【摘 要】
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定量磁化率成像（quantitative susceptibility mapping,QSM）技术利用相位信息得到局部磁场变化特性,并通过局部磁场到磁化率的反演计算,得到组织内部磁化率的定量分布。QSM技术已被广泛地应用于临床诊断和科学研究。为了解决由磁场到磁化率的反演的不适定问题,研究人员提出了各种重建算法,MEDI toolbox和STI Suite软件包是两种最常用的QSM重建软件包,其鲁
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定量磁化率成像（quantitative susceptibility mapping,QSM）技术利用相位信息得到局部磁场变化特性,并通过局部磁场到磁化率的反演计算,得到组织内部磁化率的定量分布。QSM技术已被广泛地应用于临床诊断和科学研究。为了解决由磁场到磁化率的反演的不适定问题,研究人员提出了各种重建算法,MEDI toolbox和STI Suite软件包是两种最常用的QSM重建软件包,其鲁棒性强,易于实施,是临床和科研中重建QSM时最常用的工具。定量成像中组织定量参数的准确性至关重要,但是QSM重建过程复杂,数据采集策略和QSM重建方案的变化会对磁化率图像产生不同的影响。目前,还没有报道关注图像空间均匀性对QSM的影响,本文针对这一问题进行了研究,其主要内容如下:（1）图像空间均匀性对基于MEDI toolbox算法重建QSM的影响研究该部分研究目的是评估线圈选择和空间均匀性校正对基于MEDI toolbox算法重建QSM的影响。13名健康受试者在3T磁共振成像系统上采用20通道和64通道头颈联合线圈完成扫描,得到分别施加和未施加空间均匀性校正的图像数据,再使用MEDI toolbox算法重建得到QSM,对比其图像质量、磁化率测量值和噪声水平。研究结果表明,用于QSM重建的图像数据施加空间均匀性校正后,磁化率图上大脑深部核团边界更加清晰,定量磁化率测量值均显著增加,均匀性校正后64通道和20通道线圈采集得到的核团磁化率平均值表现出良好的定量一致性。线圈选择和空间均匀性校正的使用对颅脑定量磁化率值有一定的影响,采用空间均匀性高的图像可提高QSM测量的准确性。（2）图像空间均匀性对基于STI Suite算法重建QSM的影响研究该部分研究目的是评估线圈选择和空间均匀性校正对基于STI Suite算法重建QSM的影响。13名健康受试者在3T磁共振成像系统上采用20通道和64通道头颈联合线圈完成扫描,得到分别施加和未施加空间均匀性校正的图像数据,再使用STI Suite算法重建得到QSM,对比其图像质量、磁化率测量值和噪声水平。研究结果表明,在STI Suite算法中,掩模可根据模图信号强度自动生成,均匀性校正前脑深部信号强度过低的区域有大块缺失,无法重建得到完整颅脑QSM,均匀性校正后数据自动生成的掩模更加合理,可以重建得到更加准确完整的QSM。掩模也可由人为手动设定,当均匀性校正前后人为手动设定使用同一个掩模时,均匀性校正前后的数据重建得到的QSM相同,并且64通道和20通道线圈采集得到的核团磁化率平均值表现出良好的定量一致性。空间均匀性校正可以提高STI Suite算法重建QSM的稳定性。（3）图像空间均匀性校正算法在颅脑QSM中的应用价值研究该部分研究目的是评估图像空间均匀性校正算法在基于MEDI toolbox算法重建QSM时的应用价值。为了解决由于模图的空间不均匀性导致QSM重建不准确的问题,本文尝试使用后处理算法N4ITK对模图进行空间均匀性校正,再结合原始相位图,使用MEDI toolbox算法重建QSM。研究结果表明,N4ITK算法可以有效改善模图的空间均匀性,经过算法校正后的模图数据,其重建得到的QSM有更好的组织对比度,核团边界更加清晰。N4ITK校正算法可以通过提高模图的空间均匀性进而在一定程度上改善QSM重建的准确性,但其在人体颅脑QSM的准确性还需要进一步研究。综上所述,提高图像的空间均匀性可以获得更准确的QSM,这一研究结果或将有助于提高临床上利用QSM进行疾病诊断和科学研究的准确性和横向对比的可靠性。
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