CN108175409B - 一种定量快速锁频磁共振成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量快速锁频磁共振成像方法，在连续扫描周期内完成不同自旋锁定脉冲对应的磁共振成像信号的数据采集，并将其填充到K空间的同一位置，使得最终得到的不同自旋锁定脉冲对应的T_1ρmapping图像匹配一致度高，可以用于评判组织纤维化指数和诊断组织水肿状态；且使得心律不齐、呼吸不均匀等对T_1ρmapping图像质量影响降到最低，对受试者的身体状态及闭气等能力没有严格要求，使获得T_1ρmapping图像所需扫描时间大大缩短，从而使T_1ρmapping成像技术在临床医学检测领域研究和推广得到进一步发展；此外，相邻RF激励脉冲之间存在的自旋锁定脉冲相位正负交替，从而有效减少因磁场均匀性产生的伪影。

Description

一种定量快速锁频磁共振成像方法

技术领域

本发明属于医学诊断技术领域，涉及临床心脏等需心电、呼吸门控导航的磁共振扫描方法。

背景技术

磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)近年来被广泛运用于疾病临床检查和实验研究中，它是通过检测不同组织间T₁弛豫时间(即自旋-晶格弛豫时间)和T₂弛豫时间(自旋-自旋弛豫时间)的差异，并经傅里叶变换得到相关组织的图像，从而以图像形式显示各种组织及其不同病理引起的改变等。

自旋锁定脉冲是指MRI系统下由横向激励磁场B₁(B₁≥0)作用产生的低幅度射频(RF)脉冲，是一种谐振而且连续的射频脉冲波，其具有特定的持续时间和较低的能量。自旋锁定T_1ρ成像，是在满足自旋锁定条件下，强制MRI系统用于产生磁共振信号的射频线圈生成的磁化矢量在特定射频激励条件下进行弛豫，得到在自旋锁定时间(Time of SpinLocking，TSL)采集射频脉冲所产生的横向平面磁化矢量，进行傅里叶变换，从而得到相关组织的图像，再进行数学变换，得到不同组织弛豫时间T_1ρ(即旋转坐标系的自旋-晶格弛豫时间)图像。弛豫时间T_1ρ主要表现细胞外基质(例如蛋白聚糖)存在条件下的水中氢质子的弛豫特性，可以用于组织中大分子成分及不同分子之间质子交换的分析研究，现已被证实可用于检测组织内胶原和软骨内蛋白多糖含量。与MRI T₂成像技术相比，自旋锁定T_1ρ成像技术通过“锁定”总体磁化矢量，从而防止磁化矢量的能量流失，减少T₂(横向弛豫时间)的衰减过程，因此T_1ρ＞T₂。如果把图像的每一个点都算出T_1ρ，这就形成T_1ρ mapping的图像。

目前，T_1ρ mapping技术已运用于脑、骨关节、肝脏、肾脏、心脏等部位的检查，用于检测胶原和软骨蛋白多糖含量，这对于判断组织胶原成分、判断组织纤维化程度具有十分重要的价值。然而，T_1ρ mapping技术由于T_1ρmapping序列(检查时磁场加载顺序)是在一定的周期内完成的(例如心动周期、呼吸周期等)，使其应用却受机体心脏运动、呼吸运动等自主运动的影响，使其在心脏、肝脏部位采集时应用受限，尤其是心脏T_1ρ mapping技术运行极其困难，仅有个别团队进行有关心脏T_1ρ mapping技术的应用报道(van Oorschot etal.Endogenous assessment of chronic myocardial infarction with T(1ρ)-mappingin patients.Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance 2014,16:104；ChunhuaWang et al.Endogenous contrast T1rho cardiac magnetic resonance formyocardial fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy patients.J Cardiol.2015Dec；66(6):520-6)。

