一种磁共振成像方法
【专利摘要】本发明公开了一种磁共振成像方法，进行序列扫描并在多个回波获取时隙中采集回波数据，其中，利用导航获取时隙采集导航数据；根据所述导航数据与参考数据在K空间的相位相关性与基准值之间的关系，判断接受或拒绝在所述多个回波获取时隙中采集的回波数据：如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性大于或等于基准值，则接受所采集的回波数据；如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性小于基准值，则拒绝所采集的回波数据并且再次进行序列扫描并利用导航获取时隙采集导航数据及其后续步骤；根据所接受的回波数据获得磁共振图像数据。根据本发明的技术方案，无需增加额外的导航序列模块，无需手动定位局部运动，节省时间且不会在导航脉冲中产生黑带伪影。
【专利说明】一种磁共振成像方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振成像【技术领域】，特别是针对颈动脉的共振成像方法。
【背景技术】
[0002]在颈动脉的磁共振成像中，磁共振黑血成像日益成为颈动脉粥状硬化研究的有力工具。在颈动脉磁共振黑血成像中，可以采用双反转恢复(Double Inversion Recovery,DIR)或血流敏感散相(Flow Sensitive Dephasing, FSD)等方式进行颈动脉磁共振成像的预处理。但是磁共振黑血成像的问题在于扫描时间较长，也就是说在获取数据的过程中很有可能发生吞咽和其他喉部运动，因而会导致伪影等图像不清晰的问题。除磁共振黑血成像外，其他成像方法也同样存在受到局部运动影响而最终图像不清的问题。
[0003]具体而言，由于长时间扫描，在颈动脉血管壁成像的过程中难以避免吞咽。图1是现有技术中的导航序列和成像序列的示意图，其中弧线是代表局部运动的幅度的曲线。
[0004]如图1所示，针对导航序列，首先需要手动对局部运动的位置进行定位，然后针对该位置利用导航脉冲扫描，从而检测受检对象的局部运动是否进入接受区间(AcceptanceWindow)，即，局部运动的幅度和范围不会对成像序列扫描造成巨大影响的区间，在局部运动落入接受区间的情况下才进行成像序列扫描。
[0005]针对成像扫描，三维快速 自旋回波(Three Dimensional Turbo Spin-Echo,SPACE)序列是在三维磁共振黑血成像中较为典型的扫描方式。图2是现有技术中的三维快速自旋回波序列的时序示意图。如图2所示，在该三维快速自旋回波序列中，首先在射频信号RF上施加一个90°的激发射频脉冲，然后在该90°的激发射频脉冲后施加一个180°的重聚相射频脉冲，然后再施加随后的其他射频脉冲；在片层选择梯度(slice-selectgradient) Gs、相位编码梯度(phase encoding gradient) Gp 以及读出梯度(readoutgradient) Gr方向上分别施加相应的片层选择梯度、相位编码梯度以及读出梯度。在扫描过程中，模数转换器(Analog Digital Converter) ADC采集信号,其中，在阴影部分所示的数据获取(Acquisition)时隙ACST中模数转换器ADC采集回波信号。
[0006]通过上述方式可以降低局部运动对最终图像的影响，但是这种导航序列模块无疑会增加系统的复杂性并且浪费很多时间，尤其在局部运动随机发生并且发生概率较低的情况下，使用这种模块的必要性就更低。
[0007]综上所述，针对局部运动的上述现有解决方案存在以下有待改进之处:系统较为复杂，需要增加额外的导航序列模块；操作较为复杂，需要手动定位局部运动；较为浪费时间；导航脉冲会在最终成像产生黑带伪影，影响成像质量。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供一种磁共振成像方法，进行序列扫描并在多个回波获取时隙中采集回波数据，其中，利用导航获取时隙采集导航数据；根据所述导航数据与参考数据在K空间的相位相关性与基准值之间的关系，判断接受或拒绝在所述多个回波获取时隙中采集的回波数据:如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性大于或等于基准值，则接受所采集的回波数据；如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性小于基准值，则拒绝所采集的回波数据并且再次进行序列扫描并利用导航获取时隙采集导航数据及其后续步骤；根据所接受的回波数据获得磁共振图像数据。[0009]优选地，所述导航获取时隙在所述多个回波获取时隙之前和/或在所述多个回波获取时隙之后。
