CN109085523A - 血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及介质 - Google Patents

血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明适用磁共振成像技术领域，提供了一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及介质，该方法包括：在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，从而实现脑脊液信号的抑制，提高了磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制效果，进而提高血管壁图像的组织对比度，利于医生的诊断和定量分析。

Description

血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及介质。
背景技术
心脑血管疾病已成为威胁人类健康的首要疾病，而动脉粥样硬化斑块是导致心脑血管疾病发生的一个重要风险因素，因此准确地评估斑块的稳定性、鉴别易损斑块对于预防脑卒事件具有重要意义。由于颅内动脉被脑脊液包绕，为清晰分辨颅内动脉血管壁的边界和附在其上的斑块，需要同时抑制动脉血流和脑脊液信号。目前，章动延迟交替导航激励技术(Delays Alternating with Nutation for Tailored Excitation，DANTE)可以有效抑制动脉血流和脑脊液信号，该技术通过一系列低翻转角脉冲和散相梯度，使静止和运动的物质产生不同信号，具有非常好的运动敏感性，能有效抑制流动信号，但它对流速非常敏感，而脑脊液的速度随位置变化，导致其对韦利斯氏环(Willis环)周围的脑脊液抑制不够均匀、对大脑中动脉M2段周围流速缓慢的脑脊液信号抑制不彻底，从而使得血管壁的外边界无法分辨，容易造成误诊并且不利于人工智能诊断分析。
而基于可变翻转角的快速自旋回波序列因其固有的流动敏感特性可用于血管壁成像，但其运动敏感性有限，难以同时抑制流速差异较大的颅内动脉和颈动脉的血流信号以及流速非常缓慢的脑脊液信号，造成磁共振血管壁图像的组织对比度低，不能突出病灶的显示。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决由于现有技术无法提供一种有效的血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法，导致磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制不彻底、血管壁的外边界辨识度低的问题。
一方面，本发明提供了一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法，所述方法包括下述步骤：
在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量；
通过所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
另一方面，本发明提供了一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置，所述装置包括：
第一翻转单元，用于在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量；以及
第二翻转单元，用于通过所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
另一方面，本发明还提供了一种医疗设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法所述的步骤。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法所述的步骤。
本发明在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，从而实现脑脊液信号的抑制，提高了磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制效果，进而提高血管壁图像的组织对比度，利于医生的诊断和定量分析。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例二提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的结构示意图；以及
图4是本发明实施例四提供的医疗设备的结构示意图。
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。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
本发明实施例适用于医学图像处理平台、系统或设备，例如个人计算机、服务器等。在磁共振血管壁成像过程中，人体进入磁共振系统的主磁场后，通过发射预设的成像序列(例如，快速自旋回波成像序列或者可变翻转角的快速自旋回波成像序列)回聚脉冲链，人体组织被磁化，产生纵向宏观磁化矢量，再通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将少量恢复的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
在通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面时，优选地，通过施加在Y轴的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，从而提高T1图像的加权比。
在通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面之前，优选地，获取预先发射的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度，根据该翻转角度和预设的最大翻转角阈值，计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度，根据第一角度对应的第一角度反转脉冲、第二角度对应的第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成反转恢复脉冲链，通过构建不依赖与流速的反转恢复脉冲链，从而提高对颅内流速非常缓慢的脑脊液信号的抑制效果。
在计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度时，优选地，根据角度计算公式计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度，从而提高血管壁和脑脊液的对比度，进而提高血管壁的外边界的辨识度。其中n∈{1,2}，为反转恢复脉冲链中的第n个角度，βmax为最大翻转角阈值，βmax受成像序列回聚脉冲链中射频脉冲的电压峰值和功率沉积限制，为获取到的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度。
在根据第一角度对应的第一角度反转脉冲、第二角度对应的第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成反转恢复脉冲链之前，优选地，将第三角度反转脉冲对应的第三角度设置为90°，从而提高对颅内流速非常缓慢的脑脊液信号的抑制效果。
在步骤S102中，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
在本发明实施例中，在通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴时，优选地，通过施加在X轴的反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，由于脑脊液信号恢复慢，在进行下一个激发脉冲时脑脊液信号的磁化矢量几乎没有，完成了对脑脊液信号的抑制，从而提高脑脊液信号的抑制效果。
在本发明实施例中，在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，从而实现脑脊液信号的抑制，提高了磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制效果，进而提高血管壁图像的组织对比度，利于医生的诊断和定量分析。
实施例二：
图2示出了本发明实施例二提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
第一翻转单元21，用于在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
本发明实施例适用于医学图像处理平台、系统或设备，例如个人计算机、服务器等。在磁共振血管壁成像过程中，人体进入磁共振系统的主磁场后，通过发射预设的成像序列(例如，快速自旋回波成像序列或者可变翻转角的快速自旋回波成像序列)回聚脉冲链，人体组织被磁化，产生纵向宏观磁化矢量，再通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将少量恢复的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
在通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面时，优选地，通过施加在Y轴的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，从而提高T1图像的加权比。
第二翻转单元22，用于通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
在本发明实施例中，在通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴时，优选地，通过施加在X轴的反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，由于脑脊液信号恢复慢，在进行下一个激发脉冲时脑脊液信号的磁化矢量几乎没有，完成了对脑脊液信号的抑制，从而提高脑脊液信号的抑制效果。
在本发明实施例中，血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。
实施例三：
图3示出了本发明实施例三提供的血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
翻转角度获取单元31，用于在磁共振血管壁成像过程中，获取预先发射的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度。
本发明实施例适用于医学图像处理平台、系统或设备，例如个人计算机、服务器等。磁共振血管壁成像是通过发射快速自旋回波成像序列或者可变翻转角的快速自旋回波成像序列，产生回波信号，再根据产生的回波信号生成磁共振血管壁图像。在磁共振血管壁成像过程中，获取成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度。
角度计算单元32，用于根据翻转角度和预设的最大翻转角阈值，计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度。
在本发明实施例中，在计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度时，优选地，根据角度计算公式计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度，从而提高血管壁和脑脊液的对比度，进而提高血管壁的外边界的辨识度。其中n∈{1,2}，为反转恢复脉冲链中的第n个角度，βmax为最大翻转角阈值，βmax受成像序列回聚脉冲链中射频脉冲的电压峰值和功率沉积限制，为获取到的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度。
脉冲链构成单元33，用于根据第一角度对应的第一角度反转脉冲、第二角度对应的第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成反转恢复脉冲链。
在本发明实施例中，在根据第一角度对应的第一角度反转脉冲、第二角度对应的第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成反转恢复脉冲链之前，优选地，将第三角度反转脉冲对应的第三角度设置为90°，从而提高对颅内流速非常缓慢的脑脊液信号的抑制效果。
第一翻转单元34，用于在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
在本发明实施例中，在磁共振血管壁成像过程中，人体进入磁共振系统的主磁场后，人体组织被磁化，产生纵向宏观磁化矢量，再通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将少量恢复的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量。
在通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面时，优选地，通过施加在Y轴的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，从而提高T1图像的加权比。
第二翻转单元35，用于通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
在本发明实施例中，在通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴时，优选地，通过施加在X轴的反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，由于脑脊液信号恢复慢，在进行下一个激发脉冲时脑脊液信号的磁化矢量几乎没有，完成了对脑脊液信号的抑制，从而提高脑脊液信号的抑制效果。
因此，优选地，角度计算单元32包括：
角度计算子单元321，用于根据角度计算公式计算反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲对应的第一角度和第二角度反转脉冲对应的第二角度，其中n∈{1,2}，为反转恢复脉冲链中的第n个角度，βmax为最大翻转角阈值，为翻转角度。
第二翻转单元35包括：
第二翻转子单元351，用于通过施加在X轴的反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴。
在本发明实施例中，血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。
实施例四：
图4示出了本发明实施例四提供的医疗设备的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的医疗设备4包括处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。该处理器40执行计算机程序42时实现上述血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S102。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图2所示单元21至22的功能。
在本发明实施例中，在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，从而实现脑脊液信号的抑制，提高了磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制效果，进而提高血管壁图像的组织对比度，利于医生的诊断和定量分析。
本发明实施例的医疗设备可以为个人计算机、服务器。该医疗设备4中处理器40执行计算机程序42时实现血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法时实现的步骤可参考前述方法实施例的描述，在此不再赘述。
实施例五：
在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤S101至S102。或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图2所示单元21至22的功能。
在本发明实施例中，在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量，通过反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将横向磁化矢量翻转到负Z轴，从而实现脑脊液信号的抑制，提高了磁共振血管壁成像中脑脊液信号的抑制效果，进而提高血管壁图像的组织对比度，利于医生的诊断和定量分析。
本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。
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)