所报道的心脏T_1ρ mapping序列为心电呼吸门控触发扫描，在吸气末屏气扫描获得T_1ρ mapping加权图像，具体实现方式为：在主磁体产生的静态主磁场内，以主磁场所在坐标系为参考系，当横向激励磁场B₁＝500Hz(12μT)时，按照设定的T_1ρ mapping序列对被检测对象施加两个射频激励脉冲(90°、180°，将宏观磁化矢量M₀偏转90°或180°)，连续采集五个TSL时间(TSL₁＝1msec、TSL₂＝10msec、TSL₃＝20msec、TSL₄＝30msec、TSL₅＝0msec)，获取T_1ρ加权图像，并将获得的T_1ρ加权图像代入数学模型拟合，得到T_1ρ mapping数据(vanOorschot et al.Endogenous assessment of chronic myocardial infarction with T(1ρ)-mapping in patients.Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance 2014,16:104)。虽然通过上述方法可以获得T_1ρ mapping定量数据，然而，上述T_1ρ mapping成像方法仍存在以下问题：(1)心电、呼吸情况常常因人而异，心电-呼吸触发不良、患者屏气时间不恒定、患者心率不齐等都容易使获取的T_1ρmapping图像存在伪影，影响成像质量；(2)常因设备磁体原因(如不满足B₁磁场所需要求)，需更改B₁值才能继续检测实现图像扫描；(3)为了扫描时的比吸收率(SAR值)符合国际指导准则，成像过程扫描时间较长(当ECG状态良好，获得一幅T_1ρ mapping图像的扫描总时间大约为40s；获得心脏整体T_1ρmapping图像需要六幅T_1ρ mapping图像，当ECG紊乱时，则无法获得较好质量图像，且扫描时间将延长，甚至中断扫描，因此总扫描时间远远长于6min)，这对患者的闭气能力要求较高，对于医患重疾的患者来讲，一般都难以满足要求，从而使T_1ρ mapping技术难以有应用价值。而以上T_1ρmapping技术中存在的图像伪影高、患者配合或状态较差等问题也是T_1ρ mapping技术在研发和推广中难以取得进一步进展的原因。

发明内容

本发明的目的旨在针对上述现有技术中存在的问题，提供一种定量快速锁频磁共振成像方法，不仅可以避免患者配合困难或状态差对时T_1ρ成像质量的影响，减少图像伪影，而且可以提高不同自旋锁定脉冲条件下的图像匹配度及缩短获得T_1ρmapping图像所需扫描时间。

本发明提供的定量快速锁频磁共振成像方法，采用磁共振成像系统对受试者进行多个循环周期的扫描，所述磁共振成像系统包括射频线圈、脉冲发生器、接收器以及数据处理和图像重建模块；所述射频线圈用于向检查区域的受试者发射射频电磁信号，或者采集来自受试者的射频电磁信号；所述脉冲发生器用于生成经由射频线圈发射的至少两种可形成检查区域内B₁磁场的自旋锁定脉冲，以及施加于检查区域受试者的多个RF激励脉冲，所述接收器用于接收经由射频线圈采集的来自受试者的射频电磁信号，并将其作为磁共振成像信号；所述数据处理和图像重建模块用于将采集的磁共振成像信号进行重建得到最终的T_1ρmapping图像；一个循环周期由多个扫描周期构成，一个循环周期包含多个设定的自旋锁定时间TSL和多个设定的自旋锁定脉冲B₁；

一个扫描周期内的操作步骤包括：

(1)经设定扫描延迟时间后，触发扫描信号；

(2)在设定自旋锁定时间TSL内，按照设定脉冲序列，控制脉冲发生器生成经由射频线圈发射的设定自旋锁定脉冲B₁和施加于检查区域受试者的多个RF激励脉冲；

(3)由接收器接收经由射频线圈采集的磁共振成像信号，并将接收的磁共振成像信号读出填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间形成数据点阵；

一个循环周期内的操作步骤包括：

(S1)针对不同自旋锁定脉冲B₁，采用同一个设定自旋锁定时间TSL，通过多个扫描周期依次完成所有不同自旋锁定脉冲B₁对应的扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间的同一位置；

