CN102217936B - 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法 - Google Patents

一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102217936B
CN102217936B CN 201110162488 CN201110162488A CN102217936B CN 102217936 B CN102217936 B CN 102217936B CN 201110162488 CN201110162488 CN 201110162488 CN 201110162488 A CN201110162488 A CN 201110162488A CN 102217936 B CN102217936 B CN 102217936B
Authority
CN
China
Prior art keywords
interest
scanning
magnetic resonance
region
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201110162488
Other languages
English (en)
Other versions
CN102217936A (zh
Inventor
张敏
裴孟超
李建奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CN 201110162488 priority Critical patent/CN102217936B/zh
Publication of CN102217936A publication Critical patent/CN102217936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102217936B publication Critical patent/CN102217936B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法，其每次磁共振波谱采集前，采集一高分辨结构像，将后续扫描时的结构像与第一次扫描的结构像进行配准，获取被试身体位置的改变信息，用以指导波谱感兴趣区的定位。本发明的主要优点是：感兴趣区变动与被试的位置变动一致，可消除波谱测量中位置的变动对结果造成的影响，有助于医学研究上的确切诊断。

Description

一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，具体地是一种在活体磁共振波谱测量过程中保证感兴趣区定位准确性的方法。
背景技术
磁共振波谱是目前唯一能无损伤探测活体组织化学特性的方法。在许多疾病过程中，代谢改变先于病理形态改变，而磁共振波谱对这种代谢改变的潜在敏感性很高，故能提供信息以早期检测病变。随着磁共振成像技术在临床诊断上的迅速普及，磁共振波谱也逐渐走向临床。
活体磁共振波谱在颅内疾病的诊断上有很高的价值。对于一些颅内疾病来说，发病早期在常规结构像上往往观察不到明显的变化，但是机体病变区域代谢功能的异常会导致区域内化合物的含量与正常时期不同，并随时间变化，通过磁共振波谱对这些化合物浓度的变化进行分析，研究者可以了解疾病的病变进程，从而进行相关研究。以缺血性脑血管病为例，临床上脑梗死发生4小时以内的病人，用常规的磁共振成像常常难以显示缺血区，而磁共振波谱的改变则很明显，出现乳酸（Lac）峰，其浓度的变化预示着病变区域的损伤程度，同时乙酰天门冬氨酸（NAA）的含量明显降低，标志着神经元出现了不可逆损伤。同时，活体磁共振波谱还可用于评估治疗效果。通过活体磁共振波谱对病人服药前后感兴趣区内代谢物质含量的变化进行分析，研究者可以了解病人病情的变化。此外，磁共振波谱还可用于星形细胞瘤与急性/亚急性脑梗塞、局灶性炎症的鉴别，环形增强病变的鉴别，肿瘤的良恶性分级等等，临床应用前景广泛。
磁共振波谱对检测区域的变化非常敏感，所以对定位的准确性要求很高，但在多次波谱采集中，很难保证被试每次躺的位置完全一致，即使躺的位置一致也很难保证操作者定位一致，由此导致波谱结果的变化会影响研究者对病人真实的生理状况的判断。
发明内容
本发明的目的是针对上述研究中遇到的问题而提供的一种保证多次扫描时感兴趣区定位一致的方法。每次磁共振波谱采集前，采集一高分辨结构像，将后续扫描时的结构像与第一次扫描的结构像进行配准，获取被试身体位置的改变信息，用以指导波谱感兴趣区的定位。 
为了实现上述目的，本发明的具体的技术方案如下：
（1）从磁共振成像设备中得到扫描过程中采集的结构像数据。
（2）将两次的结构像数据输入软件进行处理，以第一次扫描的结构像作为参考图像，后续扫描的结构像作为目标图像，将被试在磁体系统中的位置变动看作是刚体的变动。进行配准，得到两次图像间的配准信息。配准采用公式：
Figure 179249DEST_PATH_IMAGE001
其中 表示参考图像空间中头部任一点的笛卡尔坐标，
Figure 785997DEST_PATH_IMAGE003
表示同一点在待配准图像空间中的笛卡尔坐标，
Figure 952536DEST_PATH_IMAGE004
是位置变动参数，其中仅有6个参数是独立的；
（3）读取结构像数据的头文件信息，确定第一次感兴趣区的定位信息，即体心坐标，计算体素中三个不同方向的面心坐标；
（4）根据配准信息计算出上述四个点在第二次扫描中的对应坐标以及两次位置的平动信息：
Figure 171028DEST_PATH_IMAGE005
 
