CN109953759A - 一种胎儿磁共振成像方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁共振成像的技术领域，公开了一种胎儿磁共振成像方法及其装置，所述成像方法包括以下步骤：第一接收线圈覆盖设置于待测组织；高介电常数衬垫贴着所述待测组织，放置于磁共振成像采集装置的检查床和所述待测组织之间，其中，所述高介电常数衬垫包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；所述高介电常数衬垫与所述第一接收线圈相配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。本发明提出一种新的孕妇胎儿检查技术，采用具有高介电常数的钛酸钡制作材料制作衬垫配合孕妇侧躺体位优化扫描方案来解决上述问题。

Description

一种胎儿磁共振成像方法及其装置
技术领域
本发明涉及磁共振成像的技术领域，特别涉及一种胎儿磁共振成像方法及其装置。
背景技术
多年来，产前超声(Ultrasound,US)检查一直是胎儿产前首选的影像学检查方法，
其中，超声可以准确显像胎儿结构并具有无创性、检查方便简单和费用便宜等优势，但图像采集效果过多依赖医生的手法和经验，而且该技术仅能实时显影，且不方便后期翻阅图像数据。
然而超声检查在一定程度上也存在不足，需要其他检查方法加以完善。
当前可用于孕妇胎儿检查的影像技术主要有超声以及磁共振。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)有着良好软组织对比度、多参数扫描、全视野成像以及无任何辐射伤害等众多优势，，完全具备成为超声检查之外的另一种重要的胎儿产前影像学检查方法的条件。
目前孕妇胎儿磁共振检查方案是孕妇平躺，利用腹部接收线圈和脊柱接收线圈包裹孕妇腹部配合临床Haste以及Trufi磁共振序列进行扫描。但是在扫描孕妇腹中胎儿时，由于孕妇腹中羊水的存在使得体内介质差异较大，腹中电介质不同，造成射频场(B1)不均匀而导致胎儿信号显示不均匀，图像存在介电伪影，清晰度不高，诊断价值有限，故现有技术仍存在局限性。
在对孕妇胎儿的磁共振检查过程中，由于人体组织的影响，使得射频发射场在腹部内胎儿的部分很不均匀，导致部分组织特殊吸收率(SAR)升高，存在安全隐患；同时导致磁共振图像很不均匀，特别是孕妇腹部深处的位置(如胎儿脑部、心脏)信号很微弱，导致存在漏诊或者无法诊断的可能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在对孕妇胎儿的磁共振检查过程中，由于人体组织的影响，使得射频发射场在腹部内胎儿的部分很不均匀，导致部分组织特殊吸收率(SAR)升高，存在安全隐患；同时导致磁共振图像很不均匀，特别是孕妇腹部深处的位置(如胎儿脑部、心脏)信号很微弱，导致存在漏诊或者无法诊断的可能。
为了解决上述技术问题，本发明中针对这一问题，本发明提出一种新的孕妇胎儿检查技术，采用具有高介电常数的钛酸钡制作材料制作衬垫配合孕妇侧躺体位优化扫描方案来解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实施的：一种胎儿磁共振成像方法，包括以下步骤：第一接收线圈覆盖设置于待测组织；高介电常数衬垫贴着所述待测组织，放置于磁共振成像采集装置的检查床和所述待测组织之间，其中，所述高介电常数衬垫包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；所述高介电常数衬垫与所述第一接收线圈相配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
优选地，所述高介电常数衬垫的长度为395mm～405mm，宽度为345mm～355mm，厚度为10cm～18cm。
优选地，所述高介电常数衬垫的长度为195mm～205mm，宽度为170mm～180mm，厚度为10mm～18mm。
优选地，将所述高介电常数衬垫贴着侧躺体位孕妇腰腹部的位置，将所述第一接收线圈贴着覆盖设置于侧躺体位孕妇后背和肚皮位置。
优选地，还包括设置于检查床内的第二接收线圈，所述第一接收线圈为孕妇腹部接收线圈，所述第二接收线圈为脊柱接收线圈；扫描时第一接收线圈和第二接收线圈相互配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
优选地，所述第一接收线圈为22通道接收线圈，长度为895～905mm，宽度为305～315mm。
优选地，所述待测组织为孕妇腹部胎儿或立体水模。
优选地，采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
优选地，所述设定重量比例为3:1～4.5:1，所述介电材料的介电常数为220。
