專利名稱：一種彌散磁共振圖像計算方法及基于其的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彌散磁共振圖像計算方法及基于其的分析方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像的主要原理是利用人體組織中氫原子核(質(zhì)子)在磁場中受到的射頻脈沖的激勵而發(fā)生核磁共振現(xiàn)象，由此產(chǎn)生磁共振信號，經(jīng)過計算機處理重建出人體某一層面圖像的成像技術(shù)。磁共振成像的模態(tài)可分為彌散成像、結(jié)構(gòu)成像、波譜成像等。其中，彌散成像主要是利用水分子的彌散作用而實施的磁共振成像。彌散指的是分子的隨機不規(guī)則運動，是一個三維過程。彌散可分為兩種方式:一種是指在完全均勻的介質(zhì)中，分子的運動由于沒有障礙，因此其向各個方向運動的距離是相等的，這種彌散方式稱為各向同性彌散。舉例來說，在腦脊液及大腦灰質(zhì)中的分子運動近似為各向同性彌散。另一種是指彌散具有方向依賴性，在按一定方向排列的組織中，分子向各個方向彌散的距離不相等，稱為各向異性彌散，例如，水分子在大腦白質(zhì)中的彌散方式為各向異性彌散。磁共振成像在臨·床上主要用于以下人體部位:頭部、脊柱、四肢、盆腔、胸部和腹部。對于頭部磁共振成像的基本過程而言，首先需要對頭部(大腦)進行斷層掃描，由此獲得的圖像中的每個像素值都對應于大腦中的一個小立方體(可看作為體素，體積元素的簡稱，例如規(guī)格為2X2X2毫米的小立方體，也可以是規(guī)格為1X1X1毫米的小立方體)的信號平均值，這也是掃描所得圖像的分辨率。為了具體研究大腦中白質(zhì)等物質(zhì)的分布與結(jié)構(gòu)特點，高斯分布模型被引入到彌散磁共振圖像中。已經(jīng)證明水分子在大腦中的彌散作用符合高斯分布，即:可以用一個二階的張量來表征水分子的彌散，由二階張量的三個特征值以及特征向量，可以得到表征水分子彌散屬性的不同測度值。其中，常用的測度主要有FA (Fractional anisotropy,部分各向異性)和 MD (mean diffusivity,平均彌散性)等。這些測度值都是在每一個體素內(nèi)解算出來的。將這些測度值賦給該體素，由此得到FA圖像和MD圖像。這些測度值具有很大的實際應用價值，可以通過分析FA值或MD值的變化檢測出大腦的發(fā)育及老化、腦腫瘤的變化、測定療效等，以進行腦疾病的診斷與檢測。但基于上述數(shù)學模型的彌散測度值都是針對每個體素單體所求得的，因而并不能反映出每個體素與其周圍體素之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種彌散磁共振圖像計算方法及基于其的分析方法，主要通過利用各個體素與其周圍體素之間的關(guān)系來表征體素的水分子彌散屬性。本發(fā)明提供了一種彌散磁共振圖像計算方法，包括以下步驟:A、對成像客體進行斷層掃描，獲取成像客體的三維彌散原始圖像；B、計算所述三維彌散原始圖像中各個體素與其相鄰體素之間的彌散信號相似性值；
C、將各個體素的彌散信號相似性值作為各個體素的測度值構(gòu)成磁共振圖像。由上可以看出，基于相鄰體素之間相關(guān)性的磁共振圖像相比于基于FA、MD的磁共振圖像，能直觀反映出每個體素與其周圍體素之間的關(guān)系，對相鄰體素之間的相互影響的反映更為敏感。在上述方法中，步驟B所述相似性值可采用下述公式計算:
權(quán)利要求
1.一種彌散磁共振圖像計算方法，其特征在于，包括以下步驟: A、對成像客體進行斷層掃描，獲取成像客體的三維彌散原始圖像； B、計算所述維彌散原始圖像中各個體素與其相鄰體素之間的彌散信號相似性值； C、將各個體素的彌散信號相似性值作為各個體素的測度值構(gòu)成磁共振圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B所述相似性值采用下述公式計算:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B所述相似性值采用下述公式計算:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像客體包括至少以下之一:頭部、脊柱、四肢、盆腔、胸部和腹部。
5.一種基于權(quán)利要求1至4任一所述彌散磁共振圖像計算方法的分析方法，其特征在于，包括: 客體在不同狀態(tài)下分別根據(jù)所述彌散磁共振圖像計算方法獲得不同的彌散磁共振圖像； 對所述不同狀態(tài)下對應的不同的彌散磁共振圖像進行分析。
6.一種基于權(quán)利要求1至4任一所述彌散磁共振圖像計算方法的分析方法，其特征在于，包括: 以基于FA和/或MD的磁共振圖像，和基于步驟C所構(gòu)成的磁共振圖像，確定出步驟C所構(gòu)成的磁共振圖像與基于FA或MD的磁共振圖像的差異性； 基于所述差異性進行分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的分析方法，其特征在于，所述客體的不同狀態(tài)包括:年齡的不同階段、病理的不同階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的分析方法，其特征在于，所述分析包括:表示客體年齡不同階段、或不同病理的特征參數(shù)的分析。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種彌散磁共振圖像計算方法，包括以下步驟A、對成像客體進行斷層掃描，獲取成像客體的三維彌散原始圖像；B、計算所述維彌散原始圖像中各個體素與其相鄰體素之間的彌散信號相似性值；C、將各個體素的彌散信號相似性值作為各個體素的測度值構(gòu)成磁共振圖像。此外，本發(fā)明還提供了一種基于所述彌散磁共振圖像計算的分析方法，包括客體在不同狀態(tài)下分別根據(jù)所述彌散磁共振圖像計算方法獲得不同的磁共振圖像；對所述不同狀態(tài)下對應的不同的磁共振圖像進行分析。以便利用各個體素與其周圍體素之間的關(guān)系來表征每個體素的信號值，從而反映相鄰體素之間的相互影響，對相鄰體素之間的相關(guān)性的變化反應更為敏感。
文檔編號G06T7/00GK103230274SQ201310070349
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者龔高浪 申請人:北京師范大學