其中
Figure 499241DEST_PATH_IMAGE006
表示平移矩阵，
Figure 170394DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 875045DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 416885DEST_PATH_IMAGE009
3个参数分别表示沿x，y，z轴的平移量；
（5）对两次测量中对应位置的体心-面心向量进行计算，获取转动信息；采用如下公式：
 
Figure 915999DEST_PATH_IMAGE010
其中是对应向量之间的夹角，、
Figure 244715DEST_PATH_IMAGE013
分别为对应的体心-面心向量；
（6）用平动和转动参数对第二次测量的感兴趣区进行定位，从而进行第二次波谱扫描。
本发明的主要优点是：感兴趣区变动与被试的位置变动一致，可消除波谱测量中位置的变动对结果造成的影响，有助于医学研究上的确切诊断。本方法不仅适用于磁共振波谱领域，还适用于磁共振的其它领域，研究过程中可保证其感兴趣区定位的准确性。
附图说明
图1是被试第一次扫描得到的高分辨结构图像以及磁共振波谱感兴趣区的位置；
图2是第一次扫描得到的波谱图像；
图3是被试第二次扫描得到的高分辨结构图像以及校正得到的磁共振波谱感兴趣区的位置；
图4 是第二次扫描得到的波谱图像。
具体实施方式
以下通过附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述：
本实施例采用的MRI成像系统是Siemens MAGNETOM Trio Tim 3.0T磁共振成像系统，软件版本为VB15。
具体步骤如下：
（1）将被试平躺置于磁体中心，头部固定在头线圈内。本实施例所用线圈为12通道头部线圈。
（2）完成第一次的全部扫描工作，得到第一次扫描的高分辨结构图像和磁共振波谱。本实施例高分辨结构像如图1，其数据采集采用的脉冲序列为三维梯度回波，具体成像扫描参数如下：重复时间/回波时间：1900ms/3.42ms，反转恢复时间：900ms，翻转角度：9°，层厚：1mm，扫描层数：192层，扫描视野：240×240mm，分辨率：256×256。磁共振波谱感兴趣体素位置定于右前额叶外侧，如图1中白色方框所示。波谱扫描采用点分辨波谱定位技术，序列参数如下：体素大小：20×20×20mm，重复时间/回波时间：2000ms/135ms，采样点数：1024，累加次数：128。采集得到的磁共振波谱如图2所示。
（3）完成第二次的结构像扫描，得到第二次扫描的高分辨结构图像，如图3，其扫描序列和参数与第一次扫描完全一致。
（4）将两次的结构像数据输入软件进行处理，以第一次扫描的结构像作为参考图像，后续扫描的结构像作为目标图像，将被试在磁体系统中的位置变动看作是刚体的变动。进行配准，得到两次图像间的配准信息。配准采用公式：
 
Figure 914731DEST_PATH_IMAGE001
其中
Figure 29317DEST_PATH_IMAGE002
表示参考图像空间中头部任一点的笛卡尔坐标，
Figure 810192DEST_PATH_IMAGE003
表示同一点在待配准图像空间中的笛卡尔坐标，
Figure 857782DEST_PATH_IMAGE014
是位置变动参数，其中仅有6个参数是独立的。本实施例所用软件为SPM(Statistical Parametric Mapping)软件包，得到的配准参数如下：
Figure 698699DEST_PATH_IMAGE015
=0.941 ,
Figure 300582DEST_PATH_IMAGE016
=-0.027, 
Figure 885147DEST_PATH_IMAGE017
=-0.360,=43.123,
Figure 279622DEST_PATH_IMAGE019
=0.049,
Figure 634380DEST_PATH_IMAGE020
=0.997,
Figure 22636DEST_PATH_IMAGE021
=0.061,
Figure 310398DEST_PATH_IMAGE022
=-19.134,
Figure 493118DEST_PATH_IMAGE023
=0.314,
Figure 69593DEST_PATH_IMAGE024
=-0.065,
Figure 995960DEST_PATH_IMAGE025
=0.940,
Figure 75912DEST_PATH_IMAGE026
=-29.456。
（5）读取结构像数据的头文件信息，确定第一次感兴趣区的定位信息，即体心坐标，计算体素中三个不同方向的面心坐标。本实施例第一次扫描的体心坐标为（R26.6 , A56.1 , H23.7），面心坐标为L方向（R16.6 , A56.1 , H23.7），P方向（R26.6 , A46.1 , H23.7），H方向（R26.6 , A56.1 , H33.7）。
（6）根据配准信息计算出上述四个点在第二次扫描中的对应坐标以及两次位置的平动信息：
 
Figure 226271DEST_PATH_IMAGE005
其中
Figure 24462DEST_PATH_IMAGE027
表示平移矩阵，
Figure 488942DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 220137DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 10239DEST_PATH_IMAGE030
3个参数分别表示沿x，y，z轴的平移量。本实施例得到的平动信息为：=43.123,
Figure 95055DEST_PATH_IMAGE029
=-19.134, =-29.456。
（7）将上述四点代入配准公式计算出第二次扫描时对应的体心坐标。本实施例得到的结果为：（R5.7, A57.6 , H24.0）。
（8）对两次测量中对应位置的体心-面心向量进行计算，获取转动信息。采用如下公式：
 
其中θ是对应向量之间的夹角，
Figure 438498DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 211282DEST_PATH_IMAGE013
分别为对应的体心-面心向量。本实施例得到的转动信息为：(Orientation: T>S -3.2°> C -2.8°，Rotation: -20°)。
（9）将全部位置变动信息输入第二次波谱扫描时感兴趣区的定位信息中，定位如图3中白色方框所示。
（10）扫描后得到校正好的波谱，如图4。由图2和图4所示，两次扫描得到的波谱未见明显变化。

Claims (1)

1.一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：
（1）从磁共振成像设备中得到扫描过程中采集的结构像数据；
（2）将两次的结构像数据输入软件进行处理，以第一次扫描的结构像作为参考图像，后续扫描的结构像作为目标图像，将被试在磁体系统中的位置变动看作是刚体的变动，进行配准，得到两次图像间的配准信息；配准采用公式：
Figure 940107DEST_PATH_IMAGE001
其中 
Figure 943835DEST_PATH_IMAGE002
表示参考图像空间中头部任一点的笛卡尔坐标，
Figure 322864DEST_PATH_IMAGE003
表示同一点在待配准图像空间中的笛卡尔坐标，是位置变动参数，其中仅有6个参数是独立的；
（3）读取结构像数据的头文件信息，确定第一次感兴趣区的定位信息，即体心坐标，计算体素中三个不同方向的面心坐标；
（4）根据配准信息计算出上述四个点在第二次扫描中的对应坐标以及两次位置的平动信息：
Figure 65878DEST_PATH_IMAGE005
 
其中
Figure 924112DEST_PATH_IMAGE006
表示平移矩阵，
Figure 739622DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 683307DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 508044DEST_PATH_IMAGE009
3个参数分别表示沿x，y，z轴的平移量；
（5）对两次测量中对应位置的体心-面心向量进行计算，获取转动信息；采用如下公式：
 
Figure 220785DEST_PATH_IMAGE010
其中
Figure 207195DEST_PATH_IMAGE011
是对应向量之间的夹角，、
Figure 735445DEST_PATH_IMAGE013
分别为对应的体心-面心向量；
（6）用平动和转动参数对第二次测量的感兴趣区进行定位，从而进行第二次波谱扫描。
CN 201110162488 2011-06-16 2011-06-16 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法 Expired - Fee Related CN102217936B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110162488 CN102217936B (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110162488 CN102217936B (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102217936A CN102217936A (zh) 2011-10-19
CN102217936B true CN102217936B (zh) 2013-01-23

Family

ID=44774836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110162488 Expired - Fee Related CN102217936B (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102217936B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107661103A (zh) * 2016-07-29 2018-02-06 上海交通大学医学院 一种检测肿瘤组织边界或肿瘤基质细胞分布范围的方法
CN108652626A (zh) * 2018-02-11 2018-10-16 华东师范大学 一种基于磁共振波谱的脑功能检测方法
CN111166332B (zh) * 2020-03-04 2023-01-24 南京鼓楼医院 一种基于磁共振波谱和磁共振影像的放疗靶区勾画方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101053531A (zh) * 2007-05-17 2007-10-17 上海交通大学 基于多模式增敏成像融合的早期肿瘤定位跟踪方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007023656A1 (de) * 2007-05-22 2008-12-04 Siemens Ag Verfahren zur Datenauswertung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101053531A (zh) * 2007-05-17 2007-10-17 上海交通大学 基于多模式增敏成像融合的早期肿瘤定位跟踪方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Barbara Zitova等.Image registration methods: a survey.《Image and Vision Computing》.2003,(第21期), *
张红颖.医学图像配准算法研究.《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》.2009,(第4期), *
李静等.基于特征分类的MRI医学图像弹性配准.《中国图象图形学报》.2007,第12卷(第6期), *
郑亚琴等.医学图像配准技术研究进展.《国际生物医学工程杂志》.2006,第29卷(第2期), *
齐永锋等.基于混合配准策略的多模态医学图像配准方法研究.《甘肃科技》.2008,第24卷(第8期), *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102217936A (zh) 2011-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zelaya et al. An evaluation of the time dependence of the anisotropy of the water diffusion tensor in acute human ischemia
KR101596549B1 (ko) 검사 구역에서 공간적으로 분해된 자기 공명 완화 파라미터들의 신속한 결정을 위한 방법
US20070249928A1 (en) Method and system for precise repositioning of regions of interest in longitudinal magnetic resonance imaging and spectroscopy exams
US11147466B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance image processing method
US20090091323A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method
US10393839B2 (en) System and method for image processing with highly undersampled imaging data
WO2014154544A1 (en) Real-time motion correction for mri using fat navigators
CN102217936B (zh) 一种保证活体磁共振波谱感兴趣区定位准确性的方法
US6400978B1 (en) Method and apparatus for detecting mental disorders
US20100054570A1 (en) Motion corrected multinuclear magnetic resonance imaging
US20220179023A1 (en) System and Method for Free-Breathing Quantitative Multiparametric MRI
US20210223341A1 (en) Solid-state mri as a noninvasive alternative to computed tomography (ct)
US11992305B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus that deforms a morphology image to coincide with a function image, image processing apparatus, and image processing method
JP4688830B2 (ja) 磁気共鳴映像装備を用いた磁気共鳴分光性能評価用ファントム
CN116888489A (zh) 分析医学图像的方法
US20100292562A1 (en) Method for generating MR (Magnetic resonance) images of a moving partial area of an object
US20050020904A1 (en) System and method for the detection of brain iron using magnetic resonance imaging
Holden et al. Detecting small anatomical change with 3D serial MR subtraction images
US11504021B1 (en) Method for detecting tumor tissue boundaries or tumor stromal cell distribution range
US20130123606A1 (en) Method and magnetic resonance apparatus to measure structures of the human brain
JP7474498B2 (ja) 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム
CN113808176B (zh) 基于装置成像坐标的mr图像配准方法、分析方法及其装置
EP4231035A1 (en) Method and magnetic resonance imaging system
US20240090791A1 (en) Anatomy Masking for MRI
Nakai et al. Development of a dynamic imaging method for gravitropism in pea sprouts using clinical magnetic resonance imaging system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130123

Termination date: 20180616

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee