CN114167333B - 一种纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

一种纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及存储介质 Download PDF

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CN114167333B CN202111480867.8A CN202111480867A CN114167333B CN 114167333 B CN114167333 B CN 114167333B CN 202111480867 A CN202111480867 A CN 202111480867A CN 114167333 B CN114167333 B CN 114167333B
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Abstract

本发明涉及核磁共振技术领域，公开了一种纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及存储介质，即先基于多个脉冲施加时间间隔的初始值进行数据采集，拟合得到纵向弛豫时间的初测值，然后判断该初测值是否偏大，并在发现偏大时基于脉冲施加时间间隔的新上限值或者所述多个脉冲施加时间间隔的更新值进行数据补采，最后基于所有采集数据拟合得到所述纵向弛豫时间的终测值，进而相比较于现有基于固定的脉冲施加间隔时间的T1测量方式，可在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，有效降低所得T1的标准差，并且由于是仅在发现初测T1值偏大时才调整脉冲施加间隔时间，导致扫描时间增加，因此可在极少增加总体扫描时间的情况下，提升T1的测量准确性。

Description

一种纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明属于核磁共振技术领域，具体地涉及一种纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
在核磁共振技术中，原子核从激化的状态恢复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程，它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即T1和T2，其中，T1为纵向弛豫时间，T2为横向弛豫时间。所述纵向弛豫时间T1可以定量地反映组织的弛豫性质，在测量心肌损伤、肝硬化或肿瘤性质等临床领域中有着十分重要的应用。通过不同的脉冲施加间隔时间来多次采集数据，并使用参数拟合方式来估计纵向弛豫时间T1，是一种较为普遍的纵向弛豫时间测量方案。
在常见的纵向弛豫时间测量方案中，饱和恢复序列是一种常用的纵向弛豫时间测量序列，在使用该饱和恢复序列扫描目标体时需要依次施加多个90度脉冲，即先施加第一个90度脉冲，使宏观磁化矢量倒向XY平面，然后在间隔时间TR1后，施加第二个90度脉冲，并采集得到自由感应衰减FID(Free Induction Decay)信号幅值，再然后在间隔时间TR2后，施加第三个90度脉冲，并再次采集得到FID信号幅值，以此类推可以采集到多个FID信号幅值。同时根据布洛赫Bloch方程，有以下公式：
Figure GDA0003465077760000011
式中，t表示相邻两个90度脉冲的间隔时间，Mz表示与该间隔时间对应的FID信号幅值，M0表示未知常数，e表示自然对数的底数，T1表示纵向弛豫时间且与FID信号幅值成负指数关系，如此在采集得到多个FID信号幅值后，可由前述公式得到多个方程，最后通过非线性拟合方式即可得到纵向弛豫时间T1的测量值。此外，CPMG序列(即由Carr,Purcell,Meiboom和Gill等人命名的一种核磁共振序列)也可以用于测量纵向弛豫时间T1(其采集的为回波信号幅值)，且适用于均匀场与非均匀场，其使用方法与前述饱和恢复序列的使用方法一致，并且除了单独测量纵向弛豫时间T1外,还可以同时测量纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2等。
但是，在上述的纵向弛豫时间测量方案中，无论是使用饱和恢复序列还是CPMG序列，都需要在扫描开始前确定多个脉冲施加间隔时间TR的取值，这会导致如果纵向弛豫时间T1的真实值偏大，将可能无法准确测量T1，而如果对脉冲施加间隔时间TR取较大的值，则又会使扫描时间显著增加，如何在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性，是本领域技术人员亟需研究的课题。
发明内容
为了解决在现有纵向弛豫时间测量方案中所存在当纵向弛豫时间T1的真实值偏大时误差较大的问题，本发明目的在于提供一种新型的纵向弛豫时间测定方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，可在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，有效降低所得T1的标准差，实现在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性的目的。
第一方面，本发明提供了一种纵向弛豫时间测定方法，包括：
根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值；
根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值；
使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值；
根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值；
根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值；
判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积；
若否，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
基于上述发明内容，提供了一种在扫描目标体过程中可自适应调整脉冲施加间隔时间的新T1测量方案，即先基于多个脉冲施加时间间隔的初始值进行数据采集，拟合得到纵向弛豫时间的初测值，然后判断该初测值是否偏大，并在发现偏大时基于脉冲施加时间间隔的新上限值或者所述多个脉冲施加时间间隔的更新值进行数据补采，最后基于所有采集数据拟合得到所述纵向弛豫时间的终测值，进而相比较于现有基于固定的脉冲施加间隔时间的T1测量方式，可在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，有效降低所得T1的标准差，并且由于是仅在发现初测T1值偏大时才调整脉冲施加间隔时间，导致扫描时间增加，因此可在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性，便于实际应用和推广。
在一个可能的设计中，继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，包括：
判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数；
