CN105496410B - 大脑纵向弛豫值测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大脑纵向弛豫值测量方法和装置，其中，所述方法包括：施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得所述预设数量的层内的磁化矢量翻转180度，所述层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层；对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像，所述采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术。上述方法和装置大大缩短了T1图像采集时间。

Description

大脑纵向弛豫值测量方法和装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，特别是涉及一种大脑纵向弛豫值测量方法和装置。

背景技术

T1值是磁共振成像(MRI)过程中纵向磁化矢量弛豫时间常数，是生物组织的固有属性。大脑T1值定量估计与传统的T1加权图像相比，避免了因扫描地点、序列参数设置、主观因素等导致的分歧，其量化的T1值能客观反映组织的生理变化，从而为脑部疾病的早期检查、临床诊断与治疗提供有效依据

传统的T1值定量估计方法一般采用反转恢复自旋回波(IR-SE)方法，该方法具有高精确度及准确度，通常被用来作为金标准。然而其缺点也很明显，即非常耗时。比如，采集一幅256×256的T1图，假设重复时间(TR)10秒，则完成整个扫描需要43分钟，使得T1图像采集过程消耗大量时间，极易引起病人不适且采集图像易产生运动伪影。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能减少图像采集时间的大脑纵向弛豫值测量方法和装置。

一种大脑纵向弛豫值测量方法，所述方法包括：

施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得所述预设数量的层内的磁化矢量翻转180度，所述层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层；

对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像，所述采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术。

在其中一个实施例中，所述对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像的步骤，包括：

在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将所述第一层内的磁化矢量翻转所述小角度；

通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对翻转小角度的磁化矢量进行相位编码；

通过所述梯度线圈在读出方向发射的梯度场对所述磁化矢量进行频率编码；

通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像；

重复执行上述步骤，直至采集完成所述预设数量的层中的每一层的T1图像。

在其中一个实施例中，所述通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像的步骤，包括：

模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行上述步骤的次数；

按照所述次数重复进行执行得到所述第一层的T1图像。

一种大脑纵向弛豫值测量装置，所述装置包括：

脉冲施加模块，用于施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得所述预设数量的层内的磁化矢量翻转180度，所述层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层；

图像采集模块，用于对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像，所述采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术。

在其中一个实施例中，所述图像采集模块包括：

磁化矢量翻转模块，用于在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将所述第一层内的磁化矢量翻转所述小角度；

相位编码模块，用于通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对所述翻转小角度的磁化矢量进行相位编码；

频率编码模块，用于通过所述梯度线圈在读出方向发射的梯度场对所述磁化矢量进行频率编码；

数据采集模块，用于通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像；

图像获取模块，用于重复执行上述步骤，直至采集完成所述预设数量的层中的每一层的T1图像。

在其中一个实施例中，所述数据采集模块包括：

次数计算模块，用于模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行上述步骤的次数；

重复执行模块，用于按照所述次数重复进行执行得到所述第一层的T1图像。

上述大脑纵向弛豫值测量方法和装置，由于交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术，只需在一次IR激励内即可完成一幅图谱所需的所有数据的采集，相比目前已有的方法为达到时间分辨率和空间分辨率的平衡通常要将一幅图谱所需的数据在多个IR内完成，施加一个IR脉冲并完成需要的采集后还需要等待较长的时间使得纵向磁化矢量完全恢复，消耗大量的时间，本发明提供的方法和装置大大缩短了T1图像采集时间，因而不易引起病人不适，减少采集图像中的运动伪影。

附图说明

图1为一个实施例中大脑纵向弛豫值测量方法的流程示意图；

图2为一个实施例中对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像步骤的流程示意图；

图3为一个实施例中大脑纵向弛豫值测量方法的实际应用场景图；

图4为一个实施例中大脑纵向弛豫值测量装置的结构示意图；

图5为一个实施例中图像采集模块的结构示意图；

图6为一个实施例中数据采集模块的结构示意图。

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。

如图1所示，在一个实施例中，提供了一种大脑纵向弛豫值测量方法，该方法包括如下步骤：

步骤101，施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得预设数量的层内的磁化矢量翻转180度。

本实施例中，层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层。由发射线圈施加一个IR(Inversion recover)射频脉冲，同时，由梯度线圈产生层选梯度选中预设数量的层，优先的预设数量的层为1，2层，将预设数量层内的磁化矢量翻转180度。

步骤103，对预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像。本实施例中，采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术。交错采集模式是交替采集层1和层2的部分K空间线，并行成像技术和部分傅里叶变化被用于改善时间分辨率并降低采集时间。采用交错采集模式能够提高信噪比，降低IR脉冲的数量，进而降低电磁波能量吸收比值。

由于交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术，只需在一次IR激励内即可完成一幅图谱所需的所有数据的采集，相比目前已有的方法为达到时间分辨率和空间分辨率的平衡通常要将一幅图谱所需的数据在多个IR内完成，施加一个IR脉冲并完成需要的采集后还需要等待较长的时间使得纵向磁化矢量完全恢复，消耗大量的时间，本发明提供的方法和装置大大缩短了T1图像采集时间，因而不易引起病人不适，减少采集图像中的运动伪影。

如图2所示，在一个实施例中，步骤103，对预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像包括：

步骤201，在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将第一层内的磁化矢量翻转小角度。本实施例中，采集一幅T1图像需要40个脉冲，需要采集26幅图，小角度一般为5度。

