[发明专利]一种基于1H-19F-23Na原子核的多通道三维核磁共振成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及核磁共振成像方法，具体而言，涉及一种基于1H-19F-23Na原子核的多通道三维核磁共振成像方法。

背景技术

目前，核磁共振(NMR)成像技术已广泛应用于医学诊断中，核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核(即H+)发生共振产生射频信号，然后经计算机处理而成像。氢核是人体成像的首选核种，由于人体各种组织均含有大量的水和碳氢化合物，所以氢核的核磁共振灵敏度高、信号强，因此人们首选氢核作为人体成像元素。NMR信号强度与样品中氢核密度有关，人体各种组织的含水比例不同，导致NMR信号强度有差异，利用这种差异作为特征量将各种组织分开，以得到核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异，是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。

但是，传统核磁共振技术只能提供解剖级图像信息，只有肿瘤发展到中晚期才能被诊断出来，造成很多肿瘤患者丧失了肿瘤最佳治疗时间。因此，如何对疾病进行分子影像诊断，以在肿瘤早期就能检测出病变和确定病灶位置，从而提高肿瘤患者的生存质量以及提高肿瘤治愈率，是本领域技术人员未来研究的一个重要方向。

发明内容

本发明提供一种基于1H-19F-23Na原子核的多通道三维核磁共振成像方法，以得到能够提供肿瘤分子信息和代谢信息的核磁共振图像。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于1H-19F-23Na原子核的多通道三维核磁共振成像方法，包括以下步骤：

S1：将多个线圈单元组成一个多通道相控阵线圈；

S2：采用多通道相控阵线圈及磁共振脉冲序列1H/23NaPANSY—COSY、¹H/¹⁹FPANSY—COSY、23Na-23NaCOSY或1H/19F/23NaPANSY—COSY对欲成像部位进行扫描，得到多个相控阵线圈图像，多个相控阵线圈图像分别为23Na原子核图像、1H原子核图像和19F原子核图像；

S3：将多个相控阵线圈图像的格式、图像大小和分辨率设置为一致，并对多个相控阵线圈图像进行滤噪处理和对比度增强处理；

S4：对多个相控阵线圈图像进行空间配准和几何配准，使代表相同解剖结构的像素或体素一一对应；

S5：以最大互信息量为依据对每个相控阵线圈图像进行准确性分析，统计出其中的错误数据，应用鲁棒估计方法中的AM估计方法对错误数据进行修正；

S6：计算多个相控阵线圈图像中各部分的图像方差，根据各部分图像方差的大小对各部分赋予不同的权重值。对图像方差比较大的部分赋予较小的权重值，对图像方差比较小的部分赋予较大的权重值，其中，所述权重值与所述图像方差之间为指数函数关系；

S7：所述权重值的平方与对应图像部分的灰度值相乘，并将多个相控阵线圈图像进行加权，以得到融合后的图像；

S8：通过识别质量图数据，从相位图中质量值最高像素点开始，按相位质量高低的顺序对相位图进行路径积分，最后展开质量值较低的不可靠区域，以将不可避免的误差局限在最小范围内，从而获得理想的相位展开结果，分离被噪声污染的残差区域，使其他部分的相位展开不受干扰。

在本发明的一实施例中，通过多模块的融合达到靶向分析及在细胞水平上实时观察机体状态，达到动态分子成像，进一步对疾病进行分子分型，最终达到“活体病理”诊断，即从宏观—微观—宏观，从分子水平—能量代谢—磁共振成像。

本发明提供的基于1H-19F-23Na原子核的多通道三维核磁共振成像方法能够得到提供了肿瘤分子信息和代谢信息的超高分辨率核磁共振图像，因此能够在病变初期实现对肿瘤的诊断。本发明不仅在肿瘤早期诊断、改善患者生存质量、提高肿瘤治愈率等方面具有重大现实意义，而且对于我国摆脱国外医学技术束缚，打破国外医学技术垄断，以及在医学影像学、肿瘤学等方面占据世界领先地位具有重大战略意义。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。