专利名称：一种用于视网膜的高精度高速磁共振成像方法
技术领域：
本发明涉及医用磁共振成像领域，特别是一种视网膜成像方法。
背景技术：
磁共振成像是一种非放射性无损的医用成像技术。它的基本原理是通过超导线圈产生的强磁场(例如I. 5特斯拉)来排列氢原子的自旋轴的方向，然后使用射频探头产生自旋频率(共振)的射频脉冲以激发人体内自有的氢原子产生能级跃迁。去掉射频脉冲后，氢原子将回到低能级并释放自旋频率的信号。通过使用射频探头接收到的这些信号并进行处理后产生人体图像。磁共振成像的实现的关键因素是⑴强静磁场；⑵梯度磁场；(3)射频探头；(4)脉冲序列。第(I)和(2)项在每个磁共振成像系统上是固定、不可变动的，后两项是可以更改以适应用户的不同要求。因此，磁共振成像领域的创新发明主要集中在新的射频探头和 脉冲序列上。本发明就是实现磁共振成像在视网膜疾病诊断上的一个开创性的应用。人体视网膜只有200-300微米厚并可以细分为内外两层。但是，现有的医用磁共振成像技术的解析度通常> 500微米，从而不适用于视网膜成像。另外，在现在可实现的最高解析度，磁共振成像的成像时间通常需要几分钟到几十分钟，而眼睛每秒钟都会产生非自主转动从而降低图像的实际解析度。由于这个限制，磁共振成像在诊断视网膜疾病方面的应用非常有限，主要用于检测眼底肿瘤。
发明内容
本发明实现了一个快速磁共振成像技术以达到< 50微米的成像解析度，从而适用于快速扫描200-300微米厚视网膜以早期发现组织病变(图I)。现有的结果表明本方法可以在< 2分钟内达到30微米的视网膜图像解析度(注单个细胞直径在10微米左右)。通过进一步采用现有的高速数据采集方法，例如多次回波采集，本方法成像速度可以进一步缩短到几秒钟左右。本发明一种用于视网膜的磁共振成像方法，该方法包括以下几个步骤第一，发送一个90°激发射频脉冲和同步产生的选层梯度磁场以激发氢原子到高能级；第二，产生一个相位编码磁场以使不同坐标上的氢原子产生相位差以实现编码；第三，产生一个180°聚焦射频脉冲和同步的选层梯度磁场以聚集氢原子；第四，产生一个读取梯度磁场并同步实施射频信号采集，其构成了一个MRI脉冲序列以对视网膜进行成像。本发明所述的方法是依次使用构成的MRI脉冲序列实现解剖成像。并且设定读取梯度磁场在垂直于中央视网膜的方向实现高清晰度视网膜断层成像。本发明所述的方法中，通过增加读取梯度磁场的延时以在不超过最大梯度磁场限制的情况下提高这个方向上的成像精度。
图I是本发明的磁共振成像图像采集流程示意图。它包括中央控制电脑(A)，射频探头(B)，和处于强磁场内人体的氢原子(C)。图2是本发明的应用于人视网膜磁共振成像的脉冲序列⑶。
具体实施例方式本发明包括以下几个关键步骤(I) 一个90°激发射频脉冲和同步产生的选层梯度磁场以激发氢原子到高能级；(2) —个相位编码磁场以使不同坐标上的氢原子产生相位差以实现编码；(3) —个180°聚焦射频脉冲和同步的选层梯度磁场以聚集氢原子；(3)一个读取梯度磁场并同步实施射频信号采集，其构成了一个脉冲序列以对视网膜进行成像(图2)。对于这三个梯度磁场，它们的大小和延时必须满足AL= I/ (Gi T ), i = X, y, or z (I)
其中AL是图像在X(或Y，Z)方向的解析度；Gi是在i方向的梯度磁场，包括选层梯度磁场、相位编码磁场、和读取梯度磁场；T是梯度磁场的延时；Y是一个物理常数=2. 67*108Hz/T。根据公式(I)，在不超过现有仪器的梯度磁场上限的情况下，在读取信号的Z方向的解析度可以简单地通过延长读取时间来提高.因此当Z方向被设定在垂直于中央视网膜表面时，在视网膜的断层面上小于50微米的解析度。具体而言，本发明方法的具体实施是基于现有的磁共振成像系统使用专业软件编制一个通用的底层脉冲序列对视网膜磁共振成像。通用的磁共振成像脉冲序列包括I.使用现有的三维梯度回波序列或自旋回波序列获得低精度的三维眼睛图像。2.选择视网膜上感兴趣的区域然后用通用磁共振成像算法计算出相应的选层梯度磁场，相位编码磁场，和频率编码磁场的方向，大小和延时。3.根据设定的脉冲序列(图2)，通过中央电脑控制射频探头输出一个90°的激发射频脉冲。同时产生选层梯度磁场以扭转选定横断面上氢原子宏观磁化向量到横向平面上以产生可探测的信号。4.根据设定的脉冲序列，通过中央电脑控制产生相位编码梯度磁场以对不同坐标的氢原子进行编码；5.根据设定的脉冲序列，通过中央电脑控制射频探头输出一个180°聚焦射频脉冲。同时产生选层梯度磁场以聚焦指定层面中的氢原子宏观磁化向量；6.根据设定的脉冲序列，通过中央电脑控制产生一个读取梯度磁场。同时把射频探头设在接收状态以采集被激发的氢原子跳跃回低能级时产生的射频信号。以上的论述仅仅是本发明的优选实施例，是为了解释和说明，并不是对发明本身的限制。发明并不局限于这里公开的特定实施例，而由下面的权利要求确定。另外，在前面的描述中的与特定的实施例有关的记载并不能解释为对本发明的范围或者权利要求中使 用的术语的定义的限制。所公开实施例的各种其它不同的实施例和各种不同的变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。但所有这些实施例、改变和变形都在随后权利要求的范围中。
权利要求
1.一种用于视网膜的磁共振成像方法，该方法包括以下几个步骤第一，发送一个90°激发射频脉冲和同步产生的选层梯度磁场以激发氢原子到高能级；第二，产生一个相位编码磁场以使不同坐标上的氢原子产生相位差以实现编码；第三，产生一个180°聚焦射频脉冲和同步的选层梯度磁场以聚集氢原子；第四，产生一个读取梯度磁场并同步实施射频信号采集，其构成了一个MRI脉冲序列以对视网膜进行成像。
2.根据权利要求I所述的用于视网膜的磁共振成像方法，其特征在于依次使用构成的MRI脉冲序列实现解剖成像。
3.根据权利要求2所述的用于视网膜的磁共振成像方法，其特征在于设定读取梯度磁场在垂直于中央视网膜的方向实现高清晰度视网膜断层成像。
4.根据权利要求3所述的用于视网膜的磁共振成像方法，其特征在于增加读取梯度磁场的延时以在不超过最大梯度磁场限制的情况下提高这个方向上的成像精度。
全文摘要
本发明提供一种用于视网膜的磁共振成像方法。该方法包括以下几个步骤第一，发送一个90°激发射频脉冲和同步产生的选层梯度磁场以激发氢原子到高能级；第二，产生一个相位编码磁场以使不同坐标上的氢原子产生相位差以实现编码；第三，产生一个180°聚焦射频脉冲和同步的选层梯度磁场以聚集氢原子；第四，产生一个读取梯度磁场并同步实施射频信号采集，其构成了一个MRI脉冲序列以对视网膜进行成像。本发明能够提高了视网膜的成像精度。
文档编号A61B3/14GK102743170SQ20111009596
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者陈俊杰 申请人:陈俊杰