(S2)对设定的不同自旋锁定时间TSL，重复步骤(S1)，完成不同自旋锁定时间TSL对应的扫描，即完成一个循环周期；

当完成对一个循环周期的扫描之后依次进入下一循环周期的扫描，循环周期的次数由填满自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间决定，K空间填满之后，结束扫描，并将K空间中的数据进行处理得到不同自旋锁定脉冲B₁对应的T_1ρ mapping图像。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，所述步骤(1)中，以心动周期或呼吸周期作为扫描周期，利用采集的心电信号或呼吸信号，根据被检测者心电或呼吸状态设定延迟触发时间，使扫描发生在最小的运动周期内，以极大限度地减少运动伪影。本发明扫描延迟时间由当前心动周期或呼吸周期之前的N个心动周期或呼吸周期的平均值

确定，延迟时间

T_i为第i个扫描周期，N≥2，T₀为一个心动周期内设定的数据扫描时间或一个呼吸周期内设定的数据扫描时间。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，所述步骤(1)中，触发扫描信号由磁共振成像系统中的自触发导航模块执行，优选为型号为SG的触发模块，该模块可以测定心脏组织在每次磁共振数据采集时的位置，这样在全部数据采集完后，进行数据后处理，把在不同位置上采集的K空间数据作修正(Pang J,Chen Y,Fan Z,Nguyen C,Yang Q,Xie Y,Li D.Highefficiency coronary MR angiography with nonrigid cardiac motioncorrection.Magn Reson Med.2016；76(5):1345-1353)，再按照如下K空间的填充策略，形成一个完整的K空间图，通过傅立叶变换等数据处理，得到最后的T_1ρmapping图像。由于可以利用采集的心脏组织位置数据对K空间数据进行修正，所以可更有效获取扫描图像。本发明采用的K空间的填充策略为：将与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间数据分为m部分(即扫描次数为m)，每部分有n条K-空间线(即一次扫描获得的K-空间线条数)，每一扫描周期填充一个设定自旋锁定时间及一个自旋锁定脉冲B₁对应的K-空间的一部分。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，所述步骤(2)中，在控制脉冲发生器激发脉冲之前，先消除脂肪信号，以避免脂肪信号对待检查组织信号的干扰。本发明采用目前系统带有的常规压脂模块来消除脂肪信号；之后再控制脉冲发生器按照设定脉冲序列生成自旋锁定脉冲和RF激励脉冲。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，所述步骤(2)中，设定脉冲序列包括选择性激励核素的多个RF激励脉冲，相邻两个RF激励脉冲之间设置至少一个自旋锁定脉冲B₁。多个RF激励脉冲由两个90°激励脉冲和至少两个180°翻转聚焦脉冲组成，多个RF激励脉冲的激发顺序为90°激励脉冲-180°翻转聚焦脉冲-…-180°翻转聚焦脉冲-90°激励脉冲；优选的实施方式中，180°翻转聚焦脉冲的个数为4个。进一步地，当相邻RF激励脉冲之间存在两个及以上的自旋锁定脉冲时，自旋锁定脉冲相位正负交替，以减少由RF激励脉冲产生的磁场到自旋锁定脉冲产生的磁场转变时由于磁场异质性以及非共振效应所产生的伪影。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，设定的自旋锁定时间TSL数量和设定的自旋锁定脉冲B₁数量均至少为两个。

上述定量快速锁频磁共振成像方法，将不同自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中的数据进行处理得到不同自旋锁定脉冲B₁对应的T_1ρmapping图像的过程包括以下分步骤：

A、将自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中的数据进行傅里叶变换以及数模转换得到相应的T_1ρ加权图像，并按照自旋锁定脉冲B₁大小对所述T_1ρ加权图像进行分组；

B、对各组T_1ρ加权图像分别依据K空间同一位置转换得到的T_1ρ加权图像中T_1ρ信号强度S随自旋锁定时间TSL变化关系，拟合得到T_1ρ值变化曲线

从而确定T_1ρ值；

C、重复步骤B，得到K空间不同位置对应的T_1ρ值，由K空间不同位置的T_1ρ值组成T_1ρmapping图像。

通过上述步骤A-步骤C，可以准确获得T_1ρ的定量值，进而得到成像质量较高的T_1ρmapping图像，为临床医学上不同组织(例如心脏、肝脏等)的纤维化指数(＝T_1ρ，当B₁＝12μT时；＝-T_1ρ，当B₁＝0μT时)评判和水肿状态诊断提供准确的分析数据。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明定量快速锁频磁共振成像方法，在连续扫描周期内完成不同自旋锁定脉冲对应的磁共振成像信号的数据采集，并将其填充到K空间的同一位置，使得最终得到的不同自旋锁定脉冲对应的T_1ρmapping图像匹配一致度高；

2、本发明定量快速锁频磁共振成像方法在连续扫描周期内完成不同自旋锁定脉冲对应的磁共振成像信号的数据采集，将其填充到K空间的同一位置，使得心律不齐、呼吸不均匀等对T_1ρmapping图像质量影响降到最低，并采用自触发导航模块进行修正运动伪影，充分利用每一个采集的数据，对受试者的身体状态及闭气等能力没有要求，从而使获得T_1ρmapping图像所需扫描时间大大缩短，在任何情况下均可以保证6分钟左右完成对心脏的整体扫描获得成像质量较高的T_1ρmapping图像；

3、本发明定量快速锁频磁共振成像方法，由于采用自触发导航模块，控制脉冲发生器进行自触发扫描，从而使扫描过程中可规避心电-呼吸触发不良、患者闭气时间不恒定、患者心律不齐等所带来的图像干扰，减少有效心电信号丢失，可适用于因各种心脏病引起的心律不齐患者；

4、本发明定量快速锁频磁共振成像方法，多个RF激励脉冲中的第二激励脉冲相位正负交替；且当相邻RF激励脉冲之间存在两个及以上的自旋锁定脉冲时，自旋锁定脉冲相位正负交替，从而有效减少因磁场不均匀性产生的伪影。

附图说明

图1为本发明实施例中频磁共振成像过程示意图。

图2为本发明实施例中在自旋锁定时间内设定的脉冲序列示意图。

图3为本发明实施例中一个循环周期流程示意图。

图4为本发明实施例中与自旋锁定时间TSL和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间填充示意图。

图5为本发明实施例中T_1ρmapping拟合曲线图。

具体实施方式

以下将结合附图通过实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

本实施例基于临床常见3.0T磁共振系统对定量快速锁频磁共振成像过程进行详细说明。所述磁共振成像系统的主要参数包括：宽带＝401Hz/pixel、TE＝1.6msec、层厚＝8mm、FOV＝320mm×240mm、分辨率＝1.3mm×1.3mm。所述磁共振成像系统包括磁体、磁共振波谱仪、扫描控制器、数据处理和图像重建模块、压脂模块以及自触发导航模块(SG)；所述磁体包括主磁体和射频线圈，所述主磁体用于产生静磁场，所述射频线圈用于根据脉冲发生器发出的脉冲信号向人体辐射出指定频率和指定功率的射频电磁信号，或者采集来自受试者的射频电磁信号；所述磁共振波谱仪包括脉冲发生器和接收器，所述脉冲发生器用于生成经由射频线圈发射的至少两种自旋锁定脉冲B₁和施加于检查区域的多个RF激励脉冲，所述接收器用于接收经由射频线圈采集的来自受试者的射频电磁信号，并将其作为磁共振成像信号；所述扫描控制器用于控制脉冲发生器按照设定脉冲序列产生脉冲信号，并同时控制接收器采集磁共振成像信号；所述数据处理和图像重建模块用于将采集的磁共振成像信号进行重建得到最终的T_1ρmapping图像；所述压脂模块用于消除脂肪信号；所述自触发导航模块(SG)用于将触发扫描信号发送给扫描控制器。

本实施例以心电监测仪获取受试者的心电(ECG)信号，以获得的一个心动周期为一个扫描周期。

本实施例设定四个自旋锁定时间TSL(M＝4)，分别为TSL₁＝0msec，TSL₂＝30msec，TSL₃＝50msec，TSL₂＝70msec。

本实施例设定两种自旋锁定脉冲，对应的磁场B₁大小分别为0和12μT。

本实施例提供的定量快速锁频磁共振成像方法目的是得到T_1ρmapping图像，是通过对受试者相应部位(例如心脏、肝脏等)进行多个循环周期的扫描得到的；一个循环周期由多个扫描周期(即这里的心动周期)构成。

如图1所示，每一个心动周期内的操作包括步骤(1)-步骤(3)。

(1)经设定扫描延迟时间后，触发扫描信号。

本实施例根据前五个心动周期(N＝5)的平均值，决定下一个扫描周期的延迟时间，延迟时间

T_i为第i个扫描周期时长，N＝5，

为下一个扫描周期之前五个扫描周期的总时长，T₀为一个心动周期内设定的数据扫描时间，一般为500～700ms。本实施例根据ECG状态设定扫描延迟时间，从而使扫描发生在心脏的最小运动周期内。

在一个心动周期内，扫描延迟时间结束后，由自触发导航模块(SG)执行触发，将触发扫描信号发送给扫描控制器。

自触发导航模块SG，还可以对所得到的K空间数据进行修正，使T_1ρ mapping扫描运行过程中更有效获取采集得到的MRI扫描图像，指导后序采集的图像信号在K-空间的填充方式。本实施例中根据ECG情况，采用的K-空间填充方式为：以每幅T_1ρ加权图K-空间需要生成128根K-空间线为例，每次K-空间填充数为8根，那么就需要16次扫描才能完成K-空间填充。

(2)在设定自旋锁定时间TSL内，按照设定脉冲序列，扫描控制器控制脉冲发生器生成经由射频线圈发射的设定自旋锁定脉冲B₁和施加于检查区域受试者的多个RF激励脉冲。

在控制脉冲发生器激发脉冲之前，首先运行磁共振成像系统的压脂模块消除脂肪信号。

在消除脂肪信号之后，进入脉冲发射阶段，本实施例以主磁场X-Y-Z坐标系为参考，脉冲序列包括两个90°激励脉冲(90°表示射频脉冲磁化矢量相对于主磁场磁场方向偏转的角度为90°)和四个180°翻转聚焦脉冲(180°表示射频脉冲磁化矢量相对于主磁场磁场方向偏转的角度为180°)以及多个自旋锁定脉冲B₁。在一个自旋锁定时间(TSL)内时间首先沿X轴正方向给入一个90°激励脉冲(作为导航回波)，间隔TSL/8后沿Y轴正方向给入绝热180°翻转聚焦脉冲，后间隔TSL/4沿Y轴正方向给入绝热180°翻转聚焦脉冲，随后隔TSL/4时沿Y轴负方向给入绝热180°翻转聚焦脉冲，再间隔TSL/4时沿Y轴负方向给入绝热180°翻转聚焦脉冲，最后在间隔TSL/8时沿X轴负方向给入第二个90°激励脉冲，在第一个90°激励脉冲与第一个180°聚焦脉冲间存在一个沿Y轴正方向的自旋锁定脉冲B₁，四个180°聚焦脉冲间均存在两个自旋锁定脉冲B₁，其相位正负轮流，第四个180°聚焦脉冲与第二个90°激励脉冲间存在一个沿y轴正方向的自旋锁定脉冲B₁。自旋锁定脉冲B₁相位方向正负轮流，可以减少从RF射频激励脉冲到自旋锁定脉冲B₁异质性所产生的伪影，以及非共振效应所导致的伪影。

(3)由接收器接收经由射频线圈采集的磁共振成像信号，并将接收的磁共振成像信号读出填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中形成数据点阵。

在发射第二个90°激励脉冲发射之后，脉冲发射阶段结束，在之后的读出间隔通过接收器接收经由射频线圈采集的磁共振信号填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中。

一个循环周期内的操作包括步骤(S1)-步骤(S2)。

(S1)针对不同自旋锁定脉冲B₁，采用同一个设定自旋锁定时间TSL，通过多个扫描周期依次完成所有不同自旋锁定脉冲B₁对应的扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间的同一位置。

如前所述，本实施例设定了脉冲强度不同的两种自旋锁定脉冲和四个自旋锁定至时间。如图3所示，针对不同自旋锁定脉冲B₁，采用同一个自旋锁定时间TSL，通过相邻两个心动周期依次完成两个自旋锁定脉冲B₁对应的扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间的同一位置。以本实施例自旋锁定时间TSL₁为例，在第一个心动周期，B₁＝0，按照步骤(1)-步骤(3)完成扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到B₁＝0和TSL₁对应的K-空间，获得B₁＝0和TSL₁对应的n条K-空间线(如图4所示)；在第二个心动周期，B₁＝12μT，按照步骤(1)-步骤(3)完成扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到B₁＝12μT和TSL₁对应的K-空间(且与B₁＝0μT和TSL₁对应的K-空间的填充位置相同)，获得B₁＝12μT和TSL₁对应的n条K-空间线(如图4所示)。

(S2)对设定的不同自旋锁定时间TSL，重复步骤(S1)，完成不同自旋锁定时间TSL对应的扫描，即完成一个循环周期。

如前所述，已经给出了本实施例扫描过程中针对两个不同自旋锁定脉冲B₁，采用同一个自旋锁定时间TSL₁，完成第一个心动周期和第二个心动周期的扫描。第三个心动周期和第四个心动周期与第一个心动周期和第二个心动周期类似，不同的是采用的是自旋锁定时间TSL₂，具体为：在第三个心动周期，B₁＝0，按照步骤(1)-步骤(3)完成扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到B₁＝0和TSL₂对应的K-空间，获得B₁＝0和TSL₂对应的n条K-空间线(如图4所示)；在第四个心动周期，B₁＝12μT，按照步骤(1)-步骤(3)完成扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到B₁＝12μT和TSL₂对应的K-空间，获得B₁＝12μT和TSL₂对应的n条K-空间线(如图4所示)；以此类推，直到获得B₁＝12μT和TSL₄对应的n条K-空间线，完成一个循环周期的扫描。之后依次进入下一个循环周期的扫描，循环周期的次数由填满自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间来决定。这样可以使得数据获取最高的空间匹配度，使得心律不齐、呼吸不均匀对获取T_1ρ mapping图像影响降到最低。本实施例提供的填充方式是沿平行于K_x方向进行填充，本领域技术人员也可以根据实际情况选择沿平行于K_y的方向填充的填充方式或者放射状填充方式等。

通过以上方法可以获得8个K-空间填充数据。本实施例利用数据处理和图像重建模块将8个K-空间填充数据经傅里叶变换和数模转换，获得8个T_1ρ加权图像。数据处理方法可以参考(Chunhua Wang et al.Endogenous contrast T1rho cardiac magneticresonance for myocardial fibrosis in hypertrophic cardiomyopathy patients.JCardiol.2015 Dec；66(6):520-6)。

继后将8个T_1ρ加权图像中同一位置的信号强度S提取出来，并将T_1ρ信号强度S按照自旋锁定脉冲B₁＝0或12μT分为两组，两组分别按照T_1ρ信号强度S随自旋锁定时间TSL变化关系，利用合适的指数拟合算法进行拟合，获得如图5所示的曲线拟合图像，拟合公式为

从而确定该位置的T_1ρ值。重复上述过程，由T_1ρ加权图像不同位置(即K空间不同位置)计算得到K空间不同位置对应的的T_1ρ值，由K空间不同位置的T_1ρ值组成相应的T_1ρmapping图像。对于不同自旋锁定脉冲B₁，采用相同的方式处理，最终得到B₁＝0及B₁＝12μT对应的T_1ρmapping图像。

Claims (8)

