申请/专利权人：东南大学

申请日：2024-01-23

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN118050672A

主分类号：G01R33/56

分类号：G01R33/56;G01R33/46;G06V10/25;G06T7/73

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.06.04#实质审查的生效;2024.05.17#公开

摘要：本发明公开了一种用于低场磁共振的微观组分空间辨识方法。该方法通过设计硬脉冲成像序列和低场成像反演算法，获取待测样品在两个正交投影方向下的二维成像磁共振组分分布图谱，分析得到微观目标组分的三维空间位置，实现亚像素空间辨识。通常情况下，低场磁共振设备的主磁场强度较低，信噪比较低，对于微观组分的辨识能力较弱，使用场景受到限制。该方法可以在不提升仪器硬件性能的条件下，克服噪声影响，增强低场磁共振成像中微观组分空间辨识能力。

主权项：1.一种用于低场磁共振的微观组分空间辨识方法，其特征在于，通过获取待测样品两个正交投影方向下的空间磁共振组分分布谱，实现微观组分亚像素空间辨识,具体步骤如下：步骤10、在低场磁共振成像仪器上，选择一个投影方向，投影方向为空间三维坐标下X方向，Y方向或Z方向中的一个，使用多回波二维投影脉冲成像序列，采集待测样本的关联弛豫特征成像信号，或采集扩散弛豫特征成像信号；采集到的成像信号为一个四维数据矩阵，若采集选择关联弛豫特征成像信号，则信号具体描述如下式1，若采集选在扩散弛豫特征成像信号，则信号具体描述如下式2；设置投影方向为Z方向时： 式1中，Mx,y,t1,t2为测量获得的四维关联弛豫特征成像信号，是一个关于纵向弛豫组分T1和横向弛豫组分T2的积分信号，其中纵向弛豫组分T1的积分区间为[T1min,T1max],横向弛豫组分T2的积分区间为[T2min,T2max]；x和y指向成像信号代表的空间位置，t1和t2指向两个弛豫过程的采样时间，fx,y,T1,T2为每种关联弛豫组分在像素点x,y处信号中的强度，称为空间磁共振关联弛豫组分分布谱，为待求量；k1t1,T1为纵向弛豫过程的核函数，具体为k2t1,1为横向弛豫过程的核函数，具体为式2中，Mx,y,b,t2为测量获得的四维扩散弛豫特征成像信号，是一个关于扩散组分D和横向弛豫组分T2的积分信号，其中扩散组分D的积分区间为[Dmin,Dmax],横向弛豫组分T2的积分区间为[T2min,T2max]；x和y指向信号代表的空间位置，b指向扩散过程的扩散效应因子强度，t2指向横向弛豫过程的采样时间，fx,y,D,T2为每种扩散弛豫组分在像素点x,y处信号中的强度，即空间磁共振扩散弛豫组分分布谱，为待求量；k1b,D为扩散过程的核函数，具体为k1t2,T2为横向弛豫过程的核函数，具体为步骤20、对第一个投影方向获得的四维关联弛豫特征成像信号或四维扩散弛豫特征成像信号进行反演，使用的低场成像四维信号反演目标函数如式3所示，式3中选择合适的像素内平滑约束权重α值和像素间平滑约束权重λ值，设定的像素邻域的数目n，采用交替方向乘子算法和BRD算法对目标函数求解，获得第一个投影方向的空间磁共振特征分布谱F1； 式3中，包含四项约束，从左到右依次为：一致性约束、非负性约束、像素内平滑约束和像素间平滑约束；式3中，N为所有像素点数；Mi为每一处像素点上的二维信号矩阵；K1和K2分别为相关的核矩阵，即式1和式2中的核函数的二维数据；α为像素内平滑约束权重，λ为像素间平滑约束权重；n为设定的像素邻域的数目；Fi为每一处像素点上的磁共振信号特征分布谱，F是Fi的集合，是一个四维数据集，称为空间磁共振组分分布谱，指空间磁共振关联弛豫组分分布谱fx,y,T1,T2或者指空间磁共振扩散弛豫组分分布谱fx,y,D,T2；步骤30、选择第二个投影方向，其中第二个投影方向与第一个投影方向正交，重复步骤10和步骤20，获得第二个投影方向的空间磁共振组分分布谱F2；步骤40、在第一投影方向的空间磁共振组分分布谱F1上选定感兴趣组分区间，根据空间磁共振组分分布谱，确定选定组分在该投影平面上的位置；在第二投影方向的空间磁共振组分分布谱F2上选定相同的选定组分区间，根据空间磁共振组分分布谱，确定选定组分在该投影平面上的位置；结合两个正交投影平面上的该选定组分的位置，根据三视图的投影原理，获得该选定组分在三维空间上的位置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种用于低场磁共振的微观组分空间辨识方法

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