申请/专利权人：哈尔滨医科大学

申请日：2022-09-02

公开（公告）日：2022-12-02

公开（公告）号：CN115421086A

主分类号：G01R33/56

分类号：G01R33/56;G01R33/563;A61B5/055

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.04.14#授权;2022.12.20#实质审查的生效;2022.12.02#公开

摘要：活体心脏复杂组织学特征精准解析的超融合体素内不相干运动张量磁共振成像方法，本发明属于医学磁共振成像领域，它为了解决现有医学成像技术无法在一次检查中全面且准确地获得各向异性分布的心肌纤维、毛细血管以及各向同性分的小动脉、小静脉组织学特征的问题。技术要点：采用张量模型表达心肌纤维间隙和纤维内水分子的各向异性扩散运动以及毛细血管内水分子的各向异性伪扩散运动对扩散减权信号衰减的贡献；使用一个连续的伪扩散变量和一个连续的容积分数密度函数描述单位体素内小动静脉流在扩散敏感梯度作用下产生的扩散加权衰减信号；将各表达式按容积分数加权求和，构建超融合IVIM张量模型；采用围绕NNLS的步进递归策略求解超融合IVIM张量模型参数。使用本发明能够获取心肌细胞完整性，细胞膜透性，心肌纤维走向，以及微循环网络拓扑结构、血液流速和容积分数等重要的心肌组织学特征。

主权项：1.活体心脏复杂组织学特征精准解析的超融合体素内不相干运动张量磁共振成像方法，其特征在于：所述方法的实现过程为：一、采用张量模型表达活体心脏单位体素内心肌纤维间隙和纤维中水分子的各向异性扩散运动以及毛细血管中水分子的各向异性伪扩散运动对扩散加权信号衰减的贡献，具体表达式如下： 式中：Sdcb为给定b值下心肌纤维间隙和纤维中水分子以及毛细血管中水分子运动所产生的扩散加权信号；S0为未施加扩散敏感梯度即b＝0的磁共振信号；fd为单位体素内心肌纤维间隙及纤维中水分子容积张量，二阶矩阵；fc为单位体素内毛细血管中水分子容积张量，二阶矩阵；D为单位体素内纤维性水分子扩散张量，二阶矩阵；Dc*单位体素内毛细血管中水分子伪扩散张量，二阶矩阵；张量fd，fc，D，Dc*均为待求解的未知量； 为扩散敏感梯度单位矢量，人为设定的已知量；T为转置运算符；b为衰减因子，人为设定的已知量，可通过如下表达式设定： 式中γ——氢核的旋磁比，常数；δ——扩散敏感梯度持续时间，人为设定的已知量；Δ——两个扩散敏感梯度的时间间隔，人为设定的已知量；二、使用一个连续的伪扩散变量D′和一个连续的容积分数函数f′D′描述单位体素内小动脉流和小静脉流在扩散敏感梯度作用下产生的扩散加权信号： 式中，Savb表示为给定b值下小动静脉内水分子运动所产生的扩散加权信号；fav为小动脉和小静脉血管内水分子容积分数标量，其中，f′D′fav为小动静脉容积分数密度函数，记为ρavD′；ρavD′在某区间上的积分表示拥有某类伪扩散属性的小动静脉流占全部小动静脉容积和的百分比；ρavD′在区间0,+∞上的积分等于1；代入ρavD′，等式3变为： 令ρavD′服从高斯函数，则 式中：为小动静脉流的平均伪扩散系数，标量；σav为小动静脉流的伪扩散系数方差，标量；标量和σav均为待求解的未知量；N为归一化常数，表示为： 三、将表达式1和4加权求和，便可得到最终形态的超融合IVIM张量模型即离散指数加权方程，其表达式为： 式中：Sb为Sdcb与Savb的和；Sb和S0均通过测量获得，S0即Sb＝0；四、建立超融合IVIM张量模型后，采用围绕非负最小二乘法Non-NegativeLeastSquare，NNLS的步进递归策略求解超融合IVIM张量模型7中各未知参数：fd张量、fc张量、D张量、Dc*张量、fav标量、标量、σav标量，并利用这七个参数表征活体心脏单位体素内心肌的复杂组织学特征；五、通过对活体心脏的每个体素建立超融合IVIM模型并求得其相应的七个参数，从而完成对整个活体心脏的体素内不相干运动张量磁共振成像。

全文数据：

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