CN103349551A - 一种磁共振弹性成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及一种磁共振弹性成像方法及系统。本发明磁共振弹性成像方法包括：步骤a：通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号；步骤b：通过外部激励装置检测触发脉冲信号的频率，并根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步；步骤c：通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图像。本发明通过磁共振成像装置提前向外部激励装置发送触发脉冲信号，根据触发脉冲信号使磁共振成像装置与外部激励装置的振动频率自动同步，节省调节振动频率的手动操作，缩短采集时间，提高采集效率。
Description
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及一种磁共振弹性成像方法及系统。
背景技术
弹性（或硬度）是人体等生物组织物理性质中一种重要的机械力学参数，生物组织的弹性模量或硬度依赖于其分子组成以及相应的微观组织结构，与其生物学特性紧密相关。生物组织的弹性变化常与病理现象紧密相关，病变组织和正常组织通常会存在弹性模量或硬度的差异，这种差异为临床疾病的诊断提供了重要的参考信息。
以检测生物组织弹性模量为目的的弹性成像技术是近年来兴起的诊断成像技术，其基本原理是通过检测对组织施加一定压力前后的形变求解组织硬度；磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging,MRI）由于有极好的软组织分辨、多种功能成像手段和无辐射伤害等优点，已成为当前最重要的临床诊断手段之一。而磁共振弹性成像（Magnetic Resonance Elastography，MRE）作为一种新型的无创成像方法，利用一种特殊的磁共振技术，通过评价机械波在组织中的传播，从而提供关于组织弹性的信息，能直观显示和量化人体内部组织弹性，并对组织的弹性成像，使“影像触诊”成为了可能，在乳腺癌检测、肝硬化分期，动脉粥样硬化斑块、肌肉损伤、大脑疾病检测、射频消融等治疗和监控方面具有重要意义。
磁共振弹性成像技术中的外部振荡激励装置是成像系统的核心部件，与磁共振成像装置中的运动敏感梯度的振动频率同步控制是相位对比技术的关键。通过研究发现，不同的扫描部位需要的振动频率不同，因此在实际扫描过程中，对于不同的人或者不同的扫描部位，磁共振成像装置的振动频率和激励装置的振动频率需要保持一致。而现有的磁共振弹性成像技术无法自动同步磁共振成像装置与外部激励装置的振动频率，需要根据不同扫描部位进行手动调节，扫描效率低且操作不便，并容易出现调节了磁共振成像装置的频率，而忘记调节外部激励装置的频率的情况，导致扫描图像错误，需要重新采集，降低了效率。
发明内容
本发明提供了一种磁共振弹性成像方法及系统，旨在解决现有的磁共振弹性成像技术无法自动同步磁共振成像装置与外部激励装置的振动频率，扫描效率低且操作不便的技术问题。
本发明提供的技术方案为：一种磁共振弹性成像方法，包括：
步骤a：通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号；
步骤b：通过外部激励装置检测触发脉冲信号的频率，并根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步；
步骤c：通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图像。
本发明的技术方案还包括：所述步骤a还包括：设定磁共振成像装置的振动频率；所述通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号具体为：根据设定的重复时间间隔发出触发脉冲信号，所述发出触发脉冲信号的重复时间为振动频率的3倍。
本发明的技术方案还包括：在所述步骤b中，所述根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率具体为：根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步设定外部激励装置的振动频率；所述磁共振成像装置的实际振动频率为触发脉冲信号的频率乘以3。
本发明的技术方案还包括：所述步骤c还包括：通过磁共振成像装置的扫描序列触发外部激励装置根据设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，并使被测物体内部质点产生位移。
本发明的技术方案还包括：所述步骤c还包括：通过相位检测技术在磁共振成像装置的成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图；根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图。
本发明的技术方案还包括：所述成像序列中提前预留一定时间只发出触发信号，待外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再进行图像采集；所述图像采集的预留时间为30s。
本发明提供的另一技术方案，一种磁共振弹性成像系统，包括磁共振成像装置和外部激励装置，所述磁共振成像装置用于发出触发脉冲信号；所述外部激励装置用于检测触发脉冲信号的频率，根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，并通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图像，其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步。
本发明的技术方案还包括：所述磁共振成像装置还包括频率设定模块和信号发送模块，所述外部激励装置还包括信号检测模块和频率同步模块，所述频率设定模块用于设定磁共振成像装置的振动频率；所述信号发送模块用于在图像采集前根据设定的重复时间间隔发出触发脉冲信号；其中，所述发出触发脉冲信号的重复时间为振动频率的3倍；所述信号检测模块用于检测触发脉冲信号的频率；所述频率同步模块用于根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步外部激励装置的振动频率；其中，磁共振成像装置的实际振动频率为触发脉冲信号的频率乘以3。
