磁共振血管成像方法和系统的制作方法

文档序号:1020722
专利名称:磁共振血管成像方法和系统的制作方法
技术领域
本申请涉及医学成像,尤其涉及一种磁共振血管成像方法和系统。
背景技术
磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiography, MRA)是目前临床诊断血管病变的主要手段之一,它通常包括增强MRA和非增强MRA两种方法。增强MRA是指在血管内注入造影剂(含钆顺磁造影剂)后,再进行血管成像的方法。过去认为含钆类顺磁造影剂的副作用很小,对人体不构成威胁。但近期大量的研究资料表明,这类造影剂对肾功能有潜在的损害,尤其是肾功能不全的患者可引起一种致命的并发症,称为肾源性系统纤维化。此外,增强MRA在外周血管,尤其是手部和足部的动脉,临床应用效果不尽人意,主要原因是外周末端动脉内的血流较慢,显影时容易受静脉图像的“污染”,此外,造影剂在动脉内首次通过的时间很短,限制了图像采集的空间分辨率,对显示手部和足部的细小动脉有一定困难。而非增强MRA是利用特殊的磁共振成像技术,在不需要造影剂的情况下显示血管的方法。不仅可以避免因造影剂引起的严重并发症,而且能延长扫描时间,增加空间分辨率。然而,现有的方法非常容易受血流速度和方向的影响,对显示走行迂曲、管径细小的手部和足部动脉有很大的困难。

发明内容
本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种能克服血流速度和方向影响的磁共振血管成像方法。本申请要解决的另一技术问题是提供一种磁共振血管成像系统。

本申请要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决:一种磁共振血管成像方法,包括:在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场;采集血管收缩期内的血流图像;采集血管舒张期内的血流图像;对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。所述在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场,包括:在心电门控触发的心脏收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加90° x-180° y-90° ”射频脉冲序列以及对称加载在180° y脉冲两边的流动敏感散相梯度磁场,在所述脉冲序列后面施加清除残余磁矩的梯度磁场。所述流动敏感散相梯度磁场的一阶矩叫满足>=I最小,其中Φ是总
i自旋相位,Y是磁旋比常数,■^是第i个自旋的流动速度。所述采集血管收缩期内的血流图像包括:使用平衡稳态自由进动技术采集血管收缩期内的血流图像。所述采集血管舒张期内的血流图像包括:在心电门控触发的心脏舒张期内,施加90° x_180° y-90° _x射频脉冲序列;使用平衡稳态自由进动技术采集血管舒张期内的血流图像。一种磁共振血管成像系统,包括收缩期图像采集模块、舒张期图像采集模块和减影模块, 所述收缩期图像采集模块用于在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场,采集血管收缩期内的血流图像;所述舒张期图像采集模块用于采集血管舒张期内的血流图像;所述减影模块用于对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。所述收缩期图像采集模块包括FSD准备单元,用于在心电门控触发的心脏收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加90° x-180° y-90°彳射频脉冲序列以及对称加载在180° y脉冲两边的流动敏感散相梯度磁场,在所述脉冲序列后面施加清除残余磁矩的梯度磁场。所述流动敏感散相梯度磁场的一`阶矩Hi1满足M=I最小,其中Φ是总
I
自旋相位,Y是磁旋比常数是第i个自旋的流动速度。所述收缩期图像采集模块还用于使用平衡稳态自由进动技术采集血管收缩期内的血流图像。所述舒张期图像采集模块还用于在心电门控触发的心脏舒张期内,施加90° x-180° y-90° ”射频脉冲序列;使用平衡稳态自由进动技术采集血管舒张期内的血流图像。由于采用了以上技术方案,使本发明具备的有益效果在于:⑴在本申请的具体实施方式
中,由于在收缩期成像中采用流动敏感散相,使得动脉内自旋散相而导致动脉血信号大幅度降低,从而可减少血流速度和方向对成像的影响,获取高质量的外周动脉图像,提高了非增强磁共振血管成像技术的临床实用性。⑵在本申请的具体实施方式
中,由于可在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,可根据实际需要,进行一维、二维或三维的流动敏感散相,进一步提高了使用的适应性。⑶在本申请的具体实施方式
中,在施加流动敏感散相梯度磁场后,再施加清除残余磁矩磁场梯度,保证了前一方向散相的血流自旋不会被后一方向散相部分或完全地聚相,从而保证了各个方向抑血效果的独立性,进一步提高了散相的效果。⑷在本申请的具体实施方式
中,在收缩期和舒张期的血流成像中,采用平衡稳态自由进动技术进行成像,成像速度快、信噪比高、成像视野大及不受血流速度和方向影响。(5)在本申请的具体实施方式
中,采用流动敏感散相和平衡稳态自由进动技术,由于其成像速度很快,可在同一心动周期内,完成收缩期和舒张期的血流成像,可减少血管位置变化引起的配准错误,从而提高图像质量。


