專利名稱：一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療影像領(lǐng)域，具體地涉及一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法。
背景技術(shù)：
水脂分離是磁共振成像中用來消除信號(hào)干擾所導(dǎo)致的圖像解讀困難的一種方法。通過采集多個(gè)不同化學(xué)位移進(jìn)動(dòng)角的信號(hào)，Dixon以及后續(xù)發(fā)展的相應(yīng)技術(shù)可以在主磁場(chǎng)不均勻的情況下實(shí)現(xiàn)水脂分離，并可同時(shí)獲取主磁場(chǎng)的空間分布。隨著現(xiàn)代譜儀和射頻線圈技術(shù)的發(fā)展，以及磁場(chǎng)強(qiáng)度的增高，多通道接收已越來越多地被應(yīng)用于磁共振成像。通過多通道接收不僅能提高信噪比，也可以通過并行成像來加快速度。雖然并行成像重建可以得到組合后的圖像，近來更為廣泛采用的并行重建方法是在k空間運(yùn)算得到各通道的單個(gè)數(shù)據(jù)，之后進(jìn)行多通道組合得到最終圖像。現(xiàn)有技術(shù)中有多種組合多通道磁共振信號(hào)的方法，其中，平方總和的開根(SoS)仍然被認(rèn)為是實(shí)用型的最佳信號(hào)組合方法。該方法不僅具有良好的信噪比性能，同時(shí)也可避免不同通道信號(hào)間由于相位的差異而造成的破壞性干涉。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(jié)果無法用來實(shí)現(xiàn)水脂分離。目前多通道磁共振成像的水脂分離采用的一般有兩種方法(I)先對(duì)每個(gè)通道信號(hào)單獨(dú)做水脂分離，之后再進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)組合；(2)基于各通道射頻場(chǎng)的分布，先進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)組合得到合一后的復(fù)數(shù)圖像數(shù)據(jù)，之后再針對(duì)合一后的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行水脂分離。由于大多數(shù)水脂分離方法需要對(duì)信號(hào)在空間做關(guān)聯(lián)分析，前者受單一線圈信號(hào)的局部性和不均勻性影響會(huì)導(dǎo)致水脂分離的失敗。而后者又如前所述，需要先獲取各個(gè)通道的射頻場(chǎng)強(qiáng)度及相位的空間分布信息，數(shù)據(jù)采集時(shí)間加長(zhǎng)，過程更趨復(fù)雜。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中單一線圈信號(hào)的局部性和不均勻性，同時(shí)也克服了采集多通道射頻場(chǎng)分布時(shí)間長(zhǎng)、過程復(fù)雜的缺陷，提出了一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)直接組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，具有不需要采集額外信息，避免不同通道信號(hào)間由于相位的差異而造成的破壞性干涉，同時(shí)保留了水脂分離所需的相位的特點(diǎn)。本發(fā)明直接從采集到的信號(hào)中提取得到組合后的信號(hào)相位，避免了易出錯(cuò)的復(fù)雜計(jì)算。本發(fā)明提供的方法還繼承了平方總和開根計(jì)算法的簡(jiǎn)單及良好的信噪比性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過對(duì)多通道信號(hào)幅度和相位采用組合的方法實(shí)現(xiàn)水脂分離，避免不同通道信號(hào)間由于相位的差異而造成的破壞性干涉，同時(shí)在不要求額外采樣條件下，直接從采集到的信號(hào)中提取以保留水脂分離所需的相位信息。本發(fā)明提出了一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，包含以下步驟步驟(I)，獲得多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)Ik (η)；
步驟⑵，分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)Ik (η)計(jì)算得到組合信號(hào)1_ (η)的幅度An;步驟(3)，分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)Ik(n)并從中直接提取得到組合信號(hào)Isum (η)的相位 Φη ；步驟(4)，獲得組合信號(hào)Isum(η)并對(duì)其進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)水脂分離，得到水和脂肪的圖像。
其中，步驟(I)是在不同化學(xué)位移進(jìn)動(dòng)角α和不均勻場(chǎng)進(jìn)動(dòng)角β情況下采集到多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)Ik(η)，其在圖像域中以如下公式(I)表示
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)獲得多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(IkOi));(2)分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(η))計(jì)算得到組合信號(hào)(Ι·(η))的幅度(An)； (3)分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(η))從中直接提取得到組合信號(hào)(IslJn))的相位(Φη);(4)獲得組合信號(hào)(Ι_(η))并對(duì)其進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)水脂分離，得到水和脂肪的圖像。
2.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，所述步驟(I)是在不同化學(xué)位移進(jìn)動(dòng)角α和不均勻場(chǎng)進(jìn)動(dòng)角々情況下采集多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(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(duì)應(yīng)的所述射頻接收通道的幅度及相位系數(shù)，W和F分別為水和脂肪信號(hào)幅度。
3.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，通過對(duì)所述多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(n))進(jìn)行平方總和開根計(jì)算獲得所述組合信號(hào)(Isum(η))的幅度(An)，以如下公式(II)表示
4.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，所述步驟(3)中；在所有所述多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(η))中找到幅度最大的信號(hào)，將該多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(η))對(duì)應(yīng)的射頻接收通道k記為k_max，取所述射頻接收通道k_max對(duì)應(yīng)的多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ikmax(η))的相位即為組合信號(hào)(Ι·(η))的相位(Φη)，以如下公式(III)表示
5.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，將對(duì)應(yīng)所有射頻接收通道的磁共振信號(hào)(Ik(η))加和后，其相位即為組合信號(hào)(Ι_(η))的相位(Φη)，以如下公式(IV)表示
6.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，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(hào)(IsumOi))，以如下公式(V)表示
7.如權(quán)利要求I所述磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法，其特征在于，所述步驟(4)的水脂分離方法包括三點(diǎn)Dixon法、解析算法、數(shù)值算法、三明治回波法。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療影像領(lǐng)域，公開了一種磁共振成像中用多通道數(shù)據(jù)組合實(shí)現(xiàn)水脂分離的方法。本發(fā)明包括以下步驟獲得多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(n))；分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(n))計(jì)算得到組合信號(hào)(Isum(n))的幅度(An)；分析多通道多進(jìn)動(dòng)角磁共振信號(hào)(Ik(n))獲得組合信號(hào)(Isum(n))的相位(Φn)；獲得組合信號(hào)(Isum(n))并對(duì)其進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)水脂分離，得到水和脂肪的圖像。本發(fā)明在不需要采集額外信息的條件下，不僅可避免不同通道信號(hào)間由于相位的差異而造成的破壞性干涉，而且同時(shí)保留了水脂分離所需的相位。本發(fā)明所得到的組合信號(hào)相位完全從所測(cè)信號(hào)直接獲取，不作任何復(fù)雜及易出錯(cuò)的計(jì)算。本發(fā)明還繼承了平方總和開根計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)越性及良好的信噪比性能。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102949189SQ201110254020
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者張衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司