[0010]优选地，所述导航获取时隙与其相邻的回波获取时隙之间的间隔小于或等于相邻的回波获取时隙之间的间隔。
[0011]优选地，将设定时间内获取的多个所述导航数据进行平均作为所述参考数据。
[0012]优选地，根据经验值设定所述基准值。
[0013]从上述方案中可以看出，根据本发明实施例，无需增加额外的导航序列模块，无需手动定位局部运动，节省时间且不会在导航脉冲中产生黑带伪影，从而解决了现有技术中的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中:
[0015]图1是现有技术中的导航序列和成像序列的示意图。
[0016]图2是现有技术中的三维快速自旋回波序列的时序示意图。
[0017]图3是根据本发明具体实施例的三维快速自旋回波序列的时序示意图。
[0018]图4是出现局部运动时在K空间内导航回波与参考回波之间的相位相关性和幅度相关性的曲线图。
[0019]图5是根据本发明的具体实施例的颈动脉磁共振成像方法的步骤图。
[0020]图6是根据本发明的具体实施例的颈动脉磁共振成像方法的步骤S502的子步骤图。
[0021]图7A是根据现有技术的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像。
[0022]图7B是根据本发明的具体实施例的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像。
[0023]模数转换器ADC
[0024]数据获取时隙ACST
[0025]导航获取时隙NVGT
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本发明进一步详细说明。
[0027]根据本发明的颈动脉黑血磁共振成像方法的技术方案的核心在于:在模数转换器的数据获取时隙之前加入导航获取时隙，模数转换器在导航获取时隙采集导航回波，利用导航回波与参考回波之间在K空间中的相位相关性判断接受或者拒绝本次序列所获取的数据。其中，如果导航回波与参考回波之间在K空间中的相位相关性大于或等于基准值，那么接受本次序列所获取的数据；反之，那么拒绝本次序列所获取的数据。[0028]图3示出根据本发明具体实施例的三维快速自旋回波序列的时序示意图，在本具体实施例中，如图3所示，在模数转换器ADC的数据获取时隙ACST之前加入导航时隙NVGT，模数转换器ADC在导航获取时隙NVGT采集导航回波，利用该导航回波与参考导航回波之间在K空间中的相位相关性判断接受或者拒绝本次三维快速自旋回波序列所获取的数据。
[0029]K空间是一个抽象的空间，也称为傅里叶空间。磁共振成像数据根据不同的空间频率编排在特定的K空间位置，而空间频率用来描述某些以波的形式在空间传播的能量，因此，K空间也可理解为是带有空间定位编码信息的MR信号原始数据的填充空间。每一幅MR图像都有其相应的K空间数据，对K空间的数据进行傅里叶变换，就能重建出MR的图像。
[0030]MR成像数据实际上是根据不同的能量编排在特定的K空间位置，K空间的能量从中心向两侧呈指数衰减，因此，K空间的能量主要集中分布在K空间中心及靠近中心的两侧。
[0031]具体而言，图4是出现局部运动时在K空间内导航回波与参考回波之间的相位相关性和幅度相关性的曲线图，其中，粗线代表幅度相关性，细线代表相位相关性。如图4所示，当发生局部运动时，虽然在K空间内导航回波与参考回波之间的幅度相关性并不发生明显的变化，但是导航回波与参考回波之间的相位相关性在K空间中心以及靠近中心的两侧发生明显变化，即导航回波与参考回波之间的相位相关性在K空间中心以及靠近中心的两侧明显下降。
