CN102525469A - 针对小目标的磁共振成像方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种针对小目标的磁共振成像方法系统，包括：对小目标区域进行定位；在小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列；采集经过平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据信号获得K空间数据；对K空间数据进行傅里叶变换得到小目标图像；对小目标区域进行定位的步骤为：施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像；根据横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。施加平面回波弥散加权成像序列为：多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列。通过对小目标区域进行定位，并对小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列，达到对小目标区域进行磁共振成像的目的。
Description
【技术领域】
本发明涉及磁共振成像技术，特别是涉及一种针对小目标的磁共振成像方法和系统。
【背景技术】
磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)，当施加外在的均匀磁场时，采用特定频率的射频脉冲激发被测组织内的质子，质子吸收一定的能量而发生共振，当停止发射射频脉冲后，被激发的质子将吸收的能量以扫描信号的形式逐步释放，对扫描信号进行采集，并采用图像重建技术对扫描信号进行处理就可获得被测组织的扫描图像，即MRI图像。
在MR成像技术中，弥散加权成像(DWI，Diffusion Weighted Imaging)技术是重要的功能MRI成像技术之一。在DWI中，弥散加权梯度的施加增加了对水分子运动的敏感度，但同时也引入了对其他运动不期望的敏感性，导致了运动伪影的产生。平面回波成像(EPI，echo-planar imaging，)由于其较高的成像速度和运动不敏感性，是最常用的DWI序列。
然而，传统的MR成像技术还存在缺陷，对于大的成像对象中的小目标(例如前列腺)，通常相位视野(Field Of View，FOV)的大小远超过了感兴趣区(即小目标区域)，而且对小目标区域的位置确定不准确。
【发明内容】
一种针对小目标的磁共振成像方法，包括：对小目标区域进行定位；在所述小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列；采集经过所述平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据所述信号获得K空间数据；对所述K空间数据进行傅里叶变换得到小目标图像；所述对小目标区域进行定位的步骤为：施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像；根据所述横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。
优选地，所述施加平面回波弥散加权成像序列，具体为：多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列。
优选地，所述多次激发，具体为：在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。
优选地，所述二维空间选择激发，具体为：在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野中选择小目标成像视野。
另外，还有必要提供一种针对小目标的磁共振成像系统，包括：定位模块，用于对小目标区域进行定位；序列施加模块，在所述小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列；采集模块，采集经过所述平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据所述信号获得K空间数据；成像模块，用于对所述K空间数据进行傅里叶变换得到磁共振图像；所述定位模块包括：定位序列激发单元，用于施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像；小目标区域定位单元，用于根据所述横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。
优选地，所述序列施加模块，用于施加多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列。
优选地，所述序列施加模块包括：多激发单元，用于在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。
优选地，所述序列施加模块还包括：二维空间选择激发单元，用于在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野中选择小目标成像视野域。
采用本申请的方案，通过施加快速小角度激发序列对小目标区域进行精确定位，并对小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列，对小目标区域进行磁共振成像。
【附图说明】
图1为针对小目标的磁共振成像方法的流程图；
图2为图1中对小目标区域进行定位的具体流程图；
图3为序列的采集方式示意图；
图4为盆腔的磁共振成像图；
图5为图4中小目标区域前列腺的磁共振成像图；
图6为DWI弥散编码梯度施加的示意图；
图7为针对小目标的磁共振成像系统的详细模块图。
【具体实施方式】