步骤203，通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对翻转小角度的磁化矢量进行相位编码。

步骤205，通过梯度线圈在读出方向发射的梯度场对磁化矢量进行频率编码。

步骤207，通过模拟数字转换器进行数据采集得到第一层的T1图像。

步骤209，重复执行上述步骤，直至采集完成预设数量的层中的每一层的T1图像。

具体的，如图3所示，对选中的1，2两层的磁化矢量恢复曲线进行采集。采集过程包括：首先，在第一个重复(TR)时间内，发射线圈施加一个5度的射频脉冲，同时梯度线圈产生一个梯度场选中第一层，将第一层的磁化矢量翻转5度；然后，梯度线圈在相位方向(假设为竖直方向)发射一个梯度场，对第一层内的磁化矢量进行相位编码；最后，梯度线圈在读出方向(即水平方向)发射一个梯度场进行频率编码，同时，用模拟数字转换器进行数据采集。根据要采集的图像大小、分辨率设置及加速技术，计算出完成整幅图像采集需要重复的次数N，重复以上过程N次，即可完成一幅图像的采集。本发明提出的技术要在第一步结束后(即将选中层的磁化矢量翻转180度之后)，连续采集多幅(一般选取20～30幅)图像，后续图像的采集过程与第一幅图像的采集过程相同。本发明创造性的提出了交错采集模式，即在一个重复时间(TR)内，交错采集两层。

在一个实施例中，步骤207，通过模拟数字转换器进行数据采集得到第一层的T1图像包括：模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行上述步骤的次数；按照次数重复进行执行得到第一层的T1图像。

梯度回波序列(True-FISP，FLASH)、平面回波序列(EPI)常被用来加速数据采集过程，其中速度最快的基于EPI序列的方法可以达到3秒内扫描一层。这些技术的共同特点是采用了反转恢复Look-Locker(IR-LL)方法，即施加一个180度反转脉冲后，连续不断的施加一系列采集脉冲，直至所有的数据采集完毕。但是上述方法生成的图像易产生带状伪影。而本发明采用梯度回波FLASH序列避免了该不足。

如图4所示，在一个实施例中，提供了一种大脑纵向弛豫值测量装置，该装置包括如下模块：

脉冲施加模块40，用于施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得预设数量的层内的磁化矢量翻转180度。本实施例中，层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层。

图像采集模块42，用于对预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像。本实施例中，采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术。

如图5所示，在一个实施例中，图像采集模块42包括：

磁化矢量翻转模块420，用于在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将第一层内的第一磁化矢量翻转小角度。

相位编码模块422，用于通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对翻转小角度的磁化矢量进行相位编码。

频率编码模块424，用于通过梯度线圈在读出方向发射的梯度场对第二磁化矢量进行频率编码。

数据采集模块426，用于通过模拟数字转换器进行数据采集得到第一层的T1图像。

图像获取模块428，用于重复执行上述采集T1图像的步骤，直至采集完成预设数量的层中的每一层的T1图像。

如图6所示，在一个实施例中，数据采集模块426包括：

次数计算模块4260，用于模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行采集T1图像的步骤的次数。

重复执行模块4262，用于按照次数重复进行执行得到第一层的T1图像。

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 (4)

1.一种大脑纵向弛豫值测量方法，其特征在于，所述方法包括：

施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得所述预设数量的层内的磁化矢量翻转180度，所述层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层；

对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像，所述采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术；

其中，所述对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像的步骤，包括：

在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将所述第一层内的磁化矢量翻转所述小角度；

通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对所述翻转小角度的磁化矢量进行相位编码；

通过所述梯度线圈在读出方向发射的梯度场对所述翻转小角度的磁化矢量进行频率编码；

通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像；

重复执行上述采集T1图像的步骤，直至采集完成所述预设数量的层中的每一层的T1图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像的步骤，包括：

模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行上述步骤的次数；

按照所述次数重复进行执行得到所述第一层的T1图像。

3.一种大脑纵向弛豫值测量装置，其特征在于，所述装置包括：

脉冲施加模块，用于施加IR射频脉冲至预设数量的层，使得所述预设数量的层内的磁化矢量翻转180度，所述层是指对大脑进行磁共振扫描形成的成像层；

图像采集模块，用于对所述预设数量的层内的磁化矢量恢复曲线采用交错采集模式采集T1图像，所述采用交错采集模式采集T1图像过程中采用了并行成像和部分傅里叶变换加速技术；

其中，所述图像采集模块包括：

磁化矢量翻转模块，用于在第一个重复时间内，施加预设的小角度射频脉冲，通过梯度场选中预设数量的层中的第一层，并将所述第一层内的磁化矢量翻转所述小角度；

相位编码模块，用于通过梯度线圈在相位方向发射的梯度场对所述翻转小角度的磁化矢量进行相位编码；

频率编码模块，用于通过所述梯度线圈在读出方向发射的梯度场对所述翻转小角度的磁化矢量进行频率编码；

数据采集模块，用于通过模拟数字转换器进行数据采集得到所述第一层的T1图像；

图像获取模块，用于重复执行采集T1图像的步骤，直至采集完成所述预设数量的层中的每一层的T1图像。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：

次数计算模块，用于模拟数字转换器根据采集的图像大小、图像分辨率及加速技术，计算得到第一层的T1图像需要重复执行采集T1图像的步骤的次数；

重复执行模块，用于按照所述次数重复进行执行得到所述第一层的T1图像。