[發(fā)明專利]計算SPACE序列信號的方法和系統(tǒng)及主動脈信號的采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210176764.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102707251A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;鐘耀祖;張娜;劉新;鄭海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G01R33/54
• 分類號: G01R33/54;G01R33/50;A61B5/055
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)，尤其涉及計算SPACE序列信號的方法和系統(tǒng)及主動脈信號的采集方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上利用經(jīng)食道超聲心動圖（Transesophageal?echocardiography，TEE）的方法對主動脈斑塊特性進行研究。該方法將超聲探頭經(jīng)過口腔放到病人的食道里，以近距離檢測大動脈，特別是大動脈弓的斑塊，從而可以探測到斑塊的大小，及它是否隨血流移動，但是TEE技術(shù)的創(chuàng)傷性可能對病人帶來風(fēng)險。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，大家已經(jīng)可以使用對人體沒有損害的MRI技術(shù)對血管斑塊進行研究。斑塊定性需要T1加權(quán)和T2加權(quán)的圖像，使用T1加權(quán)的SPACE（sampling?perfection?with?application-optimized?contrasts?by?using?different?flip?angle?evolutions，根據(jù)不同翻轉(zhuǎn)角演化優(yōu)化對比度的完善采樣）三維快速自旋回波成像技術(shù)能夠在十幾分鐘內(nèi)采集到高分辨率的三維T1加權(quán)的圖像。

T1加權(quán)NAV-SPACE序列的圖像質(zhì)量因人而異，把T1加權(quán)NAV-SPACE序列用在不同的人上，圖像的質(zhì)量可以完全不一樣。現(xiàn)有的使用T1加權(quán)NAV-SPACE序列和相同的成像參數(shù)采集不同的志愿者的主動脈血管圖像的清晰程度卻有很大的差別。T1加權(quán)NAV-SPACE序列采集不同志愿者圖像質(zhì)量的差別源于該序列的運動敏感特性。在主動脈MRI圖像中，為了辨別血管壁和斑塊，血管壁與血流之間的信號對比度是越高越好。T1加權(quán)NAV-SPACE本身具有運動敏感特性（motion?sensitivity），移動物體的磁共振信號會因此發(fā)生散相，在圖像中表現(xiàn)為低信號甚至無信號。T1加權(quán)NAV-SPACE序列的運動敏感特性可以用于抑制血流信號，它可以令圖像產(chǎn)生“黑血”效果，但同時由于主動脈血管壁隨心跳移動，該特性也會使主動脈血管壁的信號散失。由于每個人心臟生理情況（收縮期、主動脈血流、主動脈弓的移動等）都不一樣，T1加權(quán)NAV-SPACE圖像的質(zhì)量也就因人而異。一般的情形，血管壁的散相程度是遠不及血管內(nèi)的血流的散相程度，所以應(yīng)當(dāng)在血流信號最暗的時候采集血流信號。通過模擬的方法根據(jù)血流的速度預(yù)先擬合出血流的信號強度，在采集的時候便可以采集到清楚的MRI圖像，由于實際中的主動脈中的血流的信號最暗點持續(xù)的時間只有幾十毫秒，這需要對SPACE序列的信號強度進行精確的計算，從而選擇采集時間采集數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)有的計算SPACE序列的信號強度的方法與實際測量的結(jié)果有很大的差距。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種精確計算SPACE序列信號的方法和系統(tǒng)，此外，還有必要提供一種根據(jù)精確計算SPACE序列信號的方法而進行的主動脈信號的采集方法。

一種SPACE序列信號的計算方法，該方法用于計算主動脈血流信號，包括以下步驟：將所述血流速度設(shè)為層流分布；根據(jù)層流分布的血流速度計算SPACE序列的累計相位；計算SPACE序列的旋轉(zhuǎn)矩陣；根據(jù)所述累計相位計算SPACE序列的弛豫矩陣；根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)矩陣和所述弛豫矩陣計算自旋磁化矢量的演進過程；根據(jù)所述自旋磁化矢量的演進過程計算層流分布的每層流體的SPACE序列的信號強度，將每層流體的信號強度求平均獲取血流的信號強度。

在其中的一個實施例中，所述層流分布的血流速度沿血管的中軸線呈拋物線分布。

在其中的一個實施例中，所述累計的相位為：其中γ是旋磁比，A_G是梯度力矩，τ是回波間距，為血管中沿血流方向的血流速度，x₀為常數(shù)，n為整數(shù)。

一種SPACE序列信號的計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于計算主動脈血流信號，包括：速度分布設(shè)置模塊、相位計算模塊、弛豫矩陣計算模塊、旋轉(zhuǎn)矩陣計算模塊、磁化矢量演進計算模塊和信號強度計算模塊。所述速度分布設(shè)置模塊用于將所述血流速度設(shè)為層流分布；所述相位計算模塊用于根據(jù)層流分布的血流速度計算SPACE序列的累計相位；所述旋轉(zhuǎn)矩陣計算模塊用于計算SPACE序列的旋轉(zhuǎn)矩陣；所述弛豫矩陣計算模塊用于根據(jù)所述累計相位計算SPACE序列的弛豫矩陣；所述磁化矢量演進計算模塊用于根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)矩陣和所述弛豫矩陣計算自旋磁化矢量的演進過程；所述信號強度計算模塊用于根據(jù)所述自旋磁化矢量的演進過程計算層流分布的每層流體的SPACE序列的信號強度，將每層流體的信號強度求平均獲取血流的信號強度。

在其中的一個實施例中，所述層流分布的血流速度沿血管的中軸線呈拋物線分布。