本发明的技术方案还包括：所述磁共振成像装置还包括扫描触发模块和弹性成像模块，所述外部激励装置还包括信号输出模块，所述扫描触发模块用于通过扫描序列触发外部激励装置向被测物体输出正弦波信号；所述信号输出模块用于根据扫描触发模块的触发信号以及频率同步模块设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，使被测物体内部质点产生位移；所述弹性成像模块用于通过相位检测技术在成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图，并根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图。
本发明的技术方案还包括：所述成像序列中预留一定时间只发出触发信号，在外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再进行图像采集；其中，所述图像采集预留时间为30s。
本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例的磁共振弹性成像方法及系统通过磁共振成像装置提前向外部激励装置发送触发脉冲信号，根据触发脉冲信号使磁共振成像装置与外部激励装置的振动频率自动同步，避免手动调节时由于调节了磁共振成像装置的振动频率，而忘记调节外部激励装置的振动频率所造成的失误，并节省调节振动频率的手动操作，缩短采集时间，提高采集效率；同时，本发明通过在成像序列中提前预留一定时间只发出触发信号，待外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再开始采集图像，确保采集图像的准确性和稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的磁共振弹性成像方法的流程图；
图2是本发明实施例的磁共振弹性成像系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，为本发明实施例的磁共振弹性成像方法的流程图。本发明实施例的磁共振弹性成像方法包括以下步骤：
步骤S200：设定磁共振成像装置的振动频率。
步骤S210：根据设定的TR（Repetition Time，重复时间）时间间隔发出一定次数的触发脉冲信号。
在步骤S200中，本发明实施例中，磁共振成像装置为磁共振扫描仪，发出触发脉冲信号的TR时间为振动频率的3倍，例如，振动频率为50Hz，则发出触发脉冲信号的时间间隔为3个周期，即20ms*3=60ms，外部激励装置则会每隔60ms接收到触发脉冲信号。可以理解，发送触发脉冲信号的TR时间也可根据实际应用进行设定。
步骤S220：通过外部激励装置检测触发脉冲信号的频率，根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步设定外部激励装置的振动频率。
在步骤S220中，触发脉冲信号的频率乘以3即为磁共振成像装置的实际振动频率，根据该振动频率自动设定外部激励装置的振动频率，使磁共振成像装置中设定的振动频率和外部激励装置的振动频率自动同步，避免手动调节外部激励装置振动频率的不便，提高采集效率。由于实际采集过程中的振动频率都是10为整数倍，因此，检测出来的振动频率可以归一化到就近的整数。
步骤S230：通过磁共振成像装置的扫描序列触发外部激励装置根据设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，并使被测物体内部质点产生位移。
在步骤S230中，质点即有质量但不存在体积与形状的点，而质点从空间的一个位置运动到另一个位置，它的位置变化即质点在这一运动过程中的位移。
步骤S240：通过相位检测技术在磁共振成像装置的成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图。
在步骤S240中，运动敏感梯度（MSG，Motion Sensitizing Gradient）是在信号采集前应用的一系列作用于信号读出的极性振荡梯度；由于实际采集过程中，需要先让激励装置开始工作一定时间达到稳定后再进行图像采集，因此，本发明实施例的成像序列中，会提前预留一定时间只发出触发信号，不进行图像采集，待外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再开始采集图像，以确保采集图像的准确性和稳定性；图像采集的预留时间可根据实际应用进行设定，在本发明实施例中，该预留时间为30s。
步骤S250：根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图。
请参阅图2，为本发明实施例的磁共振弹性成像系统的结构示意图。本发明实施例的磁共振弹性成像系统包括磁共振成像装置和外部激励装置。磁共振成像装置包括频率设定模块、信号发送模块、扫描触发模块和弹性成像模块。本实施例中，磁共振成像装置为磁共振扫描仪，发送触发脉冲信号的TR时间为振动频率的3倍，例如，振动频率为50Hz，则发出触发脉冲信号的时间间隔为3个周期，即20ms*3=60ms，外部激励装置则会每隔60ms接收到触发脉冲信号；可以理解，发送触发脉冲信号的TR时间也可根据实际应用进行设定。
频率设定模块用于设定磁共振成像装置的振动频率。
信号发送模块用于在图像采集前根据设定的TR时间间隔向外部激励装置发出一定次数的触发脉冲信号。
扫描触发模块用于通过扫描序列触发外部激励装置向被测物体输出正弦波信号。
弹性成像模块用于通过相位检测技术在成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图，并根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图；其中，运动敏感梯度是在信号采集前应用的一系列作用于信号读出的极性振荡梯度；由于实际采集过程中，为了确保采集图像的准确，需要先让激励装置开始工作一定时间达到稳定后再进行图像采集，因此，本发明实施例的成像序列中，会提前预留一定时间只发出触发信号，不进行采集，等外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再开始采集图像；图像采集的预留时间可根据实际应用进行设定，在本发明实施例中，该预留时间为30s。
