參數圖繪制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法。
【背景技術】
[0002] 對于輸血依賴型患者，比如鐮刀型貧血和地中海貧血患者，長期的輸血治療會造 成過多的鐵沉積于肝臟、心臟等內分泌器官中，可導致肝硬化甚至器官衰竭。由于人體中 70%~90%過多的鐵會沉積在肝臟中，通常以肝鐵濃度作為反應體內鐵含量的一個重要指 標。
[0003] 相較于經皮肝組織活檢的直接肝鐵測量方法，基于肝臟磁共振R2$參數的肝鐵測 量方法能有效避免肝臟出血等并發癥。利用磁共振R2$參數的肝鐵測量方法中，基于肝臟磁 共振R2$參數圖的肝臟鐵含量測量方法，能夠反應肝臟中鐵的分布情況，其測量精度不會受 樣本大小、位置以及肝鐵不均勻分布等因素影響，在臨床上具有很大優勢。
[0004] 目前的肝鐵磁共振R2$參數圖測量方法面臨兩個挑戰，一個是采集的肝臟磁共振 回波圖像信噪比較低，導致測量的肝臟磁共振R2$參數圖信噪比較低；另外一個是曲線擬合 模型的選擇，由于擬合模型不能很好的反應信號的演化，導致得到的測量結果不準確，表現 為肝臟磁共振R2$參數圖空間分辨率低。所以有學者提出了一種曲線擬合之前進行非局部 均值濾波的方法（Feng Y,He T,Feng M,Carpenter J_P，Greiser A，Xin X，Chen W， Pennell DJ,Yang G-Z,Firmin DN.Improved pixel-by-pixel MRI R2*relaxometry by nonlocal means.Magn Reson Med 2014;72(1) :260-268)，該方法包括兩步：對原始磁共振 圖像進行非局部均值濾波，對去噪后的磁共振信號利用非中心卡分布噪聲的一階矩模型進 行曲線擬合，計算得到肝臟的R2$參數圖。該方法仍使用的是逐體素的曲線擬合方法，第一 步的去噪操作在一定程度上提高了計算得到的R2$參數圖的信噪比，但是由于非局部均值 濾波是一種非線性操作，在濾波過程中不能夠完全恢復真實信號，可能導致第二步的曲線 擬合結果空間分辨率降低，表現為R2$參數圖邊緣模糊，對于局部病灶的診斷具有很大的局 限性。
[0005] 因此，針對現有技術不足，提供一種有效提高肝臟磁共振R2$參數圖空間分辨率以 及信噪比的方法來準確測量肝臟鐵含量甚為必要。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在于提供一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法，解決現有的測試方 法制作的R2$參數圖邊緣模糊，對于局部病灶的診斷具有很大的局限性的問題。
[0007] 為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：
[0008] -種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟一，采集肝臟磁共振圖像，繪制肝臟感興趣區域；
[0010] 步驟二，針對感興趣區域內每個目標體素，根據向量相似性度量模型式獲得其鄰 域體素的自適應權重；
[0011] 步驟三，結合其鄰域體素的衰減信號以及自適應權重，根據目標優化函數模型式 以及非中心卡分布噪聲的一階矩模型式，得到每個目標體素的1?2$值，從而獲得最終的肝臟 磁共振R2$參數圖。
[0012] 進一步的，所述步驟一中，具體是采用多回波時間的梯度回波序列獲得肝臟磁共 振圖像。
[0013] 進一步的，所述步驟二中，向量相似性度量模型式為
[0014]
[0015] 式中，Xj是以Xi為中心體素的搜索窗口 Ω i內的鄰域體素，&,是體素 Xj在不同回波 時間TE的衰減信號= ，h是平滑參數控制權重的大小。
[0016] 進一步的，所述平滑參數控制權重的大小h是通過常數β和接收線圈每個通道高斯 分布噪聲的標準差〇g，利用公式h = i3〇g得到。
[0017]進一步的，所述步驟三中，目標優化函數模型式為
[0018]
[0019]式中，So和R2$分別為目標體素 Xl在TE = 0時的真實信號幅值和效橫向弛豫率，f為 參數擬合模型，依次類推獲取每個目標體素的1?2$值。
[0020] 進一步的，所述步驟三中，非中心卡分布噪聲的一階矩模型式為，
[0021]
[0022] 式中，E( ·)表示期望，SM為觀測的衰減信號值，！！為雙階乘（即n!!=n(n-2)(n-4)…1)，Nrc為接收線圈通道數，1F1為合流超幾何函數。
[0023]進一步的，由于在無噪聲的圖像背景區域信號So = 0,所述標準差〇g由公式
辱到。
[0024] 與現有技術相比，本發明的有益效果是:能有效提高肝臟磁共振R2$參數圖的空間 分辨率和信噪比，能得到更準確的肝臟鐵含量分布圖。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發明一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法的流程示意圖。
[0026] 圖2為本發明一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法一個實施例中，兩個目標體素對 應的11 X 11大小的搜索窗內鄰域體素的自適應權重圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0028] 圖1示出了本發明一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法的一個實施例:一種肝臟磁 共振R2$參數圖繪制方法，包括以下步驟：
[0029] 步驟一，采集肝臟磁共振圖像，繪制肝臟感興趣區域；
[0030] 步驟二，針對感興趣區域內每個目標體素，根據向量相似性度量模型式獲得其鄰 域體素的自適應權重；
[0031 ]步驟三，結合其鄰域體素的衰減信號以及自適應權重，根據目標優化函數模型式 以及非中心卡分布噪聲的一階矩模型式，得到每個目標體素的1?2$值，從而獲得最終的肝臟 磁共振R2$參數圖。
[0032] 根據本發明一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法的一個優選實施例，所述步驟一 中，具體是采用多回波時間的梯度回波序列獲得肝臟磁共振圖像。
[0033] 根據本發明一種肝臟磁共振R2$參數圖繪制方法的另一個優選實施例，所述步驟 二中，向量相似性度量模型式為
[0034]
(I)，
[0035] 式中，Xj是以Xi為中心體素的搜索窗口 〇1內的鄰域體素，是體素 Xj在不同回波 時間TE的衰減