1.一种定量快速锁频磁共振成像方法，采用磁共振成像系统对受试者进行多个循环周期的扫描，所述磁共振成像系统包括射频线圈、脉冲发生器、接收器以及数据处理和图像重建模块；所述射频线圈用于向检查区域的受试者发射射频电磁信号，或者采集来自受试者的射频电磁信号；所述脉冲发生器用于生成经由射频线圈发射的至少两种可形成检查区域内B₁磁场的自旋锁定脉冲，以及施加于检查区域受试者的多个RF激励脉冲，所述接收器用于接收经由射频线圈采集的来自受试者的射频电磁信号，并将其作为磁共振成像信号；所述数据处理和图像重建模块用于将采集的磁共振成像信号进行重建得到最终的T_1ρmapping图像；其特征在于一个循环周期由多个扫描周期构成，一个循环周期包含多个设定的自旋锁定时间TSL和多个设定的自旋锁定脉冲B₁；

一个扫描周期内的操作步骤包括：

(1)经设定扫描延迟时间后，触发扫描信号；

(2)在设定自旋锁定时间TSL内，按照设定脉冲序列，控制脉冲发生器生成经由射频线圈发射的设定自旋锁定脉冲B₁和施加于检查区域受试者的多个RF激励脉冲；

(3)由接收器接收经由射频线圈采集的磁共振成像信号，并将接收的磁共振成像信号读出填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间形成数据点阵；

一个循环周期内的操作步骤包括：

(S1)针对不同自旋锁定脉冲B₁，采用同一个设定自旋锁定时间TSL，通过多个扫描周期依次完成所有不同自旋锁定脉冲B₁对应的扫描，并将采集的磁共振成像信号填充到数据处理和图像重建模块中与自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间的同一位置；

(S2)对设定的不同自旋锁定时间TSL，重复步骤(S1)，完成不同自旋锁定时间TSL对应的扫描，即完成一个循环周期；

当完成对一个循环周期的扫描之后依次进入下一循环周期的扫描，循环周期的次数由填满自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间决定，K空间填满之后，结束扫描，并将K空间中的数据进行处理得到不同自旋锁定脉冲B₁对应的T_1ρmapping图像。

2.根据权利要求1所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于所述步骤(1)中，以心动周期或呼吸周期作为扫描周期，扫描延迟时间由当前心动周期或呼吸周期之前的N个心动周期或呼吸周期的平均值

确定，延迟时间

T_i为第i个扫描周期，N≥2，T₀为一个心动周期内设定的数据扫描时间或一个呼吸周期内设定的数据扫描时间。

3.根据权利要求1所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于所述步骤(1)中，触发扫描信号由磁共振成像系统中的自触发导航模块执行。

4.根据权利要求1所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于所述步骤(2)中，在控制脉冲发生器激发脉冲之前，消除脂肪信号。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于所述步骤(2)中，设定脉冲序列包括选择性激励核素的多个RF激励脉冲，相邻两个RF激励脉冲之间设置至少一个自旋锁定脉冲B₁。

6.根据权利要求5所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于多个RF激励脉冲由两个90°激励脉冲和至少两个180°翻转聚焦脉冲组成，多个RF激励脉冲的激发顺序为90°激励脉冲-180°翻转聚焦脉冲-…-180°翻转聚焦脉冲-90°激励脉冲。

7.根据权利要求6所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于相邻RF激励脉冲之间两个及以上的自旋锁定脉冲相位正负交替。

8.根据权利要求5所述定量快速锁频磁共振成像方法，其特征在于将不同自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中的数据进行处理得到不同自旋锁定脉冲B₁对应的T_1ρmapping图像的过程包括以下分步骤：

A、将自旋锁定时间和自旋锁定脉冲B₁对应的K空间中的数据进行傅里叶变换以及数模转换得到相应的T_1ρ加权图像，并按照自旋锁定脉冲B₁大小对所述T_1ρ加权图像进行分组；

B、对各组T_1ρ加权图像分别依据K空间同一位置转换得到的T_1ρ加权图像中T_1ρ信号强度S随自旋锁定时间TSL变化关系，拟合得到T_1ρ值变化曲线

从而确定T_1ρ值；

C、重复步骤B，得到K空间不同位置对应的T_1ρ值，由K空间不同位置的T_1ρ值组成T_1ρmapping图像。

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