[0032]因此，可以通过在模数转换器ADC的数据获取时隙ACST之前施加导航获取时隙NVGT,利用导航获取时隙N VGT所获取的导航回波与参考回波之间在K空间中的相位相关性来检测局部运动的状况:如果导航回波与参考回波之间的相位相关性在K空间中心以及靠近中心的两侧明显下降，那么说明出现局部运动，因此拒绝此次序列所获取的数据；反之，那么说明未出现局部运动，因此接受此次序列所获取的数据。
[0033]图5是根据本发明的具体实施例的颈动脉磁共振黑血成像方法的步骤图，以下参考图5，以三维快速自旋回波序列扫描为例，通过各个步骤详细介绍本发明的具体实施例。
[0034]步骤S501，进行三维快速自旋回波序列扫描，其中，数模转换器在数据获取时隙之前通过导航获取时隙采集导航回波。
[0035]如图4所示，在模数转换器ADC的采集回波信号的数据获取时隙ACST之前，通过导航获取时隙NVGT采集导航回波。其中，导航回波是由一个线圈中的多个通道同时接受到的回波信号经过平均得到的，用户也可以根据需要对上述多个通道接受到的回波信号进行加权从而得到导航回波。其中，导航获取时隙NVGT与首个数据获取时隙ACST之间的时间间隔小于或者等于相邻数据获取时隙ACST之间的时间间隔。
[0036]步骤S502，根据导航回波与参考回波在K空间的相位相关性，判断接受或拒绝本次序列扫描所获取的数据。
[0037]将导航回波与参考回波在K空间的相位相关性与基准值比较:如果导航回波与参考回波在K空间的相位相关性大于基准值，则判断接受本次序列所获取的数据；如果导航回波与参考回波在K空间的相位相关性小于基准值，则判断拒绝本次序列所获取的数据并继续进行步骤S501及后续步骤。
[0038]其中，基准值可以人为设定或者由系统自动设定得出；如果导航回波与参考回波在K空间的相位相关性小于基准值，即导航回波与参考回波在K空间的相位相关性不足，那么说明此时三维快速自旋回波序列受到局部运动的影响较大，因此拒绝此时获得的数据。
[0039]步骤S503，判断是否获得全部数据。
[0040]判断是否获得全部数据，若未获得全部数据则继续对受检对象进行步骤S501及其后续步骤，若已获得全部数据则进行步骤S504。
[0041]步骤S504，生成图像。
[0042]利用获得的全部数据生成颈动脉磁共振黑血图像。
[0043]图6是根据本发明的具体实施例的颈动脉磁共振黑血成像方法的步骤S502的子步骤图，以下参考图6，通过各个子步骤详细步骤S502。
[0044]步骤S601，获取导航回波和参考回波。
[0045]导航回波是由多个不同通道接受到的回波信号经过平均得到的，用户也可以根据需要对多个不同通道接受到的回波信号进行加权从而得到导航回波。
[0046]在正式获取用于判断接受或者拒绝本次序列获取的数据的导航回波之前，将设定时间内获取的多个导航回波进行平均作为参考回波，其中，为了全面反映导航回波的变化范围，设定时间应包括至少一个吞咽周期。
[0047]步骤S602，从所获取的导航回波和参考回波中提取相位信息。
[0048]步骤S603，将所提取的相位信息解卷叠。
[0049]步骤S604，计算导航回波的经解卷叠的相位信息和参考回波的经解卷叠的相位信息之间的相关性。
[0050]计算参考回波的经解卷叠的相位信息，然后计算导航回波的经解卷叠的相位信息和参考回波的经解卷叠的相位信息之间的相关性。关于相关性计算，例如，可以采用一元线性回归分析得出经解卷叠的相位信息和参考回波的经解卷叠的相位信息之间的相关性，本领域技术人员还可以采用其他多种相关性计算方法得出经解卷叠的相位信息和参考回波的经解卷叠的相位信息之间的相关性。
[0051]步骤S605，比较经解卷叠的相位信息和参考相位信息之间的相关性和基准值。
[0052]基准值可以人为设定或者由系统自动设定得出；如果导航回波与参考回波在K空间的相位相关性小于基准值，即导航回波信号在K空间的相位相关性不足，那么此时三维快速自旋回波序列受到随机运动的影响较大，因此拒绝此时获得的数据。
[0053]在颈动脉血管壁成像中，通常使用横向弛豫时间T1加权的对比度，以三维快速自旋回波序列为例，140毫秒的序列时间大大短于吞咽周期，因此在数据获取脉冲之前设置一个导航回波脉冲即可，或者在数据获取脉冲之前设置一个导航回波脉冲也可。但是在重复时间Tk较长的情况下，可以设置在数据获取时隙之前和之后设置一个导航获取时隙，由此一次序列会产生两个导航回波信号，如果任一导航回波信号与参考信号在K空间的相位相关性小于基准值，那么拒绝本次序列获得的数据。
