[發明專利]一種用于視網膜的高精度高速磁共振成像方法

無效

• 申請號: 201110095964.5
• 申請日: 2011-04-18
• 公開（公告）號: CN102743170A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陳俊杰
• 申請（專利權）人: 陳俊杰
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;A61B3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及醫用磁共振成像領域，特別是一種視網膜成像方法。?

技術背景

磁共振成像是一種非放射性無損的醫用成像技術。它的基本原理是通過超導線圈產生的強磁場(例如1.5特斯拉)來排列氫原子的自旋軸的方向，然后使用射頻探頭產生自旋頻率(共振)的射頻脈沖以激發人體內自有的氫原子產生能級躍遷。去掉射頻脈沖后，氫原子將回到低能級并釋放自旋頻率的信號。通過使用射頻探頭接收到的這些信號并進行處理后產生人體圖像。?

磁共振成像的實現的關鍵因素是(1)強靜磁場；(2)梯度磁場；(3)射頻探頭；(4)脈沖序列。第(1)和(2)項在每個磁共振成像系統上是固定、不可變動的，后兩項是可以更改以適應用戶的不同要求。因此，磁共振成像領域的創新發明主要集中在新的射頻探頭和脈沖序列上。本發明就是實現磁共振成像在視網膜疾病診斷上的一個開創性的應用。?

人體視網膜只有200-300微米厚并可以細分為內外兩層。但是，現有的醫用磁共振成像技術的解析度通常＞500微米，從而不適用于視網膜成像。另外，在現在可實現的最高解析度，磁共振成像的成像時間通常需要幾分鐘到幾十分鐘，而眼睛每秒鐘都會產生非自主轉動從而降低圖像的實際解析度。由于這個限制，磁共振成像在診斷視網膜疾病方面的應用非常有限，主要用于檢測眼底腫瘤。?

發明內容

本發明實現了一個快速磁共振成像技術以達到＜50微米的成像解析度，從而適用于快速掃描200-300微米厚視網膜以早期發現組織病變(圖1)。現有的結果表明本方法可以在＜2分鐘內達到30微米的視網膜圖像解析度(注：單個細胞直徑在10微米左右)。通過進一步采用現有的高速數據采集方法，例如多次回波采集，本方法成像速度可以進一步縮短到幾秒鐘左右。?

本發明一種用于視網膜的磁共振成像方法，該方法包括以下幾個步驟：第一，發送一個90°激發射頻脈沖和同步產生的選層梯度磁場以激發氫原子到高能級；第二，產生一個相位編碼磁場以使不同坐標上的氫原子產生相位差以實現編碼；第三，產生一個180°聚焦射頻脈沖和同步的選層梯度磁場以聚集氫原子；第四，產生一個讀取梯度磁場并同步實施射頻信號采集，其構成了一個MRI脈沖序列以對視網膜進行成像。?

本發明所述的方法是依次使用構成的MRI脈沖序列實現解剖成像。并且設定讀取梯度磁場在垂直于中央視網膜的方向實現高清晰度視網膜斷層成像。本發明所述的方法中，通過增加讀取梯度磁場的延時以在不超過最大梯度磁場限制的情況下提高這個方向上的成像精度。?

附圖說明

圖1是本發明的磁共振成像圖像采集流程示意圖。它包括中央控制電腦(A)，射頻探頭(B)，和處于強磁場內人體的氫原子(C)。?

圖2是本發明的應用于人視網膜磁共振成像的脈沖序列(B)。?

具體實施方式

本發明包括以下幾個關鍵步驟：(1)一個90°激發射頻脈沖和同步產生的選層梯度磁場以激發氫原子到高能級；(2)一個相位編碼磁場以使不同坐標上的氫原子產生相位差以實現編碼；(3)一個180°聚焦射頻脈沖和同步的選層梯度磁場以聚集氫原子；(3)一個讀取梯度磁場并同步實施射頻信號采集，其構成了一個脈沖序列以對視網膜進行成像(圖2)。對于這三個梯度磁場，它們的大小和延時必須滿足：?

ΔL＝1/(G_iτ)，i＝x，y，or?z????(1)?

其中ΔL是圖像在X(或Y，Z)方向的解析度；Gi是在i方向的梯度磁場，包括選層梯度磁場、相位編碼磁場、和讀取梯度磁場；τ是梯度磁場的延時；γ是一個物理常數＝2.67*10⁸Hz/T。?

根據公式(1)，在不超過現有儀器的梯度磁場上限的情況下，在讀取信號的Z方向的解析度可以簡單地通過延長讀取時間來提高.因此當Z方向被設定在垂直于中央視網膜表面時，在視網膜的斷層面上小于50微米的解析度。?

具體而言，本發明方法的具體實施是基于現有的磁共振成像系統使用專業軟件編制一個通用的底層脈沖序列對視網膜磁共振成像。通用的磁共振成像脈沖序列包括：?

1.使用現有的三維梯度回波序列或自旋回波序列獲得低精度的三維眼睛圖像。?

2.選擇視網膜上感興趣的區域然后用通用磁共振成像算法計算出相應的選層梯度磁場，相位編碼磁場，和頻率編碼磁場的方向，大小和延時。?

3.根據設定的脈沖序列(圖2)，通過中央電腦控制射頻探頭輸出一個90°的激發射頻脈沖。同時產生選層梯度磁場以扭轉選定橫斷面上氫原子宏觀磁?化向量到橫向平面上以產生可探測的信號。?