[發明專利]基于反轉恢復的組織分離成像方法

有效

• 申請號: 200810088280.0
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101571579A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 翁得河
• 申請（專利權）人: 西門子（中國）有限公司
• 主分類號: G01R33/54
• 分類號: G01R33/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及磁共振成像技術，特別涉及基于反轉恢復(IR，Inversion? Recovery)技術的組織分離成像方法。

背景技術

磁共振成像是利用磁共振現象進行成像的一種技術。磁共振現象的原理 主要包括：包含單數質子的原子核，例如人體內廣泛存在的氫原子核，其質 子具有自旋運動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸無一定的規律， 如果施加外在磁場，這些小磁體將按外在磁場的磁力線重新排列，具體為在 平行于或反平行于外在磁場磁力線的兩個方向排列，將上述平行于外在磁場 磁力線的方向稱為正縱向軸，將上述反平行于外在磁場磁力線的方向稱為負 縱向軸，原子核只具有縱向磁化分量，該縱向磁化分量既具有方向又具有幅 度。用特定頻率的射頻(RF，Radio?Frequency)脈沖激發處于外在磁場中的 原子核，使這些原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸，產生共振，這就 是磁共振現象。上述被激發原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負縱向軸之后， 原子核具有了橫向磁化分量。

停止發射射頻脈沖后，被激發的原子核發射回波信號，將吸收的能量逐 步以電磁波的形式釋放出來，其相位和能級都恢復到激發前的狀態，將原子 核發射的回波信號經過空間編碼等進一步處理即可重建圖像。上述被激發原 子核向激發前狀態的恢復過程稱為馳豫過程，恢復到平衡狀態所需的時間稱 為馳豫時間。馳豫時間包括縱向馳豫時間T1和橫向馳豫時間T2。

根據實際應用的要求，有時需要分別獲得同一成像物體中的各組織的圖 像，這時就需要使用分離成像方法。目前存在的分離成像方法包括以下幾種：

組織選擇激發方法：

由于不同組織具有不同的化學位移，如脂肪的化學位移約為3.5ppm，利 用該化學位移可以實現使用窄帶射頻脈沖只激發特定的組織以重建該特定 組織的圖像。但是如果人體所處的外在磁場的不均勻程度超過-3.5ppm，而 該特定組織為水時，使用該方法將無法獲得純水圖像，圖像中不可避免地會 包含一部分脂肪組織圖像，因此該方法對外在磁場不均勻性較敏感，并且針 對低場系統(例如0.35T系統)來說，由于水和脂肪之間的頻率偏移非常小 (約為50Hz)，窄帶射頻脈沖的設計也有一定的困難。

組織飽和方法：

其使用窄帶射頻脈沖激發成像物體中的一種組織的氫原子核，利用施加 的梯度磁場使該組織中的氫原子核磁化飽和，然后使用常規掃描序列再次激 發成像物體，由于該組織中的氫原子核磁化飽和，本次激發后只有該成像物 體中的另一種組織中的氫原子核對成像有貢獻，因而利用激發后的回波信號 重建的圖像為所述另一種組織的圖像。本方法同樣對外在磁場不均勻性較敏 感，并且針對低磁場強度的系統來說，窄帶脈沖的設計難度較大。而且，本 方法不適用于多組織分離成像，而通常用于水和脂肪這兩種組織的分離成像 中。

Dixon方法：

其基本原理是分別采集兩種組織中氫原子核的同相位和反相位兩種回 波信號，兩種不同相位的回波信號通過運算取出其中一種組織的信號，重建 另外一種組織的圖像，從而達到對前一種組織進行抑制的目的。該方法的缺 點是對外在磁場不均勻性較敏感，計算過程較為復雜，而且不適用于多組織 分離成像，而通常用于水和脂肪這兩種組織的分離成像中。

一種改進的三點Dixon方法同時取得一幅同相位圖像和兩幅反相位圖 像，根據兩幅反相位圖像，求得外在磁場不均勻性引起的附加相位，然后對 兩幅反相位圖像進行相位糾正，再與同相位圖像同時分別求得兩種組織的圖 像。這種方法的不足在于，由于兩幅反相位圖像求得的附加相位不能直接用 來對其相位進行糾正，而必須對相位進行反纏繞，然而相位反纏繞在數學上 是一個無解問題，因此假設外在磁場不均勻性在空間上的變化是緩慢的，求 解過程會相當費時，同樣地計算過程也較為復雜，而且不適用于多組織分離 成像，而通常用于水和脂肪這兩種組織的分離成像中。

反轉恢復分離成像方法：