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波 谱 学 杂 志 第 31 卷第 1 期 Vol. 31 No. 1 2014 年 3 月 Chinese Journal of Magnetic Resonance Mar. 2014 文章编号：1000-4556(2014)01-133-22 定量磁化率成像重建方法及其应用 1 2 3 3∗ 1 王阿莉 ，林建忠 ，刘伟骏 ，蔡聪波 ，陈 忠 （1. 厦门大学 电子科学系，福建省等离子体与磁共振研究重点实验室，福建 厦门 361005 ； 2. 厦门大学 附属中山医院，福建 厦门 361005 ； 3. 厦门大学 通信工程系，福建 厦门 361005 ） 摘 要：磁共振成像(MRI) 中，相位图像包含丰富的组织磁化率变化信息，获取相位图像不 需要额外的扫描时间．组织中的顺磁性物质会影响组织磁化率差异，从而导致局部磁场不 均匀．对组织内顺磁性物质的定量有利于许多脑血管疾病和神经系统疾病的诊断，但利用 局部相位信息重建组织磁化率分布是一个不适定逆问题，目前仍然有许多问题亟待解决．该 文着重介绍定量磁化率成像(QSM)的原理、重建方法及其在MRI 中的应用． 关键词：定量磁化率成像(QSM) ；图像重建；背景磁场；相位图 中图分类号：O482.53 文献标识码：A 引言 磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI ）信号包含有幅值信息和相位信 息．通常情况下，常规的 MR 成像方法大多利用幅值信息而忽略了相位信息．然而， 磁共振信号的相位信息一样包含有丰富的信息．通过对获取的相位信息进行一定的预 处理，我们可以获得反映组织局部磁场变化的信息，这种局部磁场变化主要由组织间 的磁化率差异引起．磁化率是组织的一种内在性质，可以为临床医生提供一些相关疾 病的重要的诊断信息． 磁化率加权成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI ）是一种尝试通过采集组 收稿日期: 2013-11-06; 收修改稿日期: 2013-11-30 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ，中央高校基本业务费资助项目(2010121101) ． 作者简介: 王阿莉(1988-)，女，安徽界首人，硕士研究生，从事核磁共振新技术及应用方面的研究． *通讯联系人： 蔡聪波，电话：0592-2087539, E-mail: cbcai@xmu.edu.cn. 134 波 谱 学 杂 志 第 31 卷 织的相关磁化率信息来获得脑疾病诊断信息的技术．该技术是近年来新开发的核磁共 振（Nuclear Magnetic Resonance, NMR ）对比增强成像技术，最早由E. Mark Haacke [1] 等人于 1997 年发明 ．SWI 基于组织间磁化率的差异，提供不同于质子密度、T1 及 T2 加权的新型对比技术．在足够长的回波时间条件下，磁敏感区域的信号将与周围区 域信号反相，因此相位图像可以提供一个新型对比增强技术．尤其在灰质与白质 （GM/WM ）、铁沉积组织、静脉血管以及其他磁敏感组织上，相位图像提供的对比更 加明显[2] ．SWI 以梯度回波（Gradient Recalled-Echo, GRE ）作为序列基础．在大量的 神经系统诊断评估中，SWI 可以提供更细节的临床信息，与常规 MR 成像序列相辅相 成． SWI 自诞生之初就得到了快速发展，在临床医学上做出了很大的贡献．但不足之 处是，SWI 不能对组织内的磁化率信息进行定量分析．随着现代医疗科技的发展，只 对组织内铁沉积等顺磁性物质做定性分析已经满足不了临床医学的需要，在 SWI 技 术的基础上，21 世纪初开始有学者提出对