优选地，一种胎儿磁共振成像装置，包括：高介电常数衬垫，所述高介电常数衬垫贴着所述待测组织，放置于磁共振成像采集装置的检查床和待测组织之间，所述高介电常数衬垫包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；第一接收线圈，所述第一接收线圈用于采集待测组织磁共振图像，覆设于所述待测组织；第二接收线圈，所述第二接收线圈用于采集待测组织磁共振图像，内设于所述检查床；磁共振成像采集装置，所述磁共振成像采集装置用于采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
实施本发明的有益效果主要有：
1、本发明首次提出一种胎儿磁共振成像方法，采用高介电常数衬垫来解决孕妇腹中胎儿成像过程信号不均匀问题，能够增强孕妇腹中胎儿的信号，得到相对均匀腹中胎儿器官的图像。
2、本发明适用孕妇侧躺体位，侧躺体位使垫子离成像区域最近，从而使发射场均匀分布；胎儿更靠近高介电常数衬垫，最大限度的发挥高介电常数衬垫的性能。
3、本发明使用小尺寸高介电常数衬垫，比使用大尺寸高介电常数衬垫具有更均匀的发射场，不仅胎儿所处位置发射场有所提高，而且整个人体截面的发射场都均匀分布。
附图说明
为更好地理解本发明的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行说明的附图。这些附图将对部分实施例或现有技术涉及的产品或方法进行简要的展示。这些附图的基本信息如下：
图1为实施例中，胎儿磁共振成像方法的流程示意图；
图2为实施例中，胎儿磁共振成像装置的结构示意图；
图3为实施例中，高介电常数衬垫的结构示意图；
图4为实施例中，第一接收线圈的结构示意图；
图5为实施例中，现有胎儿磁共振成像方法的扫描图像；
图6为实施例中，采用高介电常数衬垫配合孕妇侧躺体位方案的胎儿磁共振成像方法的扫描图像；
图7为实施例中，现有胎儿磁共振成像方法的射频场(电磁场仿真)图；
图8为实施例中，采用大尺寸高介电常数衬垫配合孕妇侧躺体位方案的胎儿磁共振成像方法的射频场(电磁场仿真)图；
图9为实施例中，采用小尺寸高介电常数衬垫配合孕妇侧躺体位方案的胎儿磁共振成像方法的射频场(电磁场仿真)图；
图10为实施例中，孕妇专用22通道接收线圈的水模实验信噪比图；
图11为实施例中，腹部6通道接收线圈水模实验信噪比图；
上述附图中，附图标记及其所对应的技术特征如下：
101-第一接收线圈，201-待测组织，301-高介电常数衬垫，302-条状空间，401-检查床。
具体实施方式
现在对本发明实施例中的技术方案或有益效果作进一步的展开描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的部分实施方式，而并非全部。在一些实施方式中，如图1所示，本发明提供一种胎儿磁共振成像方法，包括以下步骤：第一接收线圈101覆盖设置于待测组织201；高介电常数衬垫301贴着待测组织201，放置于磁共振成像采集装置的检查床401和待测组织201之间，其中，所述高介电常数衬垫301包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；高介电常数衬垫301与第一接收线圈101相配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫301中的所述介电材料采集所述待测组织201的磁共振图像。
实施例
如图1所示，本发明提供一种胎儿磁共振成像方法，包括以下步骤：
第一接收线圈101覆盖设置于待测组织201上。第一接收线圈101覆盖设置于待测组织201上，所述第一接收线圈101配合贴着待测组织201的高介电常数衬垫301采集待测组织201磁共振图像。
高介电常数衬垫301贴着待测组织201，放置于磁共振成像采集装置的检查床401和待测组织201之间，其中，所述高介电常数衬垫301包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料。
高介电常数衬垫301与第一接收线圈101相配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫301中的所述介电材料采集所述待测组织201的磁共振图像。其中，所示磁共振成像采集装置为Siemens 3T磁共振成像装置。
作为优选实施例，所述高介电常数衬垫301的长度为395mm～405mm，宽度为345mm～355mm，厚度为10mm～18mm。
作为优选实施例，所述高介电常数衬垫301的长度为195mm～205mm，宽度为170mm～180mm，厚度为10mm～18mm。本实施例中采用的高介电常数衬垫301的长度为175mm，宽度为200mm，厚度为15mm。
作为优选实施例，还包括设置于检查床401内的第二接收线圈；将所述高介电常数衬垫301置于所述检查床401上贴着着所述待测组织201，扫描时第一接收线圈101和第二线圈相互配合来采集待测组织201磁共振图像。第一接收线圈101和第二接收线圈配合使用扫描待测组织201，可以更准确地采集信号。
作为优选实施例，将所述高介电常数衬垫301贴着侧躺体位孕妇腰腹部的位置，具体的，高介电常数衬垫301贴着侧躺体位孕妇的腰部，并使高介电常数衬垫301尽可能贴近腹部。将所述第一接收线圈101紧贴着覆盖设置于侧躺体位孕妇后背和肚皮位置。具体的，线圈两侧贴近孕妇后背和肚皮。高介电常数衬垫301能优化衬垫表面射频场，使腹中胎儿信号更均匀。侧躺体位使胎儿更靠近高介电常数衬垫，最大限度的发挥高介电常数衬垫的性能。
作为优选实施例，所述待测组织为孕妇腹部胎儿或立体水模。本实施例中所述待测组织为孕妇腹部胎儿。
作为优选实施例，采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫301中的所述介电材料采集所述待测组织201的磁共振图像。其它实施例中，也可以使用临床常规序列及常用设置进行磁共振扫描检查，得到清晰的图像。
作为优选实施例，所述设定重量比例为3:1～4.5:1，所述介电材料的介电常数为220。本实施例中，钛酸钡和水/重水的重量比例是发明人经过试验研究的结果，研究结果发现当钛酸钡和水/重水的重量比例为3:1～4.5:1时，待测组织201的磁共振图像具有较好的显示效果。
一些实施例中，由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料可以通过注射器注入柔软的塑料包装中，并将塑料包装抽真空后密封。图4是本实施例中高介电常数衬垫301的结构示意图。如图3所示，高介电常数衬垫301的塑料包装沿设定方向预先封装成条状空间302，然后通过注射器从塑料包装一侧将由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料注入塑料包装的条状空间302。以此可以使高介电常数衬垫301中的介电材料分布均匀，垫子厚度分布均匀。
作为优选实施例，所述第一接收线圈101的长度为895～905mm，宽度为305～315mm。如图4所示，本实施例中的第一接收线圈101的长度为900mm，宽度为310mm。本实施例的高介电常数衬垫301尺寸便于固定至孕妇腹部，待测组织201的磁共振图像具有较好的显示效果。
作为优选实施例，所述第一接收线圈101为22通道射频线圈。所述22通道射频线圈包含22个通道，这22个通道可以分别用来接收信号。采用专门针对孕妇设置的22通道接收线圈较传统6通道腹部接收线圈的优点是：通道数多，大覆盖范围，信噪比高，拥有更好的并行加速能力，得到的图像清晰度，均匀度，亮度均有提升。更优选地，第一接收线圈101和第二接收线圈(图中未示出)均是多通道射频线圈。
如图5～图6，本发明在临床实验中，在Siemens 3T磁共振成像装置上进行扫描时可见看到，本实施方案比现有技术所得的图像信号更为均匀，胎儿头部及肺部轮廓图像清晰可见。
测试例
为了验证本发明专利的有效性，本测试例在Siemens 3T磁共振成像装置上设计了如图2所示的实验装置。
如图2所示，本测试例提供一种胎儿磁共振成像装置，包括：设置于检查床401上的高介电常数衬垫301以及搁置于所述高介电常数衬垫301上的水模。所述高介电常数衬垫301放置于磁共振成像采集装置的检查床401和水模之间，贴着着所述水模，所述高介电常数衬垫301包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料。其中，所述水模的形状为孕妇体型的形状。
本测试例在磁共振成像装置上采集第一接收线圈101和第二接收脊柱线圈的信号和噪声。第一接收线圈101用于采集水模磁共振图像，覆设于所述水模；所述第一接收线圈101为孕妇专用22通道接收线圈；所述第二接收线圈为脊柱接收线圈。第二接收线圈(图中未示出)用于采集水模磁共振图像，内设于所述检查床401。
磁共振成像采集装置，用于采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫301中的所述介电材料采集所述水模的磁共振图像。
如图7～图9，本测试例在临床实验中，在Siemens 3T磁共振成像装置上进行扫描时采用了没有高介电常数衬垫301和具有两种不同尺寸的高介电常数衬垫301的成像方法进行了对比实验。根据图7～图9的水模实验结果，可以看出有高介电常数衬垫301的比没有高介电常数衬垫301的方案，具有更均匀的发射场。
具有两种不同尺寸的高介电常数衬垫301得到的水模实验结果如图8和图9所示，可以看出使用小尺寸高介电常数衬垫301比使用大尺寸高介电常数衬垫301具有更均匀的发射场，不仅胎儿所处位置发射场有所提高，而且整个人体截面的发射场都均匀分布。所以，可以采用小尺寸高介电常数衬垫301置于磁共振接受线圈和孕妇腹部之间来解决腹中胎儿成像过程信号不均匀问题。相比大尺寸高介电常数衬垫301，小尺寸高介电常数衬垫301在人体内得到的发射场更均匀，造成的电磁屏蔽效果更小。
其中，本测试例中，如图8所示，大尺寸高介电常数衬垫301采用的高介电常数衬垫301的长度为400mm，宽度为350mm，厚度为15mm。如图9所示，小尺寸高介电常数衬垫301采用的高介电常数衬垫301的长度为175mm，宽度为200mm，厚度为15mm。
本测试例在临床实验中，在Siemens 3T磁共振成像采集装置上进行扫描时采用两种不同通道的第一接收线圈101，得到的水模实验结果如图10和图11所示，可以看出在中部区域，专门针对孕妇设置的22通道接收线圈信噪比常见的6通道腹部线圈信噪比提高了11％，靠近线圈区域提升效果更明显。因此，采用实施例中使用为孕妇设计的射频接收线圈接收信号得到的图像的信噪比较高，提高了图像分辨率，提升图像质量。其中，图10和图11中的数字为信噪比的值。
本测试例在制作900mm×310mm孕妇专用接收线圈时，将高介电衬垫和模拟人体的水模同时作为负载，使调试孕妇线圈的阻抗匹配参数符合实际使用情况(6通道腹部线圈的调试时，负载只考虑模拟人体的水模而并未考虑高介电衬垫)。
综上所述，本发明在电磁场仿真软件和Siemens 3T磁共振装置上进行了实验验证，实验结果显示本发明制作的高介电常数衬垫301配合孕妇专用接收线圈能够增强孕妇腹中胎儿器官的信号，得到侧躺体位孕妇相对均匀的腹中胎儿器官的图像(包括心脏、肺叶、胎儿轮廓等)。
最后需要指出的是，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种胎儿磁共振成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一接收线圈覆盖设置于待测组织；
高介电常数衬垫贴着所述待测组织，放置于磁共振成像采集装置的检查床和所述待测组织之间，其中，所述高介电常数衬垫包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；
所述高介电常数衬垫与所述第一接收线圈相配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
2.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：所述高介电常数衬垫的长度为395mm～405mm，宽度为345mm～355mm，厚度为10cm～18cm。
3.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：所述高介电常数衬垫的长度为195mm～205mm，宽度为170mm～180mm，厚度为10mm～18mm。
4.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：将所述高介电常数衬垫贴着侧躺体位孕妇腰腹部的位置，将所述第一接收线圈贴着覆盖设置于侧躺体位孕妇后背和肚皮位置。
5.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：还包括设置于检查床内的第二接收线圈，所述第一接收线圈为孕妇腹部胎儿接收线圈，所述第二接收线圈为脊柱接收线圈；
扫描时第一接收线圈和第二接收线圈相互配合，利用所述磁共振成像采集装置透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
6.如权利要求5所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：所述第一接收线圈所述第一接收线圈为22通道接收线圈，长度为895～905mm，宽度为305～315mm。
7.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：所述待测组织为孕妇腹部胎儿或立体水模。
8.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
9.如权利要求1所述的胎儿磁共振成像方法，其特征在于：所述设定重量比例为3:1～4.5:1，所述介电材料的介电常数为220。
10.一种胎儿磁共振成像装置，其特征在于，包括：
高介电常数衬垫，所述高介电常数衬垫贴着所述待测组织，放置于磁共振成像采集装置的检查床和待测组织之间，所述高介电常数衬垫包括由钛酸钡和水或重水按设定重量比例均匀混合制成的介电材料；
第一接收线圈，所述第一接收线圈用于采集待测组织磁共振图像，覆设于所述待测组织；
第二接收线圈，所述第二接收线圈用于采集待测组织磁共振图像，内设于所述检查床；
磁共振成像采集装置，所述磁共振成像采集装置用于采用Haste以及Trufi磁共振成像序列透过所述高介电常数衬垫中的所述介电材料采集所述待测组织的磁共振图像。
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