專利名稱：針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法和系統(tǒng)的制作方法
針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)，特別是涉及一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)，當(dāng)施加外在的均勻磁場(chǎng)時(shí)，采用特定頻率的射頻脈沖激發(fā)被測(cè)組織內(nèi)的質(zhì)子，質(zhì)子吸收一定的能量而發(fā)生共振，當(dāng)停止發(fā)射射頻脈沖后，被激發(fā)的質(zhì)子將吸收的能量以掃描信號(hào)的形式逐步釋放，對(duì)掃描信號(hào)進(jìn)行采集，并采用圖像重建技術(shù)對(duì)掃描信號(hào)進(jìn)行處理就可獲得被測(cè)組織的掃描圖像，即MRI 圖像。在MR成像技術(shù)中，彌散加權(quán)成像(DWI，Diffusion Weighted Imaging)技術(shù)是重要的功能MRI成像技術(shù)之一。在DWI中，彌散加權(quán)梯度的施加增加了對(duì)水分子運(yùn)動(dòng)的敏感度，但同時(shí)也引入了對(duì)其他運(yùn)動(dòng)不期望的敏感性，導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生。平面回波成像 (EPI, echo-planar imaging,)由于其較高的成像速度和運(yùn)動(dòng)不敏感性，是最常用的DWI序列。然而，傳統(tǒng)的MR成像技術(shù)還存在缺陷，對(duì)于大的成像對(duì)象中的小目標(biāo)(例如前列腺)，通常相位視野(Field Of View, F0V)的大小遠(yuǎn)超過了感興趣區(qū)(即小目標(biāo)區(qū)域)，而且對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的位置確定不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，包括對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位；在所述小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列；采集經(jīng)過所述平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)；對(duì)所述K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到小目標(biāo)圖像；所述對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位的步驟為施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像；根據(jù)所述橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。優(yōu)選地，所述施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，具體為多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列。優(yōu)選地，所述多次激發(fā)，具體為在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。優(yōu)選地，所述二維空間選擇激發(fā)，具體為在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野中選擇小目標(biāo)成像視野。另外，還有必要提供一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，包括定位模塊，用于對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位；序列施加模塊，在所述小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列； 采集模塊，采集經(jīng)過所述平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)；成像模塊，用于對(duì)所述K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到磁共振圖像；所述定位模塊包括定位序列激發(fā)單元，用于施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像；小目標(biāo)區(qū)域定位單元，用于根據(jù)所述橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。優(yōu)選地，所述序列施加模塊，用于施加多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列。優(yōu)選地，所述序列施加模塊包括多激發(fā)單元，用于在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。優(yōu)選地，所述序列施加模塊還包括二維空間選擇激發(fā)單元，用于在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野中選擇小目標(biāo)成像視野域。采用本申請(qǐng)的方案，通過施加快速小角度激發(fā)序列對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行精確定位， 并對(duì)小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行磁共振成像。

圖1為針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法的流程圖；圖2為圖1中對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位的具體流程圖；圖3為序列的采集方式示意圖；圖4為盆腔的磁共振成像圖；圖5為圖4中小目標(biāo)區(qū)域前列腺的磁共振成像圖；圖6為DWI彌散編碼梯度施加的示意圖；圖7為針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)的詳細(xì)模塊圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域定位并進(jìn)行磁共振成像，提出了一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，結(jié)合附圖1，具體步驟為SlO 對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位。對(duì)需要進(jìn)行磁共振成像的小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位，使得小目標(biāo)區(qū)域在成像視野范圍內(nèi)。對(duì)成像組織進(jìn)行定位的方法有通過紅外或激光的方式對(duì)成像組織或區(qū)域進(jìn)行定位；或者是采用快速成像的序列獲得圖像，根據(jù)圖像進(jìn)行定位等。具體地，參閱附圖2，對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位的步驟為Sll 施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像。具體地，對(duì)需要成像的組織施加快速小角度激發(fā)(FLASH，fast low angle shot)序列，根據(jù)該序列獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像。FLASH序列成像速度快，減少為成像定位所等待的時(shí)間。S13 根據(jù)橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。通過所獲取的橫截面、矢狀面和冠狀面的三幅定位圖像，進(jìn)而獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，根據(jù)該二次定位像選擇需要成像的小目標(biāo)區(qū)域，然后達(dá)到定位的目的， 確保小目標(biāo)區(qū)域在成像范圍內(nèi)。S30:在小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列。對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位后，在該區(qū)域施加成像序列，即平面回波彌散加權(quán)成像序列(EPI-DWI，Echo-Planar Imaging-Diffusion Weighted Imaging)。具體地，該EPI-DWI為多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列，可以對(duì)小目標(biāo)區(qū)域提供高時(shí)間-空間分辨率的圖像，提高成像質(zhì)量。結(jié)合附圖3 5，進(jìn)一步地，上述多次激發(fā)，具體為在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。在讀出方向并行的進(jìn)行多次分段的K空間填充，增加了讀出方向上的K空間數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了圖像的空間分辨率。進(jìn)一步地，本方案所采用的多次激發(fā)，減少了 EPI的回波間隔，相位錯(cuò)誤累計(jì)的時(shí)間較短，降低了磁敏感偽影。上述二維空間選擇激發(fā)，具體為在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野 (Field Of View, F0V)中選擇小目標(biāo)成像視野。在選層與相位編碼兩個(gè)方向施加激發(fā)脈沖，以減小相位編碼方向的視野。具體地，在選定的相位編碼方向的小視野中，在讀出方向上進(jìn)行多次激發(fā)的平面回波成像。例如，對(duì)于一個(gè)較大的盆腔成像中關(guān)注的小目標(biāo)區(qū)域前列腺，通過在相位編碼方向施加激發(fā)脈沖僅選定前列腺這一小成像目標(biāo)。由于相位編碼方向上FOV變小了，需要成像的區(qū)域也變窄了，所對(duì)應(yīng)的成像時(shí)間也變短了，成像的效率得到了提高，可以滿足臨床的需要。S50 采集經(jīng)過平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)。具體地，對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了平面回波彌散加權(quán)成像序列的激發(fā)，小目標(biāo)區(qū)域會(huì)釋放出磁共振信號(hào)，并采集。根據(jù)采集到的信號(hào)可以獲得需要成像的K空間數(shù)據(jù)。S70 對(duì)K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到小目標(biāo)圖像。采用本申請(qǐng)的方案，通過對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位，并對(duì)小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，達(dá)到對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行磁共振成像的目的。在其它實(shí)施例中，參閱附圖6，對(duì)上述方案所施加的DWI彌散梯度進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，具體地首先，施加射頻脈沖、彌散梯度和選層梯度。然后，施加連續(xù)正反向切換的讀出梯度，并在讀出梯度開始前施加相位編碼梯度。最后，在讀出梯度的持續(xù)時(shí)間內(nèi)采集信號(hào)。其中，彌散梯度覆蓋射頻脈沖的間隔。即，彌散梯度的激發(fā)是在兩個(gè)射頻脈沖激發(fā)的間隔內(nèi)。例如，在第一個(gè)90°射頻脈沖至第二個(gè)180°射頻脈沖之間施加彌散梯度，使得彌散梯度完全覆蓋射頻脈沖間隔，縮短掃描時(shí)間，提高采集速度。在一實(shí)施例中，讀出梯度的幅度和選層梯度的幅度相等。采用該改進(jìn)的彌散梯度，縮短了兩個(gè)射頻脈沖之間的間隔，使得彌散梯度在整個(gè)射頻脈沖間隔之間進(jìn)行施加，進(jìn)一步的提高了成像速度。基于上述所提供的方法，還有必要提供一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)。結(jié)合附圖7，一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，包括定位模塊10，用于對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位。對(duì)需要進(jìn)行磁共振成像的小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位，使得小目標(biāo)區(qū)域在成像視野范圍內(nèi)。對(duì)成像組織進(jìn)行定位的方法有通過紅外或激光的方式對(duì)成像組織進(jìn)行定位；或者是采用快速成像的序列獲得圖像，根據(jù)圖像進(jìn)行定位等。 具體地，定位模塊10包括 定位序列激發(fā)單元11，用于施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像。具體地，對(duì)需要成像的組織施加快速小角度激發(fā)(FLASH，fast low angleshot)序列，根據(jù)該序列獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像。FLASH序列成像速度快，減少為成像定位所等待的時(shí)間。小目標(biāo)區(qū)域定位單元13，用于根據(jù)所述橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。通過所獲取的獲得橫截面、矢狀面和冠狀面的三幅定位圖像，進(jìn)而獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，根據(jù)該二次定位像選擇需要成像的小目標(biāo)區(qū)域，然后達(dá)到定位的目的，確保小目標(biāo)區(qū)域在成像范圍內(nèi)。序列施加模塊30，在所述小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列。在小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列。對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位后，在該區(qū)域施加成像序列，即平面回波彌散加權(quán)成像序列(EPI-DWI，Echo-Planar Imaging-Diffusion Weighted Imaging) 0具體地，該EPI-DWI為多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列，可以對(duì)小目標(biāo)區(qū)域提供高時(shí)間-空間分辨率的圖像，提高成像質(zhì)量。進(jìn)一步地，序列施加模塊30包括多激發(fā)單元31，用于在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。在讀出方向并行的進(jìn)行多次分段的K空間填充，增加了讀出方向上的K空間數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了圖像的空間分辨率。