磁共振化学交换饱和转移成像方法、系统以及设备与流程

本申请涉及磁共振cest成像，特别涉及一种磁共振化学交换饱和转移成像方法、系统、设备、存储介质。

背景技术：

1、磁共振cest成像方法(chemical exchange saturation transfer，cest)的研究始于2000年，由于其具有崭新的磁共振对比机制而迅速得到广泛关注，成为研究大分子化学交换和化学动力学的全新敏感途径。其原理是选择性的施加某个特殊共振频率的射频(radio frequency,rf)脉冲信号来饱和相应的质子(如图1，pool b)，在适当的环境下这些质子会和周围水分子(如图1，poola)发生化学交换，进而将部分饱和转移到水分子上，通过检测水分子信号的降低来体现cest效应的强弱(如图1)。饱和脉冲施加期间发生的化学交换过程使得质子信号的丢失得以显著放大，因此，cest对比度与利用磁共振波谱技术直接观测这些质子相比更加敏感。与其他磁共振对比机制，如t1，t2以及弥散加权成像等技术相比，cest可以探索某一特点频率上含有可交换质子的分子靶点，对生物体内在的代谢物质和微观环境非常敏感，是一种独特的分子影像手段。由于化学交换与生物体组织的生理环境密切相关，因此cest可用来对于细胞内外酸碱平衡性、代谢特征等多个重要的生理参数进行成像，在检测和评估代谢紊乱、组织缺血等多种疾病上发挥关键作用。

2、然而，在进行腹部cest成像时，人体运动(包括呼吸，非自主移动等)会给cest图像引入运动伪影，特别是在腹部扫描时，呼吸运动会严重破坏k空间采集数据的一致性，影响磁共振图像重建质量，造成cest信号定量的误差；部分场景下，脂肪信号过强，对cest结果产生严重干扰。

技术实现思路

1、本申请主要提供一种磁共振化学交换饱和转移成像方法、系统、设备、存储介质，以解决传统的磁共振成像方法容易引入运动伪影，影响磁共振图像重建质量以及脂肪信号干扰cest信号定量的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种磁共振化学交换饱和转移成像方法，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法包括：

3、针对待检测区域施加一个持续第一预设时间的射频饱和脉冲；

4、针对所述待检测区域施加射频回波脉冲，并采集所述射频回波脉冲激活后产生的若干梯度回波信号；

5、利用径向采样方式，沿预设方向读取所述若干梯度回波信号，以生成磁共振图像。

6、根据本申请提供的一实施方式，所述径向采样方式中的径向采样辐条数为151条，所述第一预设时间为50ms，每次径向采样的梯度回波束为6。

7、根据本申请提供的一实施方式，所述若干梯度回波信号的信号衰减模型为：

8、

9、其中，sn表示回波时间twn时的回波信号强度，n＝1,2,…,n≥3，n表示回波的个数；ρω表示水信号强度；ρf表示脂肪的信号强度；p表示脂肪的波峰分量个数，各个分量相对的幅值为αp，满足表示其相应的化学位移；fb＝γδb为局部磁化强度；ff,p表示第p个脂肪波峰分量相对于水的化学位移。

10、根据本申请提供的一实施方式，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法还包括：

11、获取若干梯度回波信号的若干磁共振图像；

12、利用预设水脂分离算法，从所述若干磁共振图像中划分出磁共振水图像和磁共振脂肪图像；

13、利用所述磁共振水图像进行信号量化，基于信号量化结果获取浓度信息。

14、根据本申请提供的一实施方式，所述预设水脂分离算法为基于多分辨率局部增长的自检验场图估计算法。

15、根据本申请提供的一实施方式，所述利用所述磁共振水图像进行信号量化之前，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法还包括：

16、响应于用户指令，在所述磁共振水图像中选取所述用户指令对应的感兴趣区域。

17、根据本申请提供的一实施方式，所述利用所述磁共振水图像进行信号量化包括：

18、基于所述磁共振水图像，获取所述感兴趣区域中像素点的z谱；

19、对所述z谱进行后处理矫正，对称性分析和多池洛伦兹拟合。

20、为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种磁共振化学交换饱和转移成像系统，所述磁共振化学交换饱和转移成像系统包括：脉冲模块、回波模块以及成像模块；其中，

21、所述脉冲模块，用于针对待检测区域施加一个持续第一预设时间的射频饱和脉冲；

22、所述回波模块，用于针对所述待检测区域施加射频回波脉冲，并采集所述射频回波脉冲激活后产生的若干梯度回波信号；

23、所述成像模块，用于利用径向采样方式，沿预设方向读取所述若干梯度回波信号，以生成磁共振图像。

24、为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种磁共振化学交换饱和转移成像设备，所述磁共振化学交换饱和转移成像设备包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；

25、其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如上述的磁共振化学交换饱和转移成像方法。

26、为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被计算机执行时，用以实现如上述的磁共振化学交换饱和转移成像方法。

27、本申请提供了一种磁共振化学交换饱和转移成像方法、系统、设备、存储介质，该磁共振化学交换饱和转移成像方法包括：针对待检测区域施加一个持续第一预设时间的射频饱和脉冲；针对所述待检测区域施加射频回波脉冲，并采集所述射频回波脉冲激活后产生的若干梯度回波信号；利用径向采样方式，沿预设方向读取所述若干梯度回波信号，以生成磁共振图像。通过上述方式，本申请通过梯度回波读数，有效缩短信号采集时间，通过径向采集方式，有效抑制运动伪影，针对所采集的化学交换饱和转移成像波谱数据，应用拟合等后处理方式实现水脂信号分离，有效压制脂肪信号干扰，并提取、分析目标信号。

技术特征：

1.一种磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法包括：

2.根据权利要求1所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法还包括：

5.根据权利要求4所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，所述预设水脂分离算法为基于多分辨率局部增长的自检验场图估计算法。

6.根据权利要求4所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，所述利用所述磁共振水图像进行信号量化之前，所述磁共振化学交换饱和转移成像方法还包括：

7.根据权利要求6所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法，其特征在于，

8.一种磁共振化学交换饱和转移成像系统，其特征在于，所述磁共振化学交换饱和转移成像系统包括：脉冲模块、回波模块以及成像模块；其中，

9.一种磁共振化学交换饱和转移成像设备，其特征在于，所述磁共振化学交换饱和转移成像设备包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被计算机执行时，用以实现如权利要求1～7任一项所述的磁共振化学交换饱和转移成像方法。

技术总结
本申请公开了一种磁共振化学交换饱和转移成像方法、系统、设备、存储介质，该磁共振化学交换饱和转移成像方法包括：针对待检测区域施加一个持续第一预设时间的射频饱和脉冲；针对所述待检测区域施加射频回波脉冲，并采集所述射频回波脉冲激活后产生的若干梯度回波信号；利用径向采样方式，沿预设方向读取所述若干梯度回波信号，以生成磁共振图像。通过上述方式，本申请通过梯度回波读数，有效缩短信号采集时间，通过径向采集方式，有效抑制运动伪影，针对所采集的化学交换饱和转移成像波谱数据，应用拟合等后处理方式实现水脂信号分离，并提取、分析目标信号。

技术研发人员：周洋,魏盼盼,邹超,刘新,郑海荣
受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16