[发明专利]磁共振化学位移编码成像方法与装置

说明书

本发明涉及磁共振化学位移编码成像方法与装置以及执行所述方法的各步骤的计算机可读介质。所述方法包括：(1)求得二维原始磁共振图像的两组场图候选解；(2)在不同的尺度下，将前述两组场图候选解分别分割为不交叠的子块；(3)在每一个尺度下分别采用局部迭代场图提取算法，得到相应的原始图像空间下的场图；(4)将各个尺度下得到的场图合并，保留具有相同场图值的像素点的场图值，其余像素点的场图值置0；(5)利用局部迭代场图提取算法对置0像素点的场图值进行选取，得到最终场图；(6)对最终场图进行平滑处理，分离原始磁共振图像，得到准确的各待分离成分的图。本发明所述方法能实现正确的场图估计和水脂分离。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及基于多尺度局部迭代场图提取算法的磁共振化学位移编码成像方法与装置。

背景技术

磁共振化学位移编码成像是一种基于组织中各成分之间化学位移差异的成像方法。化学位移编码成像在不同的回波时间采集信号，使得每一组信号中各成分之间存在相位差。临床上最常用的化学位移编码成像是水脂分离成像，它主要用于脂肪抑制和脂肪定量等应用中。

多回波化学位移编码成像假设组织信号由多种不同成分(本发明中以水和脂肪分离成像为例)被同时激发得到，并已知各成分相对于水的化学位移，然后拟合信号与各成分、B₀场图和回波时间(echo time,TE)之间的数学模型。实际应用最多的化学位移编码成像是水脂分离成像，即通过多回波信号分离水和脂肪两种成份，以下均以水脂分离成像为例说明两点化学位移编码成像方法。

1984年，Dixon^[1]最早提出了两点水脂分离技术，该技术假设场图分布均匀，选取两个特定的TE分别采集水和脂肪质子相位同向(In-phase，IP)和反向(opposed-phase，OP)的图像，通过简单的相加/相减操作得到水图和脂肪图。为了解决B0场不均匀造成的影响，2006年，Xiang^[2]提出了一种新的两点水脂分离技术，该技术不再限制第二幅采集图像中水和脂肪相位反向，而是采集水脂相位部分反向(partially-opposed-phase，POP)图像，利用余弦定理得到两组水和脂肪的幅值图像，在此基础上解到两个场图候选值然后将原始图像分割为多个不交叠的子块，根据子块内场图分布的光滑特性，选取出每一个子块内具有最大场图相似性的场图集合作为初始场图，利用区域迭代场图提取(Regional IterativePhasor Extraction，RIPE)算法从场图候选解中将整个原始图像空间内的场图估计出来，最后利用最小二乘法得到分离的水和脂肪图像。2011年，Eggers等^[3]在Xiang方法的基础上提出了新的两点分离技术，该技术也不再限制第一幅采集图像中水和脂肪相位同向，只是限制第一幅采集图像中的水脂相位差θ₁和第二幅图像中的水脂相位差θ₂之间的差或和不能等于2π或其整数倍。该技术借用Xiang的方法对场图进行估计。

多回波化学位移编码成像面临的最大挑战是由主磁场B₀不均匀性(本发明称之为场图，B₀均匀时，场图连续缓慢变化)造成的局部分反，因此该技术的分离效果依赖于B₀场图的估计。

前述现有算法存在其缺点，文献[2-3]在不同的子块得到各自的场图集合，将其直接拼接后作为初始场图进行区域迭代场图提取，这样做的缺陷是在场图提取过程中容易出现选取矛盾，即从不同方向进行场图选取时得到不同的选取结果，造成最后的场图中存在跳变。

发明内容

针对上述缺点，本发明提出一种基于多尺度局部迭代场图提取(multi-scaleRIPE)算法的磁共振化学位移编码成像方法，以实现正确的场图估计和待分离成分的分离(例如，水脂分离)。

本发明所述的磁共振化学位移编码成像方法，所述方法包括：

(1)求得二维原始磁共振图像的两组场图候选解(又称场图候选值)；