[发明专利]基于查询表的肝脏R2*图测量方法

说明书

技术领域

本发明属于磁共振中横向弛豫率R2*图测量的技术领域，具体涉及一种可以快速并准确地测量肝脏的R2*图以测量肝脏铁浓度的基于查询表的肝脏R2*图测量方法。

背景技术

人体中若出现过多的铁沉积于肝脏、心脏等内分泌器官时容易造成严重病变，特别是对于镰刀型贫血和地中海贫血患者，长期的输血治疗会导致过多的铁沉积现象。由于人体中70%～90%过多的铁将沉积在肝脏中，通常以肝铁浓度作为反应体内铁含量的一个重要指标。

相较于肝脏组织活检的直接方法，基于磁共振成像R2*图的肝脏铁浓度测量方法能有效避免肝脏出血等并发症，且测量精度不会受样本大小、位置以及肝铁不均匀分布等因素影响。

目前通过磁共振成像参数R2*测量肝铁浓度，主要有两种方法：一种是基于多个小的肝脏感兴趣区域，该方法先将感兴趣区域内像素的灰度进行平均，然后将得到的平均后的灰度值与相应的回波时间按照合适的曲线模型进行拟合，得到代表肝脏的R2*值。由于肝铁并不是均匀地分布在肝脏中，而且感兴趣区域的大小和位置的选择存在人为的差异，往往会导致最终的测量结果不准确。

另一种方法是基于磁共振成像的R2*图，该方法对肝脏内的每个像素，将其灰度与回波时间拟合到合适的曲线模型，得到整个肝脏的R2*图。由于要对每个像素进行拟合，故计算量巨大，计算较为耗时,特别是在一些曲线模型中尤其明显。

有研究者提出采用噪声修正一阶矩模型来测量R2*值（Feng Y, He T, Gatehouse PD, Li X, Harith Alam M, Pennell DJ, Chen W, Firmin DN. Improved MRI R2* relaxometry of iron-loaded liver with noise correction. Magn Reson Med 2013;70:1765-1774.），得到了较好准确度和精确度的R2*估计值。由于该方法仅考虑了多个小的肝脏感兴趣区域，将区域内信号进行平均然后进行一次拟合，在感兴趣区域的人为选择上，有时并不能排除某些病灶或者伪影对R2*测量的影响；除此以外，拟合中合流超几何函数的计算占用了大部分的时间，进行单次拟合相对耗时但仍属于能够接受的范围，而如果进行逐像素拟合计算肝脏R2*图，估计需要耗时数十小时，限制了其在临床实践中的应用。

因此，针对现有技术不足，提供一种快速而准确的肝脏R2*图测量方法以克服现有技术的不足甚为必要。

发明内容

本发明提出了一种基于查询表的肝脏R2*图测量方法，该方法能有效避免感兴趣区域采样不当造成的R2*测量误差以及噪声修正一阶矩模型中合流超几何函数计算耗时的问题，能在数分钟内得到准确的全肝R2*图。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现。

一种基于查询表的肝脏R2*图测量方法，依次包括如下步骤：

（1）、采集磁共振肝脏图像，并在所获得的磁共振肝脏图像上绘制包含肝脏的感兴趣区域； 

（2）、对已知接收线圈通道数                                                的合流超几何函数进行样条插值，并建立由插值节点及与插值子区间一一对应的插值函数系数构成的查询表；

（3）、将每个像素的灰度与回波时间拟合到单指数模型在非中心Chi噪声影响下的一阶矩模型式（I）中得到与每个像素对应的R2*值，通过每个像素的R2*值获得包含肝脏的R2*图；

其中，式（I）为：

……（I）;

式（I）中，表示期望，表示观测信号值，表示每个接收线圈通道的高斯噪声的标准差，表示双阶乘（即，表示接收线圈通道数；表示合流超几何函数的样条插值函数，表示回波时间，表示时的无噪声的真实信号值，表示横向弛豫率；由于在无噪声的图像背景区域信号，故式（I）中的标准差可以通过式（II）得到：

 ……（II）。

上述步骤（1）具体是采用多回波梯度回波序列获得磁共振肝脏图像。

上述步骤（2）具体是采用非节点边界条件下三次样条插值方法对合流超几何函数进行近似，并建立相应的查询表。

上述步骤（2）中插值节点的选取具体选择的是非等间隔的插值节点。

优选的插值节点，；当时间隔选择为0.1，当时间隔选择为50，边界条件选择非节点的边界条件。

上述步骤（3）具体采用基于查询表对合流超几何函数进行近似的噪声修正一阶矩模型的曲线拟合。