基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法及成像设备与流程

本发明涉及磁共振成像，特别涉及一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法及成像设备。

背景技术：

1、定量参数成像是磁共振成像技术的重要研究方向。传统的定量方法是采用不同实验参数，经过多次扫描成像，获得不同参数下的弛豫信号曲线，再通过曲线拟合对纵向驰豫时间t1和横向驰豫时间t2的数值进行估算。但该方法极易受到成像条件的影响，导致参数估算误差大且定量序列耗时较长，无法满足临床医学应用的要求。

2、对此，磁共振指纹成像(magnetic resonance fingerprinting，简称mrf)技术的提出开启了定量参数成像的新篇章。mrf是通过伪随机形式变化翻转角、重复时间(repeattime，tr)等采集瞬态信号，以及通过预先计算好不同参数对应的信号演化曲线形成字典，再将采集到的信号演化曲线与字典相比对，最后得到对应体素的定量值。由于字典提供了体素的先验信息，故mrf可以进行高倍降采，从而实现快速定量成像。然而，因mrf的数据的时间维通常被用来计算与字典时间维的一致性，故mrf在该方式下获取的参数图与传统的定量方法获取的参数图均为静态参数图，则时间分辨率低。

3、因此，亟需一种新的定量成像方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法及成像设备，以解决如何获取高时间分辨率的动态定量成像的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，包括：

3、根据预设的采集参数进行扫描，获取所有体素的磁共振图像时间序列；

4、将每个所述体素对应的所述时间序列划分为多段时间滑窗；

5、将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配；

6、根据匹配结果获取每段所述时间滑窗对应时间段的定量图。

7、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，在将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配之前，包括：

8、根据所述时间滑窗对应的所述采集参数和预设的多种定量参数组合，仿真出所述时间滑窗的多条演化曲线；

9、至少根据所述演化曲线与所述定量参数组合的对应关系，确定所述时间滑窗的字典；

10、其中，所述定量参数组合包括磁化矢量初始状态和多种定量参数。

11、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，所述预设的多种定量参数组合包括至少一种预设的所述磁化矢量初始状态。

12、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，在同一所述体素中，本段所述时间滑窗的所述磁化矢量初始状态根据上一段所述时间滑窗的匹配结果确定；以及，将获取的本段所述时间滑窗的所述磁化矢量初始状态作为所述预设的多种定量参数组合中的磁化矢量初始状态。

13、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，在每一所述体素中，第一段所述时间滑窗的磁化矢量初始状态均为热平衡状态。

14、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配的过程包括：

15、将每段所述时间滑窗对应的演化曲线与所述时间滑窗的字典中仿真出的演化曲线进行比较，并将相似度最高的所述字典中的演化曲线对应的所述定量参数作为所述时间滑窗的定量值。

16、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，所述匹配结果包括每个所述体素中每段所述时间段的定量值。

17、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，根据匹配结果获取每段所述时间滑窗对应时间段的定量图的过程包括：

18、根据相同的所述时间段内所有所述体素的所述定量值，生成所述时间段的所述定量图。

19、可选的，在所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法中，每段所述时间滑窗时间段的长度大于或等于所述时间滑窗的步长。

20、基于同一发明构思，本发明还提供一种成像设备，用于执行所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法；其中，所述成像设备包括信息采集单元、信息处理单元、字典匹配单元和图像生成单元；

21、所述信息采集单元用于根据预设的采集参数进行扫描，获取所有体素的磁共振图像时间序列；

22、所述信息处理单元用于将每个所述体素对应的所述时间序列划分为多段时间滑窗；

23、所述字典匹配单元用于将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配；

24、所述图像生成单元用于根据匹配结果获取每段所述时间滑窗对应时间段的定量图。

25、综上所述，本发明提供一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法及成像设备。其中，所述方法包括：根据预设的采集参数进行扫描，获取所有体素的磁共振图像时间序列；将每个所述体素对应的所述时间序列划分为多段时间滑窗；将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配；根据匹配结果获取每段所述时间滑窗对应时间段的定量图。可见，本发明将扫描获取的每个体素的所述时间序列从时间维上划分为多段所述时间滑窗，且每段所述时间滑窗均配备有对应的字典。通过对每段所述时间滑窗进行字典匹配，能够获取每个体素的每段所述时间滑窗的定量处理结果。基于此，每段所述时间滑窗对应时间段均可以获取一幅定量图，从而形成具有高时间分辨率的定量图谱，不仅能获取各个时间段的定量图，还能够获取基于时间变化的动态成像变化信息，以提高所获取的成像信息的全面性。

技术特征：

1.一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，在将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配之前，包括：

3.根据权利要求2所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，所述预设的多种定量参数组合包括至少一种预设的所述磁化矢量初始状态。

4.根据权利要求2所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，在同一所述体素中，本段所述时间滑窗的所述磁化矢量初始状态根据上一段所述时间滑窗的匹配结果确定；以及，将获取的本段所述时间滑窗的所述磁化矢量初始状态作为所述预设的多种定量参数组合中的磁化矢量初始状态。

5.根据权利要求4所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，在每一所述体素中，第一段所述时间滑窗的磁化矢量初始状态均为热平衡状态。

6.根据权利要求2所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，将每段所述时间滑窗与对应的所述时间滑窗的字典进行匹配的过程包括：

7.根据权利要求6所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，所述匹配结果包括每个所述体素中每段所述时间段的定量值。

8.根据权利要求7所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，根据匹配结果获取每段所述时间滑窗对应时间段的定量图的过程包括：

9.根据权利要求1所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法，其特征在于，每段所述时间滑窗时间段的长度大于或等于所述时间滑窗的步长。

10.一种成像设备，其特征在于，用于执行如权利要求1～9中任意一项所述的基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法；其中，所述成像设备包括信息采集单元(100)、信息处理单元(101)、字典匹配单元(102)和图像生成单元(103)；

技术总结
本发明提供一种基于磁共振指纹成像的动态定量成像方法及成像设备。所述方法包括：根据预设的采集参数进行扫描，获取所有体素的磁共振图像时间序列；将每个体素对应的时间序列划分为多段时间滑窗；将每段时间滑窗与对应的时间滑窗的字典进行匹配；根据匹配结果获取每段时间滑窗对应时间段的定量图。即本发明将扫描获取的每个体素的时间序列从时间维上划分为多段时间滑窗，每段时间滑窗均配备有字典。通过对每段时间滑窗字典匹配，获取每个体素的每段时间滑窗的定量处理结果。因而，每段时间滑窗对应时间段均获取一幅定量图，从而形成具有高时间分辨率的定量图谱，不仅能获取各个时间段的定量图，还能获取基于时间变化的成像变化信息。

技术研发人员：王凯,乔阳紫,张丽
受保护的技术使用者：深圳市联影高端医疗装备创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14