[发明专利]一种动态测量脑氧代谢率的方法

权利要求书

1.一种动态测量脑氧代谢率CMRO₂的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：利用选层与非选层梯度交替标记的方式采集待测组织层中多个不同回波时间的MR信号；

步骤二：通过对所述选层与所述非选层的所述MR信号相加/减的方式分别得到脑氧摄取分数OEF和灌注加权像ASL；

步骤三：根据费克定律δCMRO₂＝(1+δCBF)·(1+δOEF)-1，计算得到所述待测组织的所述脑氧代谢率CMRO₂的动态变化；

在所述步骤二中，将所述采集得到多个不同回波时间的所述MR信号根据公式(1)计算得到灌注加权像ASL：ASL＝S_con-S_lab公式(1)，其中S_con为加了选层梯度在TE₀处采集得到的控制像，S_lab为未加选层梯度在TE₀处采集得到的标记像；

在所述步骤二中，将所述采集得到多个不同回波时间的所述MR信号根据公式(2)计算得到抵消回波信号：i≠0公式(2)，其中，为施加选层梯度在TEi处得到的回波信号，为未施加选层梯度在TEi处得到的回波信号；

所述方法还包括：将多个抵消回波信号代入公式(3)，利用线性最小二乘法进行曲线拟合得到R₂′和ζ：

其中S₀为初始态信号；ζ为脑血容积分数；R₂′和R₂分别为MR信号衰减的可逆部分和不可逆部分的弛豫率常数；δω为脱氧血红蛋白的顺磁性引起的频率偏移；TE_SE为自旋回波时间；t为时间；

所述方法还包括：将R₂′和ζ代入公式(4)计算得到随时间变化的脑氧摄取分数OEF：其中γ为旋磁比；Δχ0为完全含氧血红蛋白与完全脱氧血红蛋白的磁敏感系数差，其值为0.264ppm每单位Hct；Hct为血红细胞比容分数；B₀为主磁场强度；R₂′为MR信号衰减的可逆部分的弛豫率常数；ζ为脑血容积分数；

所述方法还包括：通过将灌注加权像ASL和脑氧摄取分数OEF代入公式(5)计算得到脑氧代谢的变化δCMRO₂百分比：

其中ASL_base和OEF_base分别为灌注加权像和脑氧摄取分数的基线平均值，且

2.如权利要求1所述的动态测量脑氧代谢率CMRO₂的方法，其特征在于，所述方法还包括：在步骤二的计算所述灌注加权像ASL和所述脑氧摄取分数OEF之前，对采集得到的所述所有MR信号进行预处理，所述预处理包括去掉空扫数据，运动校正，图像配准和高斯平滑。

3.如权利要求1所述的动态测量脑氧代谢率CMRO₂的方法，其特征在于，所述步骤一的所述利用选层与非选层梯度交替标记的方式包括如下步骤：

①用一个180°反转标记脉冲与所述选层/非选层梯度相结合，激发包含所述待测组织层在内的多层或所有层的水信号；

②将所述多层或所有层的水信号的磁化矢量进行反转，在反转恢复时间TI处施加90°选择性水激发脉冲将所述待测组织层的所述磁化矢量激发到横平面；

③在回波时间TE₀处采集信号；

④接着在自旋回波时间TE_SE的一半处施加一个180°回聚脉冲，使得失相的磁化矢量开始重聚；

⑤最后利用包括所述自旋回波时间TE_SE在内的多个不同回波时间抵消的自旋回波，采集得到多个不同回波时间的MR衰减信号。

4.如权利要求3所述的动态测量脑氧代谢率CMRO₂的方法，其特征在于，在④中的所述抵消的自旋回波包括至少一对相对于所述自旋回波对称的抵消回波以及在所述自旋回波后的至少四个抵消回波。