進(jìn)一步地，本方案所采用的多次激發(fā)，減少了 EPI的回波間隔， 相位錯(cuò)誤累計(jì)的時(shí)間較短，降低了磁敏感偽影。二維空間選擇激發(fā)單元33，用于在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野中選擇小目標(biāo)成像視野域。在選層與相位編碼兩個(gè)方向施加激發(fā)脈沖，以減小相位編碼方向的視野。具體地，在選定的相位編碼方向的小視野中，在讀出方向上進(jìn)行多次激發(fā)的平面回波成像。例如，對(duì)于一個(gè)較大的盆腔成像中關(guān)注的小目標(biāo)區(qū)域前列腺，通過在相位編碼方向施加激發(fā)脈沖僅選定前列腺這一小成像目標(biāo)。由于相位編碼方向上FOV變小了，需要成像的區(qū)域也變窄了，所對(duì)應(yīng)的成像時(shí)間也變短了，成像的效率得到了提高，可以滿足臨床的需要。采集模塊50，采集經(jīng)過所述平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)。具體地，對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行了平面回波彌散加權(quán)成像序列的激發(fā)，小目標(biāo)區(qū)域會(huì)釋放出磁共振信號(hào)，并采集。根據(jù)采集到的信號(hào)可以獲得需要成像的K空間數(shù)據(jù)。成像模塊70，用于對(duì)所述K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到磁共振圖像；采用本申請(qǐng)的方案，通過對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位，并對(duì)小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，達(dá)到對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行磁共振成像的目的。以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)， 在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，其特征在于，包括 對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位；在所述小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列；采集經(jīng)過所述平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)；對(duì)所述K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到小目標(biāo)圖像； 所述對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位的步驟為施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像； 根據(jù)所述橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像， 并定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，其特征在于，所述施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，具體為多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，其特征在于，所述多次激發(fā)， 具體為在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法，其特征在于，所述二維空間選擇激發(fā)，具體為在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野中選擇小目標(biāo)成像視野。
5.一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括 定位模塊，用于對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位；序列施加模塊，在所述小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列； 采集模塊，采集經(jīng)過所述平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)所述信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)；成像模塊，用于對(duì)所述K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到磁共振圖像； 所述定位模塊包括定位序列激發(fā)單元，用于施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像；小目標(biāo)區(qū)域定位單元，用于根據(jù)所述橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述序列施加模塊，用于施加多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述序列施加模塊包括多激發(fā)單元，用于在彌散加權(quán)成像序列的讀出方向上進(jìn)行多次分段的K空間填充。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述序列施加模塊還包括二維空間選擇激發(fā)單元，用于在彌散加權(quán)成像序列的相位編碼方向的視野中選擇小目標(biāo)成像視野域。
全文摘要
一種針對(duì)小目標(biāo)的磁共振成像方法系統(tǒng)，包括對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位；在小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列；采集經(jīng)過平面回波彌散加權(quán)成像序列激發(fā)所釋放的信號(hào)，根據(jù)信號(hào)獲得K空間數(shù)據(jù)；對(duì)K空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換得到小目標(biāo)圖像；對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位的步驟為施加快速小角度激發(fā)序列，獲得橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像；根據(jù)橫截面、矢狀面和冠狀面三幅定位圖像獲得針對(duì)小目標(biāo)區(qū)域的二次定位像，并定位。施加平面回波彌散加權(quán)成像序列為多次激發(fā)與二維空間選擇激發(fā)相結(jié)合的平面回波彌散加權(quán)成像序列。通過對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定位，并對(duì)小目標(biāo)區(qū)域施加平面回波彌散加權(quán)成像序列，達(dá)到對(duì)小目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行磁共振成像的目的。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102525469SQ20121002252
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者劉偉, 劉新, 吳垠, 張娜, 潘艷麗, 鄭海榮, 鐘耀祖 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院