[發(fā)明專利]一種磁共振成像水脂圖像辨析方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010610002.4
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102525460A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翁得河
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子(深圳)磁共振有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁共振成像水脂圖像辨析方法及裝置。

背景技術(shù)

磁共振成像是利用磁共振現(xiàn)象進(jìn)行成像的一種技術(shù)。磁共振現(xiàn)象的原理主要包括：包含單數(shù)質(zhì)子的原子核，例如人體內(nèi)廣泛存在的氫原子核，其質(zhì)子具有自旋運(yùn)動，猶如一個小磁體，并且這些小磁體的自旋軸無一定的規(guī)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(fù)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(fā)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(fù)縱向軸，產(chǎn)生共振，這就是磁共振現(xiàn)象。上述被激發(fā)原子核的自旋軸偏離正縱向軸或負(fù)縱向軸之后，原子核具有了橫向磁化分量。

停止發(fā)射射頻脈沖后，被激發(fā)的原子核發(fā)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(fù)到激發(fā)前的狀態(tài)，將原子核發(fā)射的回波信號經(jīng)過空間編碼等進(jìn)一步處理即可重建圖像。上述被激發(fā)原子核向激發(fā)前狀態(tài)的恢復(fù)過程稱為馳豫過程，恢復(fù)到平衡狀態(tài)所需的時間稱為馳豫時間。

由于人體內(nèi)部脂肪中的氫原子核和水中的氫原子核所處的分子環(huán)境不相同，在使用相同射頻脈沖進(jìn)行激發(fā)時，它們的共振頻率不相同，馳豫時間也不相同。在不同的回波時間采集信號，脂肪組織和水表現(xiàn)出不同的相位以及信號強(qiáng)度。

狄克遜(Dixon)法是在磁共振成像中用以產(chǎn)生純水質(zhì)子圖像的方法，其基本原理是分別采集水和脂肪質(zhì)子的同相位(In?Phase)和反相位(Out?phase)兩種回波信號，兩種不同相位的信號通過運(yùn)算，去除脂肪信號，產(chǎn)生一幅純水質(zhì)子的影像，從而達(dá)到脂肪抑制的目的。Dixon法的缺點(diǎn)是受磁場不均勻性影響較大，易受呼吸運(yùn)動影響，計算方法復(fù)雜并容易出現(xiàn)錯誤。

為了同時得到分離的純水和純脂肪圖像，一種改進(jìn)的三點(diǎn)Dixon方法被廣泛應(yīng)用，該方法的原理是同時取得一幅同相位(或反相位)圖像和兩幅反相位(或同相位)圖像，根據(jù)兩幅反相位(或同相位)圖像，求得磁場不均勻?qū)е碌母郊酉辔唬瑢煞聪辔?或同相位)圖像進(jìn)行相位校正，然后與同相位(或反相位)圖像一起求得水的圖像及脂肪的圖像。

三點(diǎn)Dixon法的具體操作過程有多種，例如，以利用一幅同相位圖像和兩幅反相位圖像的情況為例，發(fā)明人為汪堅敏和翁得河、申請?zhí)枮?00510008973.0的中國專利申請中公開的一種水脂分離圖像重建方法，該方法包括以下步驟：取得一幅同相位圖像和兩幅反相位圖像；求各通道的數(shù)據(jù)線圈靈敏度分布；合成各通道圖像；求兩幅反相位圖像的相位差；檢測同相位圖像中的一些特征區(qū)域以作為修正相位的判據(jù)；以及修正反相位圖像的相位，計算出水和脂肪的圖像。

此外發(fā)明人為吳東梅和王振奎、申請?zhí)枮?00910119608.5的中國專利申請中也公開的一種水脂分離實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：獲取一幅同相位圖像以及兩幅反相位圖像；計算所述兩幅反相位圖像的相位差，并利用該相位差對所述兩幅反相位圖像中由磁場不均勻性所引起的相位進(jìn)行修正；利用修正后的兩幅反相位圖像，對所述同相位圖像中由渦電流所引起的線性相位差進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的三幅圖像，計算得到水和脂肪圖像。

圖1給出了基于快速自旋回波(TSE)序列的三點(diǎn)Dixon法獲取兩個反相位圖像和一個同相位圖像的數(shù)據(jù)采集及編碼序列的示意圖。其中，RF、RO和PE分別對應(yīng)射頻脈沖、讀出梯度和編碼梯度。

如圖1所示，磁共振成像設(shè)備首先發(fā)射一個90度射頻脈沖RF_0，然后再發(fā)射一個180度重聚相射頻脈沖RF_1。在距離90度射頻脈沖RF_0的回波時間(TE)之后，磁共振成像設(shè)備在讀出梯度方向上施加讀出梯度，分別讀取三個回波1、2、3。接著再發(fā)射一個180度重聚相射頻脈沖RF_2，并在讀出梯度方向上施加讀出梯度，分別讀出三個回波4、5、6；上述操作可重復(fù)多次。圖1序列在改變相位編碼梯度后，不斷地被重復(fù)，直至讀取k空間上的所有回波。其中，回波1、4、7……等對應(yīng)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成一幅反相位圖像的原始數(shù)據(jù)，回波2、5、8……等對應(yīng)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成一幅正相位圖像的原始數(shù)據(jù)，回波3、6、9……等對應(yīng)的數(shù)據(jù)線構(gòu)成另一幅反相位圖像的原始數(shù)據(jù)。這些回波通過用在相位編碼方向施加的相位編碼梯度的適當(dāng)調(diào)制而得到k空間上不同行的數(shù)據(jù)，當(dāng)k空間被填滿后，經(jīng)過傅立葉變換，構(gòu)成對應(yīng)的一幅同相位圖像和兩幅反相位圖像。