[发明专利]一种利用定量磁化率图进行大脑深部核团定位的方法

说明书

本发明公开了一种利用定量磁化率图进行大脑深部核团定位的方法，该方法利用高分辨QSM技术得到头部的定量磁化率图，可以显示超越传统MRI方法的清晰的大脑深部核团轮廓，尤其能够区分出丘脑底核与黑质；传统的CT像与T1像能够对头骨以及灰白质进行空间定位，将定量磁化率图与CT图、高分辨率T1像联合使用，能够对大脑深部核团进行准确地定位。本发明的特点：综合了QSM技术与CT技术的长处，利用清晰的大脑深部核团成像提升了核团定位的准确性；该方法不依赖特定机型，适用于多种商用磁共振设备，方便推广。

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种利用定量磁化率图进行大脑深部核团定位的方法。

背景技术

深度脑刺激手术(DBS)通过将电极植入到大脑深部核团附近，实现长期、慢性放电刺激特定核团的目的。DBS需要医生在术前利用医学影像技术对大脑深部核团进行精确定位，并规划出电极植入的靶向位置坐标。DBS电极植入的位置与靶向位置误差一般要求不超过1mm。丘脑底核下部是DBS的主要靶标之一，电极被放置在丘脑底核与黑质交界处。丘脑底核与黑质空间位置非常靠近，利用传统影像技术区分丘脑底核与黑质十分困难。

目前，DBS一般利用CT图像对头部建立三维坐标，并利用MRI对大脑深部核团成像，规划电极位置。常用的MRI技术包括T2加权像、T2*加权像、水抑制成像(FLAIR)以及磁敏感加权像(SWI)。然而目前的T2加权像中核团的轮廓不够清晰，而T2*加权像、FLAIR和SWI这些序列对局部场敏感，核团中铁沉积引起的磁化率伪影会模糊核团的解剖结构，进而影响核团边界的准确性。

定量磁化率成像(QSM)是一种新型成像技术，一般采用梯度多回波序列采集数据，然后利用相位信息经过复杂反演步骤得到定量的磁化率图，它对铁沉积敏感，并且能够去除磁化率伪影。由于大脑深部核团铁沉积相对较高，使得QSM能够对大脑深部核团生成高对比度的图像，并能清晰地显示出核团的次级结构。

因此，QSM技术对大脑深部核团定位具有很大优势。

发明内容

本发明是对现有技术的提升，它提供了一种利用高分辨率磁化率图进行大脑深部核团定位的方法。其利用高分辨QSM技术得到头部的定量磁化率图，可以呈现出大脑深部核团清晰的轮廓，尤其能够区分出丘脑底核与黑质；将定量磁化率图与CT图、高分辨率T1加权像联合使用，提升了大脑深部核团定位的准确度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种利用高分辨率定量磁化率图进行大脑深部核团定位的方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：利用高分辨率的双极读出梯度的多回波梯度回波序列扫描头部获取磁共振图像的模图和相位图；并将模图和相位图从磁共振成像系统中导出到PC端；

步骤2：使用掩模运算处理模图和相位图，生成无脑壳的模图和相位图以及含有脑壳的模图；

步骤3：使用QSM算法对无脑壳的模图和相位图进行数学运算，生成无脑壳的定量磁化率图像；

步骤4：对含有脑壳的模图的强度进行线性变换，调整其数值分布；

步骤5：将步骤4得到的线性变换后脑壳模图与步骤3得到的无脑壳的定量磁化率图拼接融合成带脑壳的定量磁化率图；将该图像保存成DICOM格式；

步骤6：将融合后的定量磁化率图与采集得到的CT图进行配准。其中：

步骤2所述使用掩模运算处理模图和相位图，具体包括如下步骤：

步骤2.1：对模图在时间维取均方根获得均值模图；

步骤2.2：对均值模图使用BET算法生成去除脑壳的头部掩膜；

步骤2.3：将掩模分别与模图和相位图相乘得到没有脑壳的模图和相位图；