若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到S1组新采集数据，否则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到S个新信号幅值，其中，S1表示正整数且与S0的和等于S，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值。
在一个可能的设计中，在判定所述新上限值小于所述乘积时，所述方法还包括：
判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数；
若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲信号，得到S2组新采集数据，其中，S2表示正整数且与S0的和等于S，所述S2组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述S2组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
在一个可能的设计中，根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值，包括：
根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，按照如下公式确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值：
Figure GDA0003465077760000031
式中，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值，α表示在数值区间[2.5,6]中的任一实数，β表示在数值区间[0.2,0.5]中的任一实数，T10表示所述预估值。
在一个可能的设计中，根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值，包括：
针对多个脉冲施加时间间隔中的各个脉冲施加时间间隔，根据所述初始上限值和所述初始下限值，按照如下公式确定对应的初始值：
Figure GDA0003465077760000041
式中，N表示所述多个脉冲施加时间间隔的时间间隔总数，i表示不大于N的正整数，TRi表示所述多个脉冲施加时间间隔中的第i个脉冲施加时间间隔，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值。
在一个可能的设计中，当所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值时，根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，包括：
根据FID信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，使用模型
Figure GDA0003465077760000042
对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，其中，Mz表示所述FID信号幅值，M0表示未知常数，e表示自然对数的底数，TR表示所述脉冲施加时间间隔，T1表示所述纵向弛豫时间。
在一个可能的设计中，所述纵向弛豫时间测量序列采用饱和恢复序列或CPMG序列。
第二方面，本发明提供了一种纵向弛豫时间测定装置，包括有时间边界确定模块、间隔时间确定模块、数据采集模块、拟合模块和判断模块；
所述时间边界确定模块，用于根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值；
所述间隔时间确定模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值；
所述数据采集模块，通信连接所述间隔时间确定模块，用于使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值；
所述拟合模块，通信连接所述数据采集模块，用于根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值；
所述时间边界确定模块，还通信连接所述拟合模块，还用于根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值；
所述判断模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积；
所述数据采集模块，还通信连接所述判断模块，还用于在判定所述新上限值不小于所述乘积时，继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
所述拟合模块，还用于再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如上第一方面或第一方面中任意可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。
第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如上第一方面或第一方面中任意可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的纵向弛豫时间测定方法的流程示意图。
图2是本发明提供的在使用所述纵向弛豫时间测定方法前后的且所得T1标准差与T1关系的第一仿真实验结果示例图。
图3是本发明提供的在使用所述纵向弛豫时间测定方法前后的且所得T1标准差与T1关系的第二仿真实验结果示例图。
图4是本发明提供的纵向弛豫时间测定装置的结构示意图。
图5是本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明示例的实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
如图1～3所示，本实施例第一方面提供的所述纵向弛豫时间测定方法，可以但不限于由具有一定计算资源的计算机设备执行，例如由个人计算机(Personal Computer，PC，指一种大小、价格和性能适用于个人使用的多用途计算机；台式机、笔记本电脑到小型笔记本电脑和平板电脑以及超级本等都属于个人计算机)、智能手机、个人数字助理(Personaldigital assistant，PAD)或可穿戴设备等电子设备执行，以便在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，有效降低所得T1的标准差，实现在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性的目的。如图1所示，所述纵向弛豫时间测定方法，可以但不限于包括有如下步骤S1～S8。
S1.根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值。
