段时间较短，因此此时获取到的磁共振图像也可以视为对全组织敏感的磁共振图像，即在该磁共振图像中，与短t2组织对应的图像区域和与长t2组织对应的图像区域的图像亮度均较高。

如果采用梯度回波成像法对受检体进行磁共振成像，则在控制输出射频脉冲对受检体进行激发后，也需要等待一段时间再采集该受检体的磁共振成像数据，并通过采集到的磁共振成像数据获取该受检体的磁共振图像。然而，由于采集前等待的这段时间较长，因此此时获取到的磁共振图像为对长t2组织敏感的磁共振图像，即在该磁共振图像中，与长t2组织对应的图像区域的图像亮度较高，但与短t2组织对应的图像区域的图像亮度较低。

在实际应用中，可以在梯度回波成像序列中，加入三维超短回波时间成像序列中与磁共振成像数据采集相关的信息；或者，也可以在三维超短回波时间成像序列中，加入梯度回波成像序列中与磁共振成像数据采集相关的信息。这样，在控制输出射频脉冲，对受检体进行激发后，可以在第一回波时间(即三维超短回波时间成像序列的回波时间)内，基于三维超短回波时间成像法采集该受检体的第一磁共振成像数据；同时，还可以在第二回波时间(即梯度回波成像序列的回波时间)内，基于梯度回波成像法采集该受检体的第二磁共振成像数据。后续，可以基于该第一磁共振成像数据进行磁共振成像，得到对全组织敏感的第一类磁共振图像，并基于该第二磁共振成像数据进行磁共振成像，得到对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。

同理，可以在梯度回波成像序列中，加入三维零回波时间成像序列中与磁共振成像数据采集相关的信息；或者，也可以在三维零回波时间成像序列中，加入梯度回波成像序列中与磁共振成像数据采集相关的信息。这样，在控制输出射频脉冲，对受检体进行激发后，由于第一回波时间(即三维零回波时间成像序列的回波时间)为0，因此可以立即基于三维零回波时间成像法采集该受检体的第一磁共振成像数据；同时，还可以在第二回波时间(即梯度回波成像序列的回波时间)内，基于梯度回波成像法采集该受检体的第二磁共振成像数据。后续，可以基于该第一磁共振成像数据进行磁共振成像，得到对全组织敏感的第一类磁共振图像，并基于该第二磁共振成像数据进行磁共振成像，得到对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。

再者，也可以结合三维零回波时间成像序列、三维超短回波时间成像序列、梯度回波成像序列三者中与磁共振成像数据采集相关的信息。这样，在控制输出射频脉冲，对受检体进行激发后，由于第一回波时间(即三维零回波时间成像序列的回波时间)为0，因此可以立即基于三维零回波时间成像法采集该受检体的第一磁共振成像数据；同时，还可以在第二回波时间(即三维超短回波时间成像序列的回波时间)内，基于三维超短回波时间成像法采集该受检体的第二磁共振成像数据；此外，还可以在第三回波时间(即梯度回波成像序列的回波时间)内，基于梯度回波成像法采集该受检体的第三磁共振成像数据。后续，可以分别基于该第一磁共振成像数据和该第二磁共振成像数据进行磁共振成像，得到两个不同的对全组织敏感的第一类磁共振图像，并基于该第三磁共振成像数据进行磁共振成像，得到对长t2组织敏感的第三类磁共振图像。

在疾病诊断中，有时可能需要仔细观察受检体的短t2组织。因此，为了便于对短t2组织的观察，在一个可选的实施例中，可以对磁共振图像中的短t2组织进行增强，从而使短t2组织的观察效果更好。

具体地，在获取到受检体的对全组织敏感的第一类磁共振图像和对长t2组织敏感的第二类磁共振图像后，可以对这些第一类磁共振图像中的指定图像和这些第二类磁共振图像中的指定图像进行图像融合，以获取对短t2组织增强的第三类磁共振图像。其中，该第一类磁共振图像中的指定图像可以包括所有第一类磁共振图像，也可以仅包括由用户指定的部分第一类磁共振图像；同理，该第二类磁共振图像中的指定图像可以包括所有第二类磁共振图像，也可以仅包括由用户指定的部分第二类磁共振图像。图像融合的步骤则可以包括：归一化处理、特征提取等步骤。

需要说明的是，在对短t2组织增强的第三类磁共振图像中，与短t2组织对应的图像区域的图像亮度较高，与长t2组织对应的图像区域的图像亮度则可以较低，甚至可以不显示与长t2组织对应的图像区域。

继续以上述举例为例，对于包括较小的第一回波时间和较大的第二回波时间的多个回波时间，可以得到与该第一回波时间对应的、对全组织敏感的第一类磁共振图像，并得到与该第二回波时间对应的、对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。在获取到该对长t2组织敏感的第二类磁共振图像后，可以通过特征提取，将该第二类磁共振图像中与长t2组织对应的图像区域提取出来，并在该对全组织敏感的第一类磁共振图像中提取出这些与长t2组织对应的图像区域，再在该第一类磁共振图像中降低这些与长t2组织对应的图像区域的图像亮度。这样，在经过处理的第一类磁共振图像中，与短t2组织对应的图像区域的图像亮度较高，与长t2组织对应的图像区域的图像亮度则较低，因此可以将该经过处理的第一类磁共振图像作为对短t2组织增强的第三类磁共振图像。

通过对全组织敏感的第一类磁共振图像、对长t2组织敏感的第二类磁共振图像和对短t2组织增强的第三类磁共振图像这三种不同类型的磁共振图像，可以为用户提供受检体内各种组织的清晰、详细的信息。

在另一个可选的实施例中，在获取到受检体的对全组织敏感的第一类磁共振图像和对长t2组织敏感的第二类磁共振图像后，可以基于这些第一类磁共振图像中的指定图像和各个第一类磁共振图像中的指定图像对应的回波时间，以及这些第二类磁共振图像中的指定图像和各个第二类磁共振图像中的指定图像对应的回波时间，计算得到与横向弛豫率r2*对应的第四类磁共振图像。

继续以上述举例为例，对于包括较小的第一回波时间和较大的第二回波时间的多个回波时间，可以得到与该第一回波时间对应的、对全组织敏感的第一类磁共振图像，并得到与该第二回波时间对应的、对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。在获取到该对全组织敏感的第一类磁共振图像和该对长t2组织敏感的第二类磁共振图像后，可以基于该第一类磁共振图像和获取该第一类磁共振图像所用的第一回波时间，以及该第二类磁共振图像和获取该第二类磁共振图像所用的第二回波时间，计算得到与r2*(横向弛豫率)对应的第四类磁共振图像。

具体地，该第一类磁共振图像和该第二类磁共振图像中每个体素对应的磁共振信号强度可以视为是横向弛豫曲线上不同时间点的信号强度。每个体素的r2*与时间和磁共振信号强度之间存在如下简化关系：

其中，s1和t1分别为该第一磁共振图像中某一体素对应的磁共振信号强度和有效回波时间，s2和t2则分别为该第二磁共振图像中该体素对应的磁共振信号强度和有效回波时间。

通过该简化关系，以及该第一类磁共振图像和该第一回波时间，以及该第二类磁共振图像和该第二回波时间，可以计算得到每个体素的r2*参数值，从而可以绘制出r2*参数图，作为与r2*对应的第四类磁共振图像。

通过对全组织敏感的第一类磁共振图像、对长t2组织敏感的第二类磁共振图像、对短t2组织增强的第三类磁共振图像，以及定量的与r2*对应的第四类磁共振图像这四种不同类型的磁共振图像，可以进一步地为用户提供受检体内各种组织的清晰、详细的信息。

与前述磁共振成像方法的实施例相对应，本申请还提供了磁共振成像装置的实施例。

本申请磁共振成像装置的实施例可以应用在磁共振系统中的主控台上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请磁共振成像装置所在主控台的一种硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的主控台通常根据该磁共振成像的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图4，为本申请一示例性实施例示出的一种磁共振成像装置的框图。该装置400可以应用于图3所示的主控台，包括：

控制单元401，用于控制输出射频脉冲，对受检体进行激发；

采集单元402，用于在多个不同的回波时间内分别采集所述受检体的磁共振成像数据；

成像单元403，用于基于所述磁共振成像数据，获取对全组织敏感的第一类磁共振图像，以及对长t2组织敏感的第二类磁共振图像。

在一个可选的实施例中，所述装置400还可以包括：

融合单元404，用于在获取到所述第一类磁共振图像和所述第二类磁共振图像后，对所述第一类磁共振图像中的指定图像和所述第二类磁共振图像中的指定图像进行图像融合，以获取对短t2组织增强的第三类磁共振图像。

在另一个可选的实施例中，所述装置400还可以包括：

计算单元405，用于基于所述第一类磁共振图像中的指定图像和所述第一类磁共振图像中的指定图像对应的回波时间，以及所述第二类磁共振图像中的指定图像和所述第二类磁共振图像中的指定图像对应的回波时间，计算得到与r2*对应的第四类磁共振图像。

在另一个可选的实施例中，所述多个不同的回波时间包括：第一回波时间和第二回波时间，所述第一回波时间小于所述第二回波时间；

所述采集单元402可以包括：

第一采集子单元4021，用于在所述第一回波时间内，基于三维超短回波时间成像法采集所述受检体的第一磁共振成像数据，并在所述第二回波时间内，基于梯度回波成像法采集所述受检体的第二磁共振成像数据；

所述成像单元403可以包括：

第一成像子单元4031，用于基于所述第一磁共振成像数据进行磁共振成像，以获取对全组织敏感的磁共振图像，作为第一类磁共振图像，并基于所述第二磁共振成像数据进行磁共振成像，以获取对长t2组织敏感的磁共振图像，作为第二类磁共振图像。

在另一个可选的实施例中，所述多个不同的回波时间包括：第一回波时间和第二回波时间，所述第一回波时间为0；

所述采集单元402可以包括：

第二采集子单元4022，用于在所述第一回波时间内，基于三维零回波时间成像法采集所述受检体的第一磁共振成像数据，并在所述第二回波时间内，基于梯度回波成像法采集所述受检体的第二磁共振成像数据；

所述成像单元403可以包括：

第二成像子单元4032，用于基于所述第一磁共振成像数据进行磁共振成像，以获取对全组织敏感的磁共振图像，作为第一类磁共振图像，并基于所述第二磁共振成像数据进行磁共振成像，以获取对长t2组织敏感的磁共振图像，作为第二类磁共振图像。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。