为了能够针对小目标区域定位并进行磁共振成像，提出了一种针对小目标的磁共振成像方法，结合附图1，具体步骤为：
S10：对小目标区域进行定位。对需要进行磁共振成像的小目标区域进行定位，使得小目标区域在成像视野范围内。对成像组织进行定位的方法有：通过红外或激光的方式对成像组织或区域进行定位；或者是采用快速成像的序列获得图像，根据图像进行定位等。
具体地，参阅附图2，对小目标区域进行定位的步骤为：
S11：施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像。具体地，对需要成像的组织施加快速小角度激发(FLASH，fast low angle shot)序列，根据该序列获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像。FLASH序列成像速度快，减少为成像定位所等待的时间。
S13：根据横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。通过所获取的横截面、矢状面和冠状面的三幅定位图像，进而获得针对小目标区域的二次定位像，根据该二次定位像选择需要成像的小目标区域，然后达到定位的目的，确保小目标区域在成像范围内。
S30：在小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列。对小目标区域进行定位后，在该区域施加成像序列，即平面回波弥散加权成像序列(EPI-DWI，Echo-Planar Imaging-Diffusion Weighted Imaging)。具体地，该EPI-DWI为多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列，可以对小目标区域提供高时间-空间分辨率的图像，提高成像质量。
结合附图3～5，进一步地，上述多次激发，具体为：在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。在读出方向并行的进行多次分段的K空间填充，增加了读出方向上的K空间数据，进而提高了图像的空间分辨率。进一步地，本方案所采用的多次激发，减少了EPI的回波间隔，相位错误累计的时间较短，降低了磁敏感伪影。
上述二维空间选择激发，具体为：在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野(Field Of View，FOV)中选择小目标成像视野。在选层与相位编码两个方向施加激发脉冲，以减小相位编码方向的视野。具体地，在选定的相位编码方向的小视野中，在读出方向上进行多次激发的平面回波成像。例如，对于一个较大的盆腔成像中关注的小目标区域前列腺，通过在相位编码方向施加激发脉冲仅选定前列腺这一小成像目标。由于相位编码方向上FOV变小了，需要成像的区域也变窄了，所对应的成像时间也变短了，成像的效率得到了提高，可以满足临床的需要。
S50：采集经过平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据信号获得K空间数据。具体地，对小目标区域进行了平面回波弥散加权成像序列的激发，小目标区域会释放出磁共振信号，并采集。根据采集到的信号可以获得需要成像的K空间数据。
S70：对K空间数据进行傅里叶变换得到小目标图像。
采用本申请的方案，通过对小目标区域进行定位，并对小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列，达到对小目标区域进行磁共振成像的目的。
在其它实施例中，参阅附图6，对上述方案所施加的DWI弥散梯度进行了进一步的改进，具体地：
首先，施加射频脉冲、弥散梯度和选层梯度。
然后，施加连续正反向切换的读出梯度，并在读出梯度开始前施加相位编码梯度。
最后，在读出梯度的持续时间内采集信号。
其中，弥散梯度覆盖射频脉冲的间隔。即，弥散梯度的激发是在两个射频脉冲激发的间隔内。例如，在第一个90°射频脉冲至第二个180°射频脉冲之间施加弥散梯度，使得弥散梯度完全覆盖射频脉冲间隔，缩短扫描时间，提高采集速度。
在一实施例中，读出梯度的幅度和选层梯度的幅度相等。
采用该改进的弥散梯度，缩短了两个射频脉冲之间的间隔，使得弥散梯度在整个射频脉冲间隔之间进行施加，进一步的提高了成像速度。
基于上述所提供的方法，还有必要提供一种针对小目标的磁共振成像系统。结合附图7，一种针对小目标的磁共振成像系统，包括：
定位模块10，用于对小目标区域进行定位。对需要进行磁共振成像的小目标区域进行定位，使得小目标区域在成像视野范围内。对成像组织进行定位的方法有：通过红外或激光的方式对成像组织进行定位；或者是采用快速成像的序列获得图像，根据图像进行定位等。
具体地，定位模块10包括：
定位序列激发单元11，用于施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像。具体地，对需要成像的组织施加快速小角度激发(FLASH，fast low angle shot)序列，根据该序列获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像。FLASH序列成像速度快，减少为成像定位所等待的时间。
小目标区域定位单元13，用于根据所述横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。通过所获取的获得横截面、矢状面和冠状面的三幅定位图像，进而获得针对小目标区域的二次定位像，根据该二次定位像选择需要成像的小目标区域，然后达到定位的目的，确保小目标区域在成像范围内。