[0054]除本发明选取的三维快速自旋回波序列(SPACE)之外，还可以采用二维快速自旋回波(TSE)序列等来进行颈动脉磁共振黑血成像 。
[0055]同时，由于不修改扫描序列仅在模数转换器的数据获取脉冲之前施加导航脉冲，本发明除了适用于颈动脉磁共振黑血成像之外，还适用于其他进行颈动脉磁共振成像的预处理方式，并同样可以降低局部运动对图像质量的负面。
[0056]与现有技术比较，首先，本发明的技术方案无需进行手动定位；其次，本发明的技术方案中的导航脉冲不对组织或对象边界进行跟踪，因此不会像现有技术一样在最终图像中出现黑带伪影。
[0057]为了验证本发明的可行性，发明人将这一新的方法扫描了一个健康的受检对象的颈动脉。实验扫描都是在一台西门子3.0T全身成像仪完成的，辅以4通道的颈动脉线圈，采用横向弛豫时间Tl加权的非选择性激发的三维快速自旋回波序列。图7A是根据现有技术的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像，图7B是根据本发明的具体实施例的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像，如图7A和7B所示，采用本发明的技术方案的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像的质量优于采用现有技术的三维快速自旋回波序列获得的颈动脉图像。
[0058]本发明公开了一种磁共振成像方法，进行序列扫描并在多个回波获取时隙中采集回波数据，其中，利用导航获取时隙采集导航数据；根据所述导航数据与参考数据在K空间的相位相关性与基准值之间的关系，判断接受或拒绝在所述多个回波获取时隙中采集的回波数据:如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性大于或等于基准值，则接受所采集的回波数据；如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性小于基准值，则拒绝所采集的回波数据并且再次进行序列扫描并利用导航获取时隙采集导航数据及其后续步骤；根据所接受的回波数据获得磁共振图像数据。根据本发明的技术方案，无需增加额外的导航序列模块，无需手动定位局部运动，节省时间且不会在导航脉冲中产生黑带伪影。
[0059]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磁共振成像方法，进行序列扫描并在多个回波获取时隙中采集回波数据，其特征在于: 利用导航获取时隙采集导航数据； 根据所述导航数据与参考数据在K空间的相位相关性与基准值之间的关系，判断接受或拒绝在所述多个回波获取时隙中采集的回波数据:如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性大于或等于基准值，则接受所采集的回波数据；如果所述导航数据与所述参考数据在K空间的相位相关性小于基准值，则拒绝所采集的回波数据并且再次进行序列扫描并利用导航获取时隙采集导航数据及其后续步骤； 根据所接受的回波数据获得磁共振图像数据。
2.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述导航获取时隙在所述多个回波获取时隙之前和/或在所述多个回波获取时隙之后。
3.如权利要求2所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述导航获取时隙与其相邻的回波获取时隙之间的间隔小于或等于相邻的回波获取时隙之间的间隔。
4.如权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，将设定时间内获取的多个所述导航数据进行平均作为所述参考数据。
5.如权利要求1所述的磁 共振成像方法，其特征在于，根据经验值设定所述基准值。
【文档编号】A61B5/055GK103505208SQ201210206517
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】张琼, 赵聪 申请人:西门子(深圳)磁共振有限公司