CN111025210A - 磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质。磁共振成像方法包括：基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。从而，通过调节扫描参数即可得到多组不同对比度的T2*图像数据，实现图像对比度动态变化，给予临床诊断更多参考。

Description

磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，特别涉及磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质。

背景技术

现有技术中有各种针对不同对比度图像的采集序列和定量参数的测量序列。因不同的弛豫特性，这些对比度图像和定量测量技术一般都是一次只采集一种对比度或者测定一个定量参数，例如单独采集多个梯度回波时间对应的磁共振数据来获得T2*加权图像。

这些技术的缺点之一是每次只能获得一种对比度的定量图像或加权图像，也就不能综合运用多个不同对比度的定量图像或加权图像来进行精准诊断，不利于病灶的快速准确发现；缺点之二是采集时间太长，对于病人的耐受度是很大的考验；尤其是需要获得多个不同对比度的信息图时，需要多个序列分开采集，进行多次扫描，数据采集过程中病人的非自主运动会严重影响各个信息图之间的配准，给分析诊断带来麻烦。

发明内容

本发明提供磁共振成像方法、装置、电子设备、存储介质，以通过调节输入的扫描参数并根据一次扫描获得的快速场回波生成多种对比度的磁共振图像数据。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种磁共振成像方法，所述磁共振成像方法包括：

基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；

根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；

根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；

根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

可选地，基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波，包括：

配置扫描协议中的扫描参数；

执行所述扫描协议，以基于所述扫描参数和所述多回波快速场回波序列采集多个快速场回波，其中，所述多个快速场回波具有不同的翻转角。

可选地，根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，包括：

对所述快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

可选地，所述磁共振成像方法还包括：

根据所述快速场回波生成B1场图数据；

根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系，包括：

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

可选地，所述多组磁共振图像包括：T1定量图、PD定量图、R2*定量图；

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系，包括：

将所述T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程中，获得所述映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

第二方面，提供一种磁共振成像装置，所述磁共振成像装置包括：

采集模块，用于基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；

图像生成模块，用于根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；

关系建立模块，用于根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；

图像重建模块，用于根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

可选地，所述采集模块具体用于：

配置扫描协议中的扫描参数；

执行所述扫描协议，以基于所述扫描参数和所述多回波快速场回波序列采集多个快速场回波，其中，所述多个快速场回波具有不同的翻转角。

可选地，所述图像生成模块具体用于：

对所述快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

可选地，所述图像生成模块还用于根据所述快速场回波生成B1场图数据；

所述关系建立模块还用于：

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

可选地，所述多组磁共振图像包括：T1定量图、PD定量图、R2*定量图；

在根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系时，所述关系建立模块用于：

将所述T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程中，获得所述映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的磁共振成像方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的磁共振成像方法的步骤。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例，基于多回波快速场回波序列在一次扫描中采集的快速场回波建立扫描参数与不同对比度的包含T2*信息的图像数据的映射关系，根据该映射关系和输入的扫描参数可生成对应对比度的包含T2*信息的图像数据，且通过调节扫描参数即可得到多组不同对比度的包含T2*信息的图像数据，实现图像对比度动态变化，便于病灶的及时发现。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一示例性实施例示出的一种磁共振成像方法的流程图；

图2是本发明一示例性实施例示出的另一种磁共振成像方法的流程图；

图3是本发明一示例性实施例示出的使用图2示出的磁共振成像方法得到的成像结果示意图；

图4是本发明一示例性实施例示出的一种磁共振成像装置的模块示意图；

图5是本发明一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)作为一种无辐射的高级影像诊断技术，以其优良的空间分辨率和对人体无损伤等优势被广泛应用。在MRI成像中，人体不同组织及其病变具有不同的T1值、T2值和质子密度弛豫时间。MRI图像中若主要反映的是组织间T1值的差别，为T1加权图像(T1 weighted image，T1WI)；若主要反映的是组织间T2值的差别，为T2加权图像(T2 weighted image，T2WI)；若主要反映的是组织间质子密度弛豫时间的差别，为PD加权图像(proton density weighted image，PdWI)。在T1WI、T2WI和PdWI像上产生不同的信号强度，具体表现为不同的灰度。MRI检查就是根据这些灰度变化进行疾病诊断的。

目前，越来越多的专家对T2*值感兴趣，相比于原来的T2值，T2*值对于矿物质沉积较为敏感，在检测钙、铁等矿物质沉积对各器官组织造成的损伤方面优于血清铁、铁蛋白检测等实验室检查。这样就可以在很多方面进行应用，例如，T2*图像可以定量检测心肌组织的出血性病变，还可检测基于血氧依赖作用(BLood Oxygen Level Dependent，BOLD)的心肌氧化。

本发明实施例提供一种磁共振成像方法，基于多回波快速场回波序列(FFE)在一次扫描中采集的快速场回波，建立扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据(包含T2*时间信息)的映射关系，从而输入扫描参数，即可根据该映射关系生成对应对比度的T2*图像数据，且通过调节扫描参数即可得到多组不同对比度的包含T2*时间信息的图像数据，实现图像对比度动态变化，给予临床诊断更多参考。

下面对本发明实施例的磁共振成像方法的具体实现方式进行详细描述。

图1是本发明一示例性实施例示出的一种磁共振成像方法的流程图，该磁共振成像方法包括以下步骤：

步骤101、基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波。

其中，扫描参数包括：翻转角、回波时间、重复时间。扫描参数和多回波快速场回波序列被配置于扫描协议中。可在扫描协议中配置一个重复时间，多个翻转角，并配置每个翻转角下的快速场回波具有依次增大的多个回波时间。磁共振设备执行扫描协议，以基于扫描参数和多回波快速场回波序列采集多个快速场回波。

步骤102、根据快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息。

其中，多组磁共振图像数据的对比度不同，可以但不限于包括以下图像数据：T1定量图、PD定量图、R2*定量图。

步骤102中，通过对快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据，可以但不限于采用Stage技术。其中，Stage技术能够将成像对象(例如，脑组织、脊髓)的核磁信号物理参数全部量化，获得完备的核磁量化信息，生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

步骤103、根据多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

由于多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息，而R2*＝1/T2*，使得采用步骤103建立的映射关系重建的磁共振图像数据包含T2*时间信息。

步骤103建立的映射关系表征扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的对应关系，用于根据输入的扫描参数重建对应对比度的包含T2*时间信息的磁共振图像数据(T2*加权图像)。

步骤104、根据输入的扫描参数和映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

其中，步骤104中重建的磁共振图像数据均包括T2*时间信息。且通过调节扫描参数即可得到不同对比度的包含T2*信息的图像数据，实现图像对比度动态变化，结合步骤102获得的多组磁共振图像数据，给予临床诊断更多参考，对脑出血、多发性硬化症及帕金森综合症等脑神经疾病的研究和诊断也具有重要意义。

在一个实施例中，映射关系可通过表达式表征，下面对磁共振成像的另一个具体实现方式进行详细描述。

图2是本发明一示例性实施例示出的另一种磁共振成像方法的流程图，该磁共振成像方法包括以下步骤：

步骤201、基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波。

其中，扫描参数包括：翻转角、回波时间、重复时间。扫描参数和多回波快速场回波序列被配置于扫描协议中，在配置扫描参数时，可设置多个翻转角、依次增大的多个回波时间和一个重复时间。

例如，在扫描协议中配置两个翻转角FA、三个回波时间(TE1、TE2、TE3)以及一个重复时间TR。两个翻转角FA中，一个翻转角较大，可以但不限于在35°～38°的范围内取值；另一个翻转角较小，可以但不限于在5°～10°的范围内取值。三个回波时间可以但不限于分别为10ms、24ms、38ms。磁共振设备执行扫描协议，在一次扫描中可采集两个完全一阶流动补偿的三维三回波的快速场回波，也即可得到两个翻转角不同、重复时间相同的快速场回波，每个快速场回波包括三个回波时间。对采集得到的两个快速场回波进行傅里叶反变换，可重建出6个回波的图像。

步骤202、根据快速场回波生成B1场图数据、T1定量图、PD定量图、R2*定量图。

步骤202中，也即对基于快速场回波重建的6个回波的图像进行多对比度成像处理，以生成B1场图数据、T1定量图、PD定量图、R2*定量图。其中，T1定量图、PD定量图、R2*定量图的对比度不同。

步骤203、将B1场图数据、T1定量图、PD定量图、R2*定量图带入梯度场信号方程中，以建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

步骤203中，建立映射关系也即将T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程(Ernst方程)中，获得映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

上述公式中，ρ₀、k、

T1均为已知量，从而将扫描参数TE、FA和TR输入上述表征映射关系的表达式即可得到对应对比度的包含T2*信息的图像数据。

步骤204、根据输入的扫描参数和映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

本实施例中，通过实时调节扫描参数TE、FA和TR的值，即可得到不同对比度的包含T2*信息的图像数据，实现图像对比度动态变化，无需进行多次扫描。其中，可提供给用户用于调节扫描参数的用户界面，可以但不限于在用户界面上设置针对每个扫描参数的滚动条，用户可通过调节滚动条实现对扫描参数的调节。图3为使用本发明实施例的磁共振成像方法得到的成像结果示意图，图中从左至右为在一定取值范围内增大FA，从上至下为在一定取值范围内增大TE。可以看到，图像随着FA和TE的改变呈现出不同的对比度，且在FA和TE调节的过程中，显现出了病灶。本实施例的磁共振成像方法便于病灶的发现，有利于及时发现病灶，及时治疗。

与前述磁共振成像方法实施例相对应，本发明还提供了磁共振成像装置的实施例。

图4是本发明一示例性实施例示出的一种磁共振成像装置的模块示意图，该磁共振成像装置包括：采集模块41、图像生成模块42、关系建立模块43和图像重建模块44。

采集模块41用于基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；

图像生成模块42用于根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；

关系建立模块43用于根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；

图像重建模块44用于根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

可选地，所述采集模块具体用于：

配置扫描协议中的扫描参数；

执行所述扫描协议，以基于所述扫描参数和所述多回波快速场回波序列采集多个快速场回波，其中，所述多个快速场回波具有不同的翻转角。

可选地，所述图像生成模块具体用于：

对所述快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

可选地，所述图像生成模块还用于根据所述快速场回波生成B1场图数据；

所述关系建立模块还用于：

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

可选地，所述多组磁共振图像包括：T1定量图、PD定量图、R2*定量图；

在根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系时，所述关系建立模块用于：

将所述T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程中，获得所述映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备50的框图。图5显示的电子设备50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备50可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备50的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器51、上述至少一个存储器52、连接不同系统组件(包括存储器52和处理器51)的总线53。

总线53包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器52可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)521和/或高速缓存存储器522，还可以进一步包括只读存储器(ROM)523。

存储器52还可以包括具有一组(至少一个)程序模块524的程序工具525(或实用工具)，这样的程序模块524包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器51通过运行存储在存储器52中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的磁共振成像方法。

电子设备50也可以与一个或多个外部设备54(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口55进行。并且，模型生成的电子设备50还可以通过网络适配器56与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器56通过总线53与模型生成的电子设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述的磁共振成像方法的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种磁共振成像方法，其特征在于，所述磁共振成像方法包括：

基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；

根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；

根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；

根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

2.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波，包括：

配置扫描协议中的扫描参数；

执行所述扫描协议，以基于所述扫描参数和所述多回波快速场回波序列采集多个快速场回波，其中，所述多个快速场回波具有不同的翻转角。

3.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，包括：

对所述快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

4.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述磁共振成像方法还包括：

根据所述快速场回波生成B1场图数据；

根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系，包括：

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

5.如权利要求4所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述多组磁共振图像包括：T1定量图、PD定量图、R2*定量图；

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系，包括：

将所述T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程中，获得所述映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

6.一种磁共振成像装置，其特征在于，所述磁共振成像装置包括：

采集模块，用于基于多回波快速场回波序列在一次扫描中以预设的扫描参数采集快速场回波；

图像生成模块，用于根据所述快速场回波生成不同对比度的多组磁共振图像数据，所述多组磁共振图像数据中至少一组磁共振图像数据包含R2*图像信息；

关系建立模块，用于根据所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系；

图像重建模块，用于根据输入的扫描参数和所述映射关系重建对应对比度的磁共振图像数据。

7.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述采集模块具体用于：

配置扫描协议中的扫描参数；

执行所述扫描协议，以基于所述扫描参数和所述多回波快速场回波序列采集多个快速场回波，其中，所述多个快速场回波具有不同的翻转角。

8.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述图像生成模块具体用于：

对所述快速场回波进行多对比度成像处理以生成不同对比度的多组磁共振图像数据。

9.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述图像生成模块还用于根据所述快速场回波生成B1场图数据；

所述关系建立模块还用于：

根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系。

10.如权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述多组磁共振图像包括：T1定量图、PD定量图、R2*定量图；

在根据所述B1场图数据和所述多组磁共振图像数据建立不同扫描参数与不同对比度的磁共振图像数据的映射关系时，所述关系建立模块用于：

将所述T1定量图、PD定量图、R2*定量图和B1场图数据带入以下梯度场信号方程中，获得所述映射关系：

其中，TE表征回波时间，FA表征翻转角，TR表征重复时间，S表征磁共振图像数据，ρ₀表征PD定量图，k表征B1场图数据，

表征R2*定量图，T1表征T1定量图。

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述的磁共振成像方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的磁共振成像方法的步骤。

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