基于單掃描超快速正交時(shí)空編碼的小視野磁共振成像方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于單掃描超快速正交時(shí)空編碼的小視野磁共振成像方法。該方法通過(guò)正交分布的空間編碼梯度和線性掃頻脈沖的有機(jī)結(jié)合，在激發(fā)階段使空間內(nèi)的質(zhì)子自旋獲得一個(gè)和空間位置相關(guān)的二次相位，從而對(duì)成像平面內(nèi)的質(zhì)子自旋進(jìn)行兩維的時(shí)空編碼；對(duì)于經(jīng)過(guò)正交時(shí)空編碼空間內(nèi)的質(zhì)子自旋，在解碼采樣期只有靜態(tài)相位分布的質(zhì)子自旋才能被檢測(cè)到，根據(jù)正交時(shí)空編碼的這種特性，通過(guò)設(shè)計(jì)解碼采樣梯度，就可以對(duì)空間內(nèi)多個(gè)任意分布的區(qū)域進(jìn)行解碼采樣，最終獲得多個(gè)感興趣區(qū)域的磁共振數(shù)據(jù)。將獲得的多個(gè)區(qū)域的磁共振數(shù)據(jù)，依次進(jìn)行高分辨重建，最后就可以得到多個(gè)區(qū)域的高分辨的小視野磁共振圖像。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于單掃描超快速正交時(shí)空編碼的小視野磁共振成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像的方法，尤其是涉及單掃描獲得多個(gè)離散分布區(qū)域的高分辨磁共振成像的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]平面回波成像(echo planar imaging, EPI))通過(guò)一系列快速切換的梯度回波進(jìn)行快速采樣，一次激發(fā)就可以獲得一幅磁共振像。EPI憑借它的高信噪比和超快的成像速度逐漸成為功能神經(jīng)成像(functional neuroimaging)和擴(kuò)散張量成像(diffusion tensorimaging, DTI)等高維成像的首選成像方法。然而，EPI成像方法由于本身固有的問(wèn)題嚴(yán)重影響了它的應(yīng)用效果，例如鬼影和環(huán)形偽影，由于磁化率不均勻引起的圖像畸變等問(wèn)題。這些問(wèn)題嚴(yán)重?fù)p壞了圖像質(zhì)量和限制了空間分辨率。這些偽影是由于采樣信號(hào)，在相位編碼方向的相位誤差，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)的回波鏈采樣期積累過(guò)大而引起的。雖然現(xiàn)在有很多相位校準(zhǔn)方法可以減輕偽影的影響，但是絕大部分的校準(zhǔn)方法都需要額外的預(yù)掃描，這將大大的影響成像效率，并且對(duì)于一些動(dòng)態(tài)成像來(lái)說(shuō)，預(yù)掃描的時(shí)候成像部位發(fā)生位置變動(dòng)，將使額外的預(yù)掃描數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，從而失去作用。另外一種方法就是減少采樣回波鏈的長(zhǎng)度，以縮短誤差的積累時(shí)間，從而減輕偽影的影響。但是簡(jiǎn)單的減少回波鏈的長(zhǎng)度，會(huì)犧牲空間分辨率。為了在減少回波鏈的時(shí)候仍能保持良好的空間分辨率，小視野成像技術(shù)被應(yīng)用到相位編碼方向。然而，對(duì)于EPI方法來(lái)說(shuō)，由于相位編碼維的采樣帶寬過(guò)低，在相位編碼方向?qū)嵤┬∫曇俺上駮r(shí)，會(huì)出現(xiàn)折疊偽影。為了解決這種折疊偽影，一些小視野技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的一些小視野方法，包括空間飽和法，正交激勵(lì)法，二維脈沖激勵(lì)法，但在單掃描的成像序列中表現(xiàn)都差強(qiáng)人意，不是在最后的數(shù)據(jù)中仍有其他信號(hào)的殘留，就是很容易受到不均勻場(chǎng)的影響。并且這些小視野成像方法，一次激發(fā)只能獲得空間內(nèi)唯一區(qū)域的小視野磁共振像，要想獲得空間內(nèi)N個(gè)離散分布區(qū)域小視野圖像，就必須進(jìn)行N次激發(fā)成像才能完成，這樣的話就降低了成像效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提供一種在一次激發(fā)的情況下，就能獲得多個(gè)離散分布區(qū)域的、具有很強(qiáng)抵抗不均勻場(chǎng)能力的、免受偽影困擾的和空間分辨率高的小視野成像方法
[0004]為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了基于單掃描超快速正交時(shí)空編碼的小視野磁共振成像方法，包含如下步驟:
[0005](I)首先對(duì)成像物體進(jìn)行感興趣區(qū)域定位，然后進(jìn)行調(diào)諧、勻場(chǎng)、功率和頻率校正；
[0006](2)導(dǎo)入事先編譯好的單掃描正交時(shí)空編碼序列；根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，設(shè)置脈沖序列的各個(gè)參數(shù)；
[0007]所述單掃描正交時(shí)空編碼序列的結(jié)構(gòu)依次為:高掃頻率的90度線性掃頻脈沖、TE/2、低掃頻率的180度線性掃頻脈沖、TE1AJE2/^ 180度的sine脈沖、TE2/2、采樣回波鏈；
[0008]所述高掃頻率的90度線性掃頻脈沖結(jié)合90度的空間編碼梯度G9tl對(duì)低帶寬維(y方向)進(jìn)行空間編碼，重聚梯度緊接著作用在所述空間編碼梯度G9tl之后，其梯度面積為所述空間編碼梯度G9tl面積的一半，正負(fù)與所述空間編碼梯度G9tl相反；所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖結(jié)合180度的空間編碼梯度G18tl對(duì)高帶寬維(X方向)進(jìn)行空間編碼；所述180度的sine脈沖和層選梯度Gss進(jìn)行層選；所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖前后施分別加了回波延時(shí)TE/2，所述180度的sine脈沖前后分別施加了回波延時(shí)TE2/2，所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖與180度的sine脈沖前后都有x，y, z三個(gè)方向的破壞梯度作用；
[0009]所述采樣回波鏈?zhǔn)怯煞謩e作用在X，y方向的梯度鏈組成；x方向的梯度鏈?zhǔn)怯梢幌盗姓?fù)切換的梯度構(gòu)成，且每個(gè)梯度的面積是所述空間編碼梯度G18tl面積的二倍；y方向的梯度鏈?zhǔn)怯梢幌盗写笮∠嗟鹊摹癰lips”梯度構(gòu)成，且所述“blips”梯度的總面積和等于所述空間編碼梯度G9tl的面積，正負(fù)和所述空間編碼梯度G9tl —致；
[0010]在所述采樣回波鏈之前，X和y方向分別施加了重聚梯度Gra和Gm，所述Gra的面積是X方向第一個(gè)梯度面積的一半，方向與之相反；所述Gm的面積是所有所述“blips”梯度的總面積的一半，方向與所述“blips”梯度相反；
[0011](3)執(zhí)行步驟(2)設(shè)置好的所述單掃描正交時(shí)空編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；數(shù)據(jù)采樣完成后，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行高分辨率重建，獲得高分辨的正交時(shí)空編碼磁共振圖像；
[0012]所述高分辨率重建的步驟是將獲得的二維單掃描正交時(shí)空編碼數(shù)據(jù)先進(jìn)行相位平滑處理，然后進(jìn)行二維的插值，最后逐維進(jìn)行高分辨率重建；
[0013](4)對(duì)步驟(3)得到的所述高分辨的正交時(shí)空編碼磁共振圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域標(biāo)記，然后記下每個(gè)區(qū)域的坐標(biāo)和視野大小；
[0014](5)根據(jù)步驟(4)得到的各區(qū)域坐標(biāo)和視野大小，根據(jù)正交時(shí)空編碼的原理，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的小視野解碼梯度；
[0015]所述設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的小視野解碼梯度具體步驟為:首先根據(jù)步驟(4)中記錄的感興趣區(qū)域的坐標(biāo)和視野大小，按如下的關(guān)系獲得相應(yīng)的梯度文件:
【權(quán)利要求】
1.基于單掃描超快速正交時(shí)空編碼的小視野磁共振成像方法，包含如下步驟: (1)首先對(duì)成像物體進(jìn)行感興趣區(qū)域定位，然后進(jìn)行調(diào)諧、勻場(chǎng)、功率和頻率校正； (2)導(dǎo)入事先編譯好的單掃描正交時(shí)空編碼序列；根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，設(shè)置脈沖序列的各個(gè)參數(shù)； 所述單掃描正交時(shí)空編碼序列的結(jié)構(gòu)依次為:高掃頻率的90度線性掃頻脈沖、TEi/2、低掃頻率的180度線性掃頻脈沖、TEi/2、TE2/2、180度的sine脈沖、TE2/2、采樣回波鏈； 所述高掃頻率的90度線性掃頻脈沖結(jié)合90度的空間編碼梯度G9tl對(duì)低帶寬維(y方向)進(jìn)行空間編碼，重聚梯度Got緊接著作用在所述空間編碼梯度G9tl之后，其梯度面積為所述空間編碼梯度G9tl面積的一半，正負(fù)與所述空間編碼梯度G9tl相反；所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖結(jié)合180度的空間編碼梯度G18tl對(duì)高帶寬維(X方向)進(jìn)行空間編碼；所述180度的sine脈沖和層選梯度Gss進(jìn)行層選；所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖前后施分別加了回波延時(shí)TE/2，所述180度的sine脈沖前后分別施加了回波延時(shí)TE2/2，所述低掃頻率的180度線性掃頻脈沖與180度的sine脈沖前后都有x，y, z三個(gè)方向的破壞梯度作用； 所述采樣回波鏈?zhǔn)怯煞謩e作用在X，y方向的梯度鏈組成方向的梯度鏈?zhǔn)怯梢幌盗姓?fù)切換的梯度構(gòu)成，且每個(gè)梯度的面積是所述空間編碼梯度G18tl面積的二倍；y方向的梯度鏈?zhǔn)怯梢幌盗写笮∠嗟鹊摹癰lips”梯度構(gòu)成，且所述“blips”梯度的總面積和等于所述空間編碼梯度G9tl的面積，正負(fù)和所述空間編碼梯度G9tl —致； 在所述采樣回波鏈之前，X和I方向分別施加了重聚梯度Gra和Gm，所述的面積是X方向第一個(gè)梯度面積的一半，方向與之相反；所述Gm的面積是所有所述“blips”梯度的總面積的一半，方向與所述“blips”梯度相反； (3)執(zhí)行步驟(2)設(shè)置好的所述單掃描正交時(shí)空編碼序列，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣；數(shù)據(jù)采樣完成后，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行高分辨率重建，獲得高分辨的正交時(shí)空編碼磁共振圖像； 所述高分辨率重建的步驟是將獲得的二維單掃描正交時(shí)空編碼數(shù)據(jù)先進(jìn)行相位平滑處理，然后進(jìn)行二維的插值，最后逐維進(jìn)行高分辨率重建； (4)對(duì)步驟(3)得到的所述高分辨的正交時(shí)空編碼磁共振圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域標(biāo)記，然后記下每個(gè)區(qū)域的坐標(biāo)和視野大小； (5)根據(jù)步驟(4)得到的各區(qū)域坐標(biāo)和視野大小，根據(jù)正交時(shí)空編碼的原理，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的小視野解碼梯度； 所述設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的小視野解碼梯度具體步驟為:首先根據(jù)步驟(4)中記錄的感興趣區(qū)域的坐標(biāo)和視野大小，按如下的關(guān)系獲得相應(yīng)的梯度文件:
【文檔編號(hào)】G01R33/48GK103809140SQ201410057472
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】蔡淑惠, 李敬, 蔡聰波, 陳林, 陳忠 申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)