外部激励装置包括信号检测模块、频率同步模块和信号输出模块。
信号检测模块用于检测信号发送模块发送的触发脉冲信号的频率。
频率同步模块用于根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步外部激励装置的振动频率；其中，触发脉冲信号的频率乘以3即为磁共振成像装置的实际振动频率，根据该振动频率自动设定外部激励装置的振动频率，使磁共振成像装置中设定的振动频率和外部激励装置的振动频率自动同步；由于实际采集过程中的振动频率都是10为整数倍，因此，检测出来的振动频率可以归一化到就近的整数。
信号输出模块用于根据扫描触发模块的触发信号以及频率同步模块设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，使被测物体内部质点产生位移，并通过弹性成像模块采集质点位移的相位图；质点即有质量但不存在体积与形状的点，而质点从空间的一个位置运动到另一个位置，它的位置变化即质点在这一运动过程中的位移。
本发明实施例的磁共振弹性成像方法及系统通过磁共振成像装置提前向外部激励装置发送触发脉冲信号，根据触发脉冲信号使磁共振成像装置与外部激励装置的振动频率自动同步，避免手动调节时由于调节了磁共振成像装置的振动频率，而忘记调节外部激励装置的振动频率所造成的失误，并节省调节振动频率的手动操作，缩短采集时间，提高采集效率；同时，本发明通过在成像序列中提前预留一定时间只发出触发信号，待外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再开始采集图像，确保采集图像的准确性和稳定性。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磁共振弹性成像方法，包括：
步骤a：通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号；
步骤b：通过外部激励装置检测触发脉冲信号的频率，并根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步；
步骤c：通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图。
2.根据权利要求1所述的磁共振弹性成像方法，其特征在于，所述步骤a还包括：设定磁共振成像装置的振动频率；所述通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号具体为：根据设定的重复时间间隔发出触发脉冲信号，所述发出触发脉冲信号的重复时间为振动频率的3倍。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振弹性成像方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率具体为：根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步设定外部激励装置的振动频率；所述磁共振成像装置的实际振动频率为触发脉冲信号的频率乘以3。
4.根据权利要求3所述的磁共振弹性成像方法，其特征在于，所述步骤c还包括：通过磁共振成像装置的扫描序列触发外部激励装置根据设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，并使被测物体内部质点产生位移。
5.根据权利要求4所述的磁共振弹性成像方法，其特征在于，所述步骤c还包括：通过相位检测技术在磁共振成像装置的成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图；根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图。
6.根据权利要求5所述的磁共振弹性成像方法，其特征在于，所述成像序列中提前预留一定时间只发出触发信号，待外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后再进行图像采集；所述图像采集的预留时间为30s。
7.一种磁共振弹性成像系统，包括磁共振成像装置和外部激励装置，其特征在于，所述磁共振成像装置用于发出触发脉冲信号；所述外部激励装置用于检测触发脉冲信号的频率，根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，并通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图；其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步。
8.根据权利要求7所述的磁共振弹性成像系统，其特征在于，所述磁共振成像装置还包括频率设定模块和信号发送模块，所述外部激励装置还包括信号检测模块和频率同步模块，所述频率设定模块用于设定磁共振成像装置的振动频率；所述信号发送模块用于在图像采集前根据设定的重复时间间隔发出触发脉冲信号；其中，所述发出触发脉冲信号的重复时间为振动频率的3倍；所述信号检测模块用于检测触发脉冲信号的频率；所述频率同步模块用于根据触发脉冲信号的频率获取磁共振成像装置的实际振动频率，并根据磁共振成像装置的实际振动频率同步外部激励装置的振动频率；其中，磁共振成像装置的实际振动频率为触发脉冲信号的频率乘以3。
9.根据权利要求8所述的磁共振弹性成像系统，其特征在于，所述磁共振成像装置还包括扫描触发模块和弹性成像模块，所述外部激励装置还包括信号输出模块，所述扫描触发模块用于通过扫描序列触发外部激励装置向被测物体输出正弦波信号；所述信号输出模块用于根据扫描触发模块的触发信号以及频率同步模块设定的振动频率向被测物体输出正弦波信号，使被测物体内部质点产生位移；所述弹性成像模块用于通过相位检测技术在成像序列中施加运动敏感梯度，采集被测物体的幅度图和质点位移的相位图，并根据采集得到的相位图通过重建算法得到被测物体的弹性系数分布图。
10.根据权利要求9所述的磁共振弹性成像系统，其特征在于，所述成像序列中预留一定时间只发出触发信号，在外部激励装置检测出触发脉冲信号的频率并开始工作后进行图像采集；其中，所述图像采集预留时间为30s。
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