在所述步骤S1中，所述目标体即为待测量对应纵向弛豫时间的物体，例如人体肝脏等组织器官。所述预估值可以但不限于是基于研究人员的先验知识来得到，例如在0.07T的非均匀场中，正常肝脏的纵向弛豫时间约为100毫秒，则可以将该100毫秒作为所述预估值。考虑一般比较适合的脉冲施加间隔时间范围为0.25*T1～5*T1,具体的，根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值，包括但不限于有：根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，按照如下公式确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值：
Figure GDA0003465077760000061
式中，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值，α表示在数值区间[2.5,6]中的任一实数，β表示在数值区间[0.2,0.5]中的任一实数，T10表示所述预估值。举例的，若所述预估值为100毫秒，则当α取值为5时，所述初始上限值将为500毫秒，而当β取值为0.25时，所述初始下限值将为25毫秒。
S2.根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值。
在所述步骤S2中，所述多个脉冲施加时间间隔是指在使用纵向弛豫时间测量序列(例如CPMG序列等)扫描目标体的过程中，在依次施加的若干脉冲中多对相邻两脉冲的时间间隔，以便采集得到与各个脉冲施加时间间隔对应的自由感应衰减信号幅值。具体的，根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值，包括但不限于有：针对多个脉冲施加时间间隔中的各个脉冲施加时间间隔，根据所述初始上限值和所述初始下限值，按照如下公式确定对应的初始值：
Figure GDA0003465077760000071
式中，N表示所述多个脉冲施加时间间隔的时间间隔总数，i表示不大于N的正整数，TRi表示所述多个脉冲施加时间间隔中的第i个脉冲施加时间间隔，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值。举例的，若N的取值为6，所述初始上限值为500毫秒，所述初始下限值为25毫秒，则根据前述公式可计算得到一组所述多个脉冲施加时间间隔：25ms,73ms,132ms,208ms,316ms和500ms。
S3.使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值。
在所述步骤S3中，所述纵向弛豫时间测量序列可以但不限于采用饱和恢复序列、CPMG序列或其它序列。所述信号幅值的具体采集过程为现有技术，可参见背景技术内容，并且每次按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加一轮脉冲，即可得到一组的多个信号幅值，例如在施加8轮脉冲后，可得到8组所述采集数据。此外，当所述纵向弛豫时间测量序列采用饱和恢复序列时(其仅限于在均匀场中应用)，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值；而当所述纵向弛豫时间测量序列采用CPMG序列时(其既可在均匀场中应用，也可在非均匀场中应用)，所述信号幅值为回波信号幅值。
S4.根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值。
在所述步骤S4中，具体拟合过程为现有技术，可参见背景技术内容，即当所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值时，根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，包括但不限于有：根据FID信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，使用模型
Figure GDA0003465077760000081
对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，其中，Mz表示所述FID信号幅值，M0表示未知常数，e表示自然对数的底数，TR表示所述脉冲施加时间间隔，T1表示所述纵向弛豫时间。此外，若所述至少一组采集数据为多组采集数据，可针对与各个脉冲施加时间间隔对应的多个信号幅值(它们在不同轮次施加时采集得到)，分别在平均化处理后再用于非线性拟合，进而得到提升信噪比的所述初测值。
S5.根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值。
在所述步骤S5中，所述新上限值的具体确定过程可参见前述步骤S1，于此不再赘述，例如当所述初测值为160毫秒时，可确定新上限值为800毫秒。
S6.判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积。
在所述步骤S6中，将所述新上限值是否小于所述乘积这一条件作为目标体的纵向弛豫时间是否偏大的自适应判断依据，其中，所述预设系数为预设阈值，举例地可取值为6，即在判定所述新上限值小于600毫秒时，认为所述目标体的纵向弛豫时间不偏大，反之则认为偏大，需要基于该新上限值或者所述多个脉冲施加时间间隔的更新值进行数据补采，以便提升测量结果的准确性。
S7.若否，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值。
在所述步骤S7中，所述新信号幅值的具体采集过程为现有技术，可参见背景技术内容，并且每次按照所述新上限值施加脉冲，即可得到对应的一个新信号幅值，或者每次按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加一轮脉冲，即可得到一组的多个新信号幅值，例如在施加四轮脉冲后，可得到四组所述新采集数据。此外，所述更新值的具体确定方式，可参见前述步骤S2，即根据所述新上限值和所述初始下限值，确定所述多个脉冲施加时间间隔的更新值。举例的，若N的取值为6，所述新上限值为800毫秒，所述初始下限值为25毫秒，则可参照前述公式：
Figure GDA0003465077760000091
计算得到一组更新的所述多个脉冲施加时间间隔：25ms,104ms,200ms,324ms,500ms和800ms。
在所述步骤S7中，考虑数据采集结果的信噪比较低，需要多次平均来提升信噪比，不妨设采集数据的目标组数为S，其中，S为正整数。如此在进行数据补采时，可根据所述至少一组采集数据的组数是否达到该目标组数S这一实际情况来决定具体的脉冲施加方式，即继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，包括但不限于有如下步骤S71～S72。
S71.判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数。
S72.若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到S1组新采集数据，否则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到S个新信号幅值，其中，S1表示正整数且与S0的和等于S，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值。
在所述步骤S72中，举例的，若所述目标组数S为8，当所述至少一组采集数据的组数为4时，则需要再按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到4组所述新采集数据，而当所述至少一组采集数据的组数为8时，则需要再按照所述新上限值施加脉冲，得到8个所述新信号幅值。
S8.再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
在所述步骤S8中，具体拟合过程可参见前述步骤S4，也即例如使用模型
Figure GDA0003465077760000092
对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。所述终测值即为所述目标体的最终纵向弛豫时间测量结果。通过仿真实验可以得到在不同T1情况下，基于固定的脉冲施加间隔时间的T1测量方式与本实施例所述的且可自适应调整脉冲施加间隔时间的T1测定方式，在所得T1标准差与T1关系上的对比结果，如图2(其在基于所述T1测定方式时，组数S0小于目标组数S)和图3(其在基于所述T1测定方式时，组数S0等于目标组数S)所示，其中，横坐标表示实际的T1值，纵坐标表示所测得T1的标准差(均进行了100次测量)，由此可见在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，通过本实施例所述的纵向弛豫时间测定方法，可有效降低所得T1的标准差，并且由于是仅在发现初测T1值偏大时(即判定脉冲施加间隔时间的新上限值不小于纵向弛豫时间的预估值与预设系数的乘积时)才调整脉冲施加间隔时间，导致扫描时间增加，因此可在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性，便于实际应用和推广。
由此基于前述步骤S1～S8所描述的纵向弛豫时间测定方法，提供了一种在扫描目标体过程中可自适应调整脉冲施加间隔时间的新T1测量方案，即先基于多个脉冲施加时间间隔的初始值进行数据采集，拟合得到纵向弛豫时间的初测值，然后判断该初测值是否偏大，并在发现偏大时基于脉冲施加时间间隔的新上限值或者所述多个脉冲施加时间间隔的更新值进行数据补采，最后基于所有采集数据拟合得到所述纵向弛豫时间的终测值，进而相比较于现有基于固定的脉冲施加间隔时间的T1测量方式，可在目标体的纵向弛豫时间T1偏大的情况下，有效降低所得T1的标准差，并且由于是仅在发现初测T1值偏大时才调整脉冲施加间隔时间，导致扫描时间增加，因此可在极少增加总体扫描时间的情况下，提升纵向弛豫时间T1的测量准确性，便于实际应用和推广。
本实施例在前述第一方面的技术方案基础上，还提供了一种在发现初测T1值未偏大时进行数据补采及拟合的可能设计一，即如图1所示，在判定所述新上限值小于所述乘积时，所述方法还包括但不限于有如下步骤S601～S603。
S601.判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数。
S602.若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲信号，得到S2组新采集数据，其中，S2表示正整数且与S0的和等于S，所述S2组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值。
S603.根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述S2组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
在所述步骤S602中，举例的，若所述目标组数S为8，当所述至少一组采集数据的组数为4时，则需要再按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到4组所述新采集数据，而当所述至少一组采集数据的组数为8时，则可直接结束扫描，并将所述初测值作为所述纵向弛豫时间的终测值。此外，在所述步骤S603中，具体拟合过程可参见前述步骤S4，也即例如使用模型
Figure GDA0003465077760000111
对所述至少一组采集数据以及所述S2组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
由此基于前述步骤S601～S603所描述的可能设计一，可在发现初测T1值未偏大时进行正常的数据补采及拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值，确保本实施例所述纵向弛豫时间测定方法的完备性。
如图4所示，本实施例第二方面提供了一种实现第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法的虚拟装置，包括有时间边界确定模块、间隔时间确定模块、数据采集模块、拟合模块和判断模块；
所述时间边界确定模块，用于根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值；
所述间隔时间确定模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值；
所述数据采集模块，通信连接所述间隔时间确定模块，用于使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值；
所述拟合模块，通信连接所述数据采集模块，用于根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值；
所述时间边界确定模块，还通信连接所述拟合模块，还用于根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值；
所述判断模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积；
所述数据采集模块，还通信连接所述判断模块，还用于在判定所述新上限值不小于所述乘积时，继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
所述拟合模块，还用于再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法，于此不再赘述。
如图5所示，本实施例第三方面提供了一种执行第一方面或第一方面中任一可能设计所述纵向弛豫时间测定方法的计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First Input Last Output，FILO)等等；所述处理器可以但不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例第三方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法，于此不再赘述。
本实施例第四方面提供了一种存储包含第一方面或第一方面中任一可能设计所述纵向弛豫时间测定方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等计算机可读存储介质，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例第四方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法，于此不再赘述。
本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面中任一可能设计所述的纵向弛豫时间测定方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，包括：
根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值；
根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值；
使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值；
根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值；
根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值；
判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积；
若否，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
2.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，包括：
判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数；
若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到S1组新采集数据，否则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到S个新信号幅值，其中，S1表示正整数且与S0的和等于S，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值。
3.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，在判定所述新上限值小于所述乘积时，所述方法还包括：
判断所述至少一组采集数据的组数S0是否小于预设的目标组数S，其中，S0表示正整数，S为正整数；
若是，则继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲信号，得到S2组新采集数据，其中，S2表示正整数且与S0的和等于S，所述S2组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述S2组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
4.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值，包括：
根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，按照如下公式确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值：
Figure FDA0003395211870000021
式中，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值，α表示在数值区间[2.5,6]中的任一实数，β表示在数值区间[0.2,0.5]中的任一实数，T10表示所述预估值。
5.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值，包括：
针对多个脉冲施加时间间隔中的各个脉冲施加时间间隔，根据所述初始上限值和所述初始下限值，按照如下公式确定对应的初始值：
Figure FDA0003395211870000022
式中，N表示所述多个脉冲施加时间间隔的时间间隔总数，i表示不大于N的正整数，TRi表示所述多个脉冲施加时间间隔中的第i个脉冲施加时间间隔，TRmax表示所述初始上限值，TRmin表示所述初始下限值。
6.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，当所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值时，根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，包括：
根据FID信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，使用模型
Figure FDA0003395211870000031
对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值，其中，Mz表示所述FID信号幅值，M0表示未知常数，e表示自然对数的底数，TR表示所述脉冲施加时间间隔，T1表示所述纵向弛豫时间。
7.如权利要求1所述的纵向弛豫时间测定方法，其特征在于，所述纵向弛豫时间测量序列采用饱和恢复序列或CPMG序列。
8.一种纵向弛豫时间测定装置，其特征在于，包括有时间边界确定模块、间隔时间确定模块、数据采集模块、拟合模块和判断模块；
所述时间边界确定模块，用于根据目标体的纵向弛豫时间的预估值，确定脉冲施加间隔时间的初始上限值和初始下限值；
所述间隔时间确定模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于根据所述初始上限值和所述初始下限值，确定多个脉冲施加时间间隔的初始值,其中,所述初始值不大于所述初始上限值且不小于所述初始下限值；
所述数据采集模块，通信连接所述间隔时间确定模块，用于使用纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述多个脉冲施加时间间隔的初始值依次施加脉冲，得到至少一组采集数据，其中，所述至少一组采集数据中的各组采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个信号幅值，所述信号幅值为自由感应衰减FID信号幅值或回波信号幅值；
所述拟合模块，通信连接所述数据采集模块，用于根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的初测值；
所述时间边界确定模块，还通信连接所述拟合模块，还用于根据所述初测值，确定所述脉冲施加间隔时间的新上限值；
所述判断模块，通信连接所述时间边界确定模块，用于判断所述新上限值是否小于所述预估值与预设系数的乘积；
所述数据采集模块，还通信连接所述判断模块，还用于在判定所述新上限值不小于所述乘积时，继续使用所述纵向弛豫时间测量序列扫描所述目标体，并按照所述新上限值施加脉冲，得到至少一个新信号幅值，或者按照所述多个脉冲施加时间间隔的更新值依次施加脉冲，得到至少一组新采集数据，其中，所述至少一组新采集数据中的各组新采集数据分别包含有与所述多个脉冲施加时间间隔一一对应的多个新信号幅值；
所述拟合模块，还用于再次根据信号幅值与脉冲施加时间间隔的对应关系，对所述至少一组采集数据以及所述至少一个新信号幅值或所述至少一组新采集数据进行拟合，得到所述纵向弛豫时间的终测值。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发信息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7中任意一项所述的纵向弛豫时间测定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7中任意一项所述的纵向弛豫时间测定方法。
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