图1为本申请磁共振血管成像方法一个实施例的流程图;图2为本申请磁共振血管成像方法另一个实施例的原理图;图3为本申请磁共振血管成像方法再一个实施例的流程图;图4为本申请磁共振血管成像方法再一个实施例射频序列的示意图;图5为本申请磁共振血管成像方法再一个实施例采集“黑动脉血”图像射频序列的不意图;图6为本申请磁共振血管成像方法再一个实施例采集“亮动脉血”图像射频序列的不意图;图7为本申请磁共 振血管成像系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。在目前的非增强MRA技术中,新鲜血液成像技术(fresh blood imaging, FBI)采用的基本序列是半傅立叶转换的三维快速自旋回波,在心电图R波触发下,分别采集下肢动脉在心脏舒张期和收缩期的图像。动脉在舒张期由于血流速度慢呈现高信号(动脉亮血图像),在收缩期由于血流速度快呈现低信号(动脉黑血图像),而静脉在舒张期和收缩期因血流速度缓慢均表现为强度相似的高信号。将舒张期与收缩期的图像进行减影,即得到仅有下肢动脉的血管图像。该方法的优势是血流信号不依赖于血液的流入效应,因而可用于行程较长的下肢动脉。其缺点是,动脉管径在舒张期和收缩期的变化较大,减影时可能因配准错误导致动脉图像的边缘模糊。其次,自旋回波在血流速度过快或血流方向紊乱时,容易发生信号的丢失,引起对血管狭窄程度的高估。此外,较长的成像时间也限制了该方法在临床上的应用。基于NATIVE-SPACE序列的非增强MRA方法采用的基本序列也是自旋回波,但它采用可变反转角技术,在扫描速度和空间分辨率上较前有了较大的提高,目前该方法在健康志愿者或下肢血管没有显著病变的患者中的成像效果非常理想,但对下肢动脉有严重狭窄的患者以及手部和足部的动脉,其图像质量仍然有限,核心原因是NATIVE-SPACE对血流速度和方向比较敏感。造影增强MRA不适用于肾功能不全的病人,并且容易产生静脉污染和图像空间分辨率低。而现有的FBI和Native-SPACE非增强MRA技术都是基于自旋回波,对血流速度和方向比较敏感,会导致血流速度过快或血流速度紊乱时信号丢失,引起对血管狭窄程度的高估。本申请基于这一缺陷提出基于稳态自由进动(steady-state free precession,SSFP)和流动敏感散相(Flow-Sensitive Dephasing, FSD)技术的非增强MRA方法,以获取高质量的外周动脉图像,提高非增强MRA技术的临床实用性。图1示出根据本申请磁共振血管成像方法的一个实施例的流程图,包括:步骤102:在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场;步骤104:采集血管收缩期内的血流图像;步骤106:采集血管舒张期内的血流图像;步骤108:对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。一种实施方式,步骤102具体包括:在心电门控触发的心脏收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加90° x-180° y-90° _x射频脉冲序列以及对称加载在180° y脉冲两边的流动敏感散相梯度磁场,在脉冲序列后面施加清除残余磁矩的梯度磁场。一种实施方式,流动敏感散相梯度磁场的一阶矩Hi1满足
权利要求
1.一种磁共振血管成像方法,其特征在于,包括: 在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场; 采集血管收缩期内的血流图像; 采集血管舒张期内的血流图像; 对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场,包括: 在心电门控触发的心脏收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加90° x-180° y-90°,射频脉冲序列以及对称加载在180° y脉冲两边的流动敏感散相梯度磁场,在所述脉冲序列后面施加清除残余磁矩的梯度磁场。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述流动敏感散相梯度磁场的一阶矩Hi1满足I最小,其中φ是总自旋相位,Y是磁旋比常数^ 是第i个自旋的流动速I.I度。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采集血管收缩期内的血流图像包括: 使用平衡稳态自由进动技术采集血管收缩期内的血流图像。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采集血管舒张期内的血流图像包括: 在心电门控触发的心脏舒张期内,施加90° x-180° y-90°彳射频脉冲序列; 使用平衡稳态自由进动技术采集血管舒张期内的血流图像。
6.一种磁共振血管成像系统,其特征在于,包括收缩期图像采集模块、舒张期图像采集模块和减影模块, 所述收缩期图像采集模块用于在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场,采集血管收缩期内的血流图像; 所述舒张期图像采集模块用于采集血管舒张期内的血流图像; 所述减影模块用于对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述收缩期图像采集模块包括FSD准备单元,用于在心电门控触发的心脏收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加90° x-180° y-90°彳射频脉冲序列以及对称加载在180° y脉冲两边的流动敏感散相梯度磁场,在所述脉冲序列后面施加清除残余磁矩的梯度磁场。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述流动敏感散相梯度磁场的一阶矩Hi1满^\Φ=Σ/.κ-.^ I最小,其中φ是总自旋相位,y是磁旋比常数,卩是第i个自旋的流动速度。
9.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述收缩期图像采集模块还用于使用平衡稳态自由进动技术采集血管收缩期内的血流图像。
10.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述舒张期图像采集模块还用于在心电门控触发的心脏舒张期内,施加90° x-180° y-90°,射频脉冲序列;使用平衡稳态自由进动技术采集血管舒张期内的血流 图像。
全文摘要
本申请公开了一种磁共振血管成像方法,包括在血管收缩期内,在读出方向和/或相位编码方向和/或选层方向施加流动敏感散相梯度磁场,在所述流动敏感散相梯度磁场后施加清除残余磁矩的梯度磁场;采集血管收缩期内的血流图像;采集血管舒张期内的血流图像;对所述收缩期内的血流图像和舒张期内的血流图像进行减影获得血流图像。本申请还公开了一种磁共振血管成像系统。在本申请的具体实施方式
中,由于在收缩期成像中采用流动敏感散相,使得动脉内自旋散相而导致动脉血信号大幅度降低,从而可减少血流速度和方向对成像的影响,获取高质量的外周动脉图像,提高了非增强磁共振血管成像技术的临床实用性。
文档编号A61B5/055GK103110420SQ20131003876
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者刘新, 樊昭阳, 张娜, 钟耀祖, 郑海荣, 李德彪 申请人:深圳先进技术研究院
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