序列施加模块30，在所述小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列。在小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列。对小目标区域进行定位后，在该区域施加成像序列，即平面回波弥散加权成像序列(EPI-DWI，Echo-PlanarImaging-Diffusion Weighted Imaging)。具体地，该EPI-DWI为多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列，可以对小目标区域提供高时间-空间分辨率的图像，提高成像质量。
进一步地，序列施加模块30包括：
多激发单元31，用于在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。在读出方向并行的进行多次分段的K空间填充，增加了读出方向上的K空间数据，进而提高了图像的空间分辨率。进一步地，本方案所采用的多次激发，减少了EPI的回波间隔，相位错误累计的时间较短，降低了磁敏感伪影。
二维空间选择激发单元33，用于在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野中选择小目标成像视野域。在选层与相位编码两个方向施加激发脉冲，以减小相位编码方向的视野。具体地，在选定的相位编码方向的小视野中，在读出方向上进行多次激发的平面回波成像。例如，对于一个较大的盆腔成像中关注的小目标区域前列腺，通过在相位编码方向施加激发脉冲仅选定前列腺这一小成像目标。由于相位编码方向上FOV变小了，需要成像的区域也变窄了，所对应的成像时间也变短了，成像的效率得到了提高，可以满足临床的需要。
采集模块50，采集经过所述平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据所述信号获得K空间数据。具体地，对小目标区域进行了平面回波弥散加权成像序列的激发，小目标区域会释放出磁共振信号，并采集。根据采集到的信号可以获得需要成像的K空间数据。
成像模块70，用于对所述K空间数据进行傅里叶变换得到磁共振图像；
采用本申请的方案，通过对小目标区域进行定位，并对小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列，达到对小目标区域进行磁共振成像的目的。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种针对小目标的磁共振成像方法，其特征在于，包括：
对小目标区域进行定位；
在所述小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列；
采集经过所述平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据所述信号获得K空间数据；
对所述K空间数据进行傅里叶变换得到小目标图像；
所述对小目标区域进行定位的步骤为：
施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像；
根据所述横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。
2.根据权利要求1所述的针对小目标的磁共振成像方法，其特征在于，所述施加平面回波弥散加权成像序列，具体为：多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列。
3.根据权利要求2所述的针对小目标的磁共振成像方法，其特征在于，所述多次激发，具体为：在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。
4.根据权利要求3所述的针对小目标的磁共振成像方法，其特征在于，所述二维空间选择激发，具体为：在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野中选择小目标成像视野。
5.一种针对小目标的磁共振成像系统，其特征在于，包括：
定位模块，用于对小目标区域进行定位；
序列施加模块，在所述小目标区域施加平面回波弥散加权成像序列；
采集模块，采集经过所述平面回波弥散加权成像序列激发所释放的信号，根据所述信号获得K空间数据；
成像模块，用于对所述K空间数据进行傅里叶变换得到磁共振图像；
所述定位模块包括：
定位序列激发单元，用于施加快速小角度激发序列，获得横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像；
小目标区域定位单元，用于根据所述横截面、矢状面和冠状面三幅定位图像获得针对小目标区域的二次定位像，并定位。
6.根据权利要求5所述的针对小目标的磁共振成像系统，其特征在于，所述序列施加模块，用于施加多次激发与二维空间选择激发相结合的平面回波弥散加权成像序列。
7.根据权利要求6所述的针对小目标的磁共振成像系统，其特征在于，所述序列施加模块包括：
多激发单元，用于在弥散加权成像序列的读出方向上进行多次分段的K空间填充。
8.根据权利要求7所述的针对小目标的磁共振成像系统，其特征在于，所述序列施加模块还包括：
二维空间选择激发单元，用于在弥散加权成像序列的相位编码方向的视野中选择小目标成像视野域。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20181012 Address after: 518055 Nanshan District, Xili, Shenzhen University, Shenzhen, Guangdong, 1068 Patentee after: Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Science Address before: 201807 No. 2258 Chengbei Road, Jiading Industrial Zone, Jiading District, Shanghai. Patentee before: Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |