CN116327167B 一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法 （南京理工大学）

一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫本发明公开了一种用于脑部微组织结构测在多回波时间和多b值下的扩散磁共振数据；建基于球面平均技术的多参数联合优化方法获得多组织脑微结构的扩散弛豫时间和扩散敏感系发明可提供组织成分特定的非T2加权的神经突2步骤1、通过磁共振设备对脑部进行扩散加权成像扫步骤2、基于球面平均扩散弛豫谱成像模型对多b步骤3、基于扩散弛豫谱成像模型和步骤2中得到的弛豫时间对多b值多回波时间的扩散磁共振图像进行拟合得到无T2加权的具有脑组织特异性的纤扩散弛豫谱成像模型根据特定回波时间τ,扩散梯度方向g和b值采集的扩散磁共振信r其中w(Dr),w(Dh),w(Df)是对应于脑组织内受限、受32.根据权利要求1所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特3.根据权利要求1所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特4.根据权利要求3所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特5.根据权利要求1所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特受限Λr和受阻Λh部分。6.根据权利要求5所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特7.根据权利要求1所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特首先求解扩散弛豫谱成像模型的球面平均系数，然后从球面平均5=KEOW=KX4当求解得到E之后，纤维方向分布函数的估计模型重写为一个严格凸的二次规划问题8.根据权利要求7所述的一种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法，其特所述轴突形态指数包括平均轴突半径MeanNR、内部偏差指数Std.NR和相对轴突半径5数具有回波时间依赖性这将减少模型衍生的定量指标的特异性，及研究结果的可解释性，特别是对于研究伴随着T2弛豫时间大幅改变的大脑发虑弛豫扩散的耦合关系可能会显著改善脑组织微结构的表征。具有单一回波时间的标准种用于脑部微组织结构测量的扩散弛豫谱成像方法具6[0010]步骤3、基于扩散弛豫谱成像模型和步骤2中得到的弛豫时间对多b值多回波时间的扩散磁共振图像进行拟合得到无T2加权[0014]图2为根据本发明的方法在真实人脑数据(TE＝75,85,95,105,115,125,135ms,b[0017]图5为根据本发明的方法在健康人脑数据上计算的纤维方向分布，分别显示了在7[0025]步骤3、基于扩散弛豫谱成像模型和步骤2中得到的弛豫时间对多b值多回波时间的扩散磁共振图像进行拟合得到无T2加权[0032]进一步地，所述的步骤2中球面平均扩散弛豫谱成像模型排除了纤维方向分布对[0033]进一步地，所述的步骤2中球面平均扩散弛豫谱成像模型将大脑的微观组织环境[0034]进一步地，所述的步骤2中球面平均扩散弛豫谱成像模型中每一个扩散部分通过[0040]本发明方法中的球面平均扩散弛豫谱成像模型排除了纤维方向分布对于弛豫时[0041]本发明方法中的球面平均扩散弛豫谱成像模型中每一个扩散部分通过一系列自8[0046]基于实施例1，对扩散弛豫谱成像模型和球面平均扩散弛豫谱成像模型具体设计[0048]扩散弛豫谱成像模型根据特定回波时间τ,扩散梯度方向g和b值采集的扩散磁共[0056]s.t.rr(b),rn(b),rg(b)之0vb,w(D,),w(Dn),w(Dj)⃞0rh9[0069]当求解得到E之后，纤维方向分布函数的估计模型可以重写为一个严格凸的二次[0077]通过理论推导和实验验证得到图2～图5，图2为根据本发明的方法在真实人脑数据(TE＝75,85,95,105,115,125,135ms,b＝4豫时间比正常白质组织长；(b_c)显示本发明(c)相比于传统单TE方法(b)对神经突形态的描绘和肿瘤内微环境的标准非常敏感，图5为根据