[發(fā)明專利]一種基于磁共振指紋成像的快速定量T1ρ的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010400589.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111685764B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王前鋒;王鶴;戴飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/055
• 分類號(hào): A61B5/055
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發(fā)明屬于磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于磁共振指紋成像的快速定量T1ρ的方法。本發(fā)明方法包括在傳統(tǒng)MRF序列前增加spin?lock準(zhǔn)備脈沖，通過(guò)合理建模，將信號(hào)的T1ρ演化與信號(hào)的T1、T2演化融合一起，使每個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的信號(hào)都包含T1、T2和T1ρ的成分。設(shè)計(jì)偽隨機(jī)變化的序列參數(shù)TSL、FA、TR和TE，通過(guò)Bloch方程中磁化矢量的演化，建立不同弛豫時(shí)間值組合的字典，將實(shí)際采集到的圖像序列與字典匹配，從而定量出T1ρ、T1和T2值。本發(fā)明定量T1ρ的方法與傳統(tǒng)指數(shù)擬合的方法相比，可以大幅的縮短掃描時(shí)間，預(yù)期在T1ρ成像中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于磁共振指紋成像的快速定量T1ρ的方法。

背景技術(shù)

磁共振成像 (magnetic resonance imaging, MRI)是一種無(wú)創(chuàng)的，具有高空間分辨率、高組織對(duì)比度、可任意方向成像的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)。磁共振成像具有豐富的組織對(duì)比度，是臨床上重要的診斷工具，被廣泛應(yīng)用于臨床診斷、神經(jīng)科學(xué)和精神類疾病等領(lǐng)域。

磁共振指紋成像（magnetic resonance fingerprinting,MRF）最初由Ma等提出(Ma D, Gulani V, Seiberlich N, et al. Magnetic resonance fingerprinting.Nature. 2013;495(7440):187-192)，MRF采用偽隨機(jī)變化的序列參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,通過(guò)布洛赫（Bloch）方程仿真信號(hào)演化建立字典，該字典包含大量不同參數(shù)（如T1，T2）組合，將采集到的實(shí)際磁共振信號(hào)用模式識(shí)別的技術(shù)與字典進(jìn)行匹配，尋找出最佳的匹配曲線,從而定量出組織的T1、T2值（T1指縱向弛豫時(shí)間，T2指橫向弛豫時(shí)間）。除了可以快速準(zhǔn)確定量T1，T2外，MRF還可以應(yīng)用于水脂分離和波譜中肌酸激酶反應(yīng)率的定量，以及擴(kuò)散系數(shù)ADC的快速定量，MRF已成為磁共振快速定量技術(shù)研發(fā)的熱門領(lǐng)域。

T1ρ（或T1rho）是指旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的自旋-晶格弛豫時(shí)間(spin-latticerelaxation time in the rotating frame), 反映的是大分子的低頻運(yùn)動(dòng)信息。T1ρ成像中，自旋鎖定頻率（spin-lock frequency,FSL）一般在幾百赫茲到幾千赫茲，因此T1ρ對(duì)大分子的低頻運(yùn)動(dòng)很敏感，T1ρ可以反映大分子緩慢運(yùn)動(dòng)過(guò)程中大分子與氫質(zhì)子間相互作用的信息。T1ρ的應(yīng)用主要有T1ρ加權(quán)成像，T1ρ mapping和T1ρ分布（T1ρ dispersion）。T1ρ加權(quán)成像（或T1ρ mapping）具有不同于傳統(tǒng)T1、T2加權(quán)成像的軟組織對(duì)比，被廣泛應(yīng)用于肝臟纖維化分期、關(guān)節(jié)軟骨退變及阿爾茲海默癥等疾病的研究。

目前T1ρ的計(jì)算一般是通過(guò)掃描不同自旋鎖定脈沖的時(shí)間（spin-lock time,TSL），通過(guò)函數(shù)：

擬合的方法得到，式中S₀是TSL為0時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度，C為常數(shù)。指數(shù)擬合的方法比較耗時(shí)，容易受到運(yùn)動(dòng)偽影等的影響，不利于T1ρ成像方法在臨床等領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決T1ρ成像時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，提供一種基于磁共振指紋成像的快速定量T1ρ的方法。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

通過(guò)合理建模，將信號(hào)的T1ρ演化與信號(hào)的T1、T2演化融合一起，使每個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集的信號(hào)都包含T1、T2和T1ρ的成分。設(shè)計(jì)偽隨機(jī)變化的序列參數(shù)（自旋鎖定時(shí)間TSL、翻轉(zhuǎn)角FA、重復(fù)時(shí)間TR和回波時(shí)間TE），通過(guò)Bloch方程中磁化矢量的演化，建立不同弛豫時(shí)間值組合的字典，將實(shí)際采集到的圖像序列與字典匹配，從而定量出T1ρ、T1和T2值。具體步驟為：

（1）spin-lock準(zhǔn)備部分：在傳統(tǒng)磁共振指紋成像序列前增加spin-lock準(zhǔn)備脈沖；