1.一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量；
通过所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面之前，所述方法还包括：
在磁共振血管壁成像过程中，获取预先发射的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度；
根据所述翻转角度和预设的最大翻转角阈值，计算所述反转恢复脉冲链中所述第一角度反转脉冲对应的第一角度和所述第二角度反转脉冲对应的第二角度；
根据所述第一角度对应的所述第一角度反转脉冲、所述第二角度对应的所述第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成所述反转恢复脉冲链。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述反转恢复脉冲链中所述第一角度反转脉冲对应的第一角度和所述第二角度反转脉冲对应的第二角度的步骤，包括：
根据角度计算公式计算所述反转恢复脉冲链中所述第一角度反转脉冲对应的第一角度和所述第二角度反转脉冲对应的第二角度，其中n∈{1,2}，为所述反转恢复脉冲链中的第n个角度，βmax为所述最大翻转角阈值，为所述翻转角度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴的步骤，包括：
通过施加在X轴的所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴。
5.一种血管壁成像中脑脊液信号的抑制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一翻转单元，用于在磁共振血管壁成像过程中，通过预设的反转恢复脉冲链中第一角度反转脉冲和第二角度反转脉冲将预先获得的纵向宏观磁化矢量翻转到XY平面，获得横向磁化矢量；以及
第二翻转单元，用于通过所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴，以实现对脑脊液信号的抑制。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
翻转角度获取单元，用于在磁共振血管壁成像过程中，获取预先发射的成像序列回聚脉冲链中最后一个回聚脉冲对应的翻转角度；
角度计算单元，用于根据所述翻转角度和预设的最大翻转角阈值，计算所述反转恢复脉冲链中所述第一角度反转脉冲对应的第一角度和所述第二角度反转脉冲对应的第二角度；以及
脉冲链构成单元，用于根据所述第一角度对应的所述第一角度反转脉冲、所述第二角度对应的所述第二角度反转脉冲以及预设第三角度对应的第三角度反转脉冲构成所述反转恢复脉冲链。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述角度计算单元包括：
角度计算子单元，用于根据角度计算公式计算所述反转恢复脉冲链中所述第一角度反转脉冲对应的第一角度和所述第二角度反转脉冲对应的第二角度，其中n∈{1,2}，为所述反转恢复脉冲链中的第n个角度，βmax为所述最大翻转角阈值，为所述翻转角度。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二翻转单元还包括：
第二翻转子单元，用于通过施加在X轴的所述反转恢复脉冲链中第三角度反转脉冲将所述横向磁化矢量翻转到负Z轴。
9.一种医疗设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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