[發明專利]一種磁共振成像中的DIXON水脂分離方法

有效

• 申請號: 201210199815.8
• 申請日: 2012-06-16
• 公開（公告）號: CN103513202A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 張衛國
• 申請（專利權）人: 上海聯影醫療科技有限公司
• 主分類號: G01R33/561
• 分類號: G01R33/561
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 金碎平

技術領域

本發明涉及一種磁共振成像中的水脂分離方法，尤其涉及一種改進的DIXON水脂分離方法。

背景技術

人體MRI（磁共振成像）信號主要來源于兩種成分：水和脂肪。水分子中的氫質子的化學鍵為O-H鍵，而脂肪分子中氫質子的化學鍵為C-H鍵。由于這兩種結構中氫質子周圍電子云分布的不同，造成水分子中氫質子所感受到的磁場強度稍高些，最終導致水分子中氫質子的進動頻率要比脂肪分子中氫質子稍快些，其差別為3.5ppm，相當于150Hz/T，這種進動頻率差異隨著場強的增大而加大。例如場強為1.5T，水分子比脂肪分子中的氫質子進動頻率快225Hz。

在磁共振成像常用的GRE?T1WI序列中，可以通過選擇不同的回波時間（TE）得到水與脂肪信號正反相位圖像。

第一個同相位TE=1000ms÷［150Hz/T×場強］

第一個反相位TE=第一個同相位TE÷2

對于場強為1.5T，第一個同相位TE=1000÷（150×1.5）=4.4ms

????????????????第一個反相位TE=2.2ms

利用同相位和反相位圖像，可產生單獨的“水”或“脂肪”信號的圖像：

W：水的信號強度；????????????F：脂肪的信號強度

I同：水與脂肪同相位信號；????I反：水與脂肪反相位信號

那么：

I同=W+F；????????????????????I反=W-F

這樣，兩式分別相加和相減，得出：

W=（I同+I反）/2；????????????F=（I同-I反）/2

就可以進行單獨的水或脂肪的成像，也叫水脂分離成像，即原始DIXON技術[Dixon?WT,Simple?proton?spectroscopic?imaging,Radiology?153:189-194(1984)]。DIXON技術也可用干SE或FSE序列。

但是,在主磁場不均勻的情況下,原始DIXON技術無法實現水脂分離.只有采用改進后的DIXON方法,通過分析處理多回波磁共振信號,來實現主磁場不均勻情況下的水脂分離。相關的文獻有：Glover?GH,Schneider?E,Three-point?Dixon?technique?for?true?water/fat?decomposition?with?Bo?inhomogeneity?correction,Magnetic?Resonance?in?Medicine?18:371-383(1991);Zhang?W,Goldhaber?DM,Kramer?DM,Separation?of?Water?and?Fat?MR?Images?in?a?Single?Scan?at?35?T?Using“Sandwich”Echoes,Journal?of?Magnetic?Resonance?Imaging?6:909-917(1996)。

傳統的DIXON方法一般都要求所有回波信號中水脂信號相位成同相或反相的關系,因而對成像脈沖序列所能采用的回波時間(TE)及相關參數有嚴格的限制。例如在1.5T場強條件下,水脂反相的相位進動時間只能采用2.2毫秒,6.6毫秒,11.0毫秒等,而同相的回波時間只能采用4.4毫秒,8.8毫秒,13.2毫秒等。這種要求對用戶在成像序列參數的選擇帶來了不必要的限制。對場回波而言，相位進動時間等于回波時間；然而對于自旋回波序列，相位進動時間為實際回波時間與理想自旋回波時間的偏差。

Xiang?Qing-San和An?Li發明了一種稱作DPE的方法,見Xiang?QS,An?L,Water-Fat?Imaging?with?Direct?Phase?Encoding,Journal?of?Magnetic?Resonance?Imaging?7:1002-1015(1997)。DPE方法不再對回波信號中水脂相位的絕對關系進行限制,而只要求水脂信號在回波之間的相位進動差為固定量。這雖然給脈沖序列的回波時間及相關參數設置提供了靈活性,但對所得到數據必須進行與傳統DIXON不同的特殊處理。