[发明专利]一种磁共振成像中的水脂分离成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技术领域，特别是一种的磁共振成像中的水脂分离成像方法及装置，还涉及一种机器可读的存储介质以及一种计算机程序。

背景技术

在磁共振成像(Magnetic resonance imaging，MRI)中，由于人体内脂肪组织中的氢质子和其它组织中的氢质子所处的分子环境不同，使得它们的共振频率不相同；当脂肪和其它组织的氢质子同时受到射频脉冲激励后，它们的弛豫时间也不一样。在不同的回波时间采集信号，脂肪组织和非脂肪组织表现出不同的相位以及信号强度。

狄克逊(Dixon)法是在磁共振成像中用以产生纯水质子图像的方法，其基本原理是分别采集水和脂肪质子的同相位和反相位两种回波信号，两种不同相位的信号通过运算，各产生一幅纯水质子的图像和纯脂肪质子的图像，从而达到脂肪抑制的目的。本领域目前有多种Dixon水脂分离成像方法，包括：单点Dixon法、两点Dixon法和三点Dixon法等。在基于Dixon的快速自旋回波(Turbo Spin Echo，TSE；也称Fast Spin Echo，FSE)脉冲序列中，射频(RF)脉冲序列包括90°激发脉冲和180°重聚脉冲(也叫复相脉冲)，在相邻两个重聚脉冲之间(即一个回波间距内)可以采集到多个回波(echo)。对应同一重聚脉冲的不同回波使用相同的相位编码，对应不同重聚脉冲的相应位置的各个回波构成一组回波，比如：重聚脉冲1后出现的第一个回波、重聚脉冲2后出现的第一个回波、......、重聚脉冲n后出现的第一个回波可构成一组回波，重聚脉冲1后出现的第二个回波、重聚脉冲2后出现的第二个回波、......、重聚脉冲n后出现的第二个回波可构成另一组回波。每一组回波都可独立重建出一幅图像。由于不同回波所带的幅值和相位信息不同，通过进一步计算可以分别重建纯水图像和纯脂肪图像。

图1示出了基于两点Dixon法的快速自旋回波序列。其中，使用单极对称的读出梯度，即读出梯度的极性相同，并且为以回波中心为对称轴的对称形状；采集到的回波信号如以下公式(1)所示：

S_τ＝W+Fexp(jf_Δτ)                                                      (1)

这里，S_τ为在回波偏移τ获取的信号，W为来自被测对象的水信号，F为来自被测对象的脂肪信号，脂肪和水的共振频率之差由f_Δ表示，单位为赫兹(Hz)，j为-1的平方根。

在图1中，在每一回波间隔的中心，τ＝0，自旋回波序列要求被满足，通过回波12和回波22可以获取常规的自旋回波图像，采集到的回波12和回波22信号表示为以下公式(2)：

S₀＝W+F                                                        (2)

对于回波11和回波21，它们的回波中心从回波间隔的中心开始偏移，当τ为时，F和W的相位差为180°时，采集到的回波11和回波21信号表示为如下公式(3)：

S_delta＝W-F                                                     (3)

显然，根据公式(2)和公式(3)对回波信号进行处理，就可分别求得水信号W和脂肪信号F。采用图1所示的基于两点Dixon法的快速自旋回波序列，可以得到两组回波。假定有n个重聚脉冲，则一组包括回波11、回波21、......、回波n1，另一组包括回波12、回波22、......、回波n2。通过对这两组回波的信号分别进行处理，可以重建得到两幅图像，一幅是符合公式(2)的水和脂肪同相位的图像，另一幅是符合公式(3)的水和脂肪反相位的图像，对这两幅图像执行水脂分离算法可以分别得到纯水的图像和纯脂肪的图像。