[发明专利]一种化学位移成像方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域，特别涉及一种化学位移成像方法及其系统。

背景技术

在磁共振成像中，用于形成图像的磁共振信号主要来自于水中的氢质子，其他的氢核对图像影响较小。对于其他化学成分如脂肪、胆碱、氨基酸、n乙酰天冬氨酸(NAA)、乳酸等，由于其氢原子周围电子云分布不同，氢质子的进动频率有所变化。以水和脂肪来说，水分子中氢质子的化学键为0-H键，脂肪分子中氢质子的化学键为C-H键，水分子中氢质子的进动频率要比脂肪分子中氢质子的进动频率稍快些，其差别为3.5ppm(ppm为百万分之几)，相当于150Hz／T。基于这种不同，可以将各种化学成分区别开来构成图像的另一维，用以显示不同化合物的空间分布，这种成像方式称为化学位移成像CSI(Chemical Shift Imaging)。

化学位移成像CSI是一种广泛使用的活体波谱成像技术。但由于CSI采集多个体素的时间非常长，限制了其在临床上的应用。之后衍生出来的平面回波波谱成像EPSI(Echo Planar Spectroscopic Imaging)利用平面回波成像EPI(Echo Planar Imaging)的采集特点，对读出方向进行编码，这样就可以一次采集读出方向上所有的体元，极大缩短了采集时间。

EPI技术属于梯度回波序列的一种，其在一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场的连续正反向切换，每次切换产生一个梯度回波，从而将产生的多个梯度回波组成梯度回波链。图1为平面回波成像(EPI)序列示意图。其中Gs，Gr，Gp分别代表选层梯度方向、读出梯度方向以及相位编码梯度方向，RF代表射频脉冲，signal代表产生的磁共振回波信号。需要采集的回波信号(即signal)，在回波间隔施加正反向交替梯度，在读出梯度的平台期采集，单次激发EPI序列可在数十毫秒内完成一幅图像的采集。

图2为平面回波波谱成像(EPSI)序列示意图。其中，Gs，Gr分别代表选层梯度方向和读出梯度方向，RF代表射频脉冲，signal代表产生的回波信号。其在相位编码PE方向不施加任何编码梯度，需要采集的回波信号(即signal)在读出梯度的平台期采集。进一步的，其相位(PE)方向上的分辨率可以通过饱和带，或者选择性脉冲来获得。

虽然现有的平面回波波谱成像EPSI在化学位移成像CSI的基础上一次采集多个回波信号，缩短了成像时间，但是其成像时间仍然较长，成像速度需进一步提高，以满足临床应用的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种化学位移成像方法及其系统，加快化学位移成像过程中体元数目的采集速度，缩短成像时间。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供了一种化学位移成像方法，包括如下步骤：

a)根据成像序列对感兴趣区域施加磁场，所述成像序列包含多个射频脉冲和多个梯度脉冲，所述射频脉冲为连续顺次激发，所述梯度脉冲包括选层梯度脉冲和回聚梯度脉冲，每个所述选层梯度脉冲对应一个所述射频脉冲，最后一个选层梯度脉冲后施加一个回聚梯度脉冲，相邻的所述梯度脉冲极性相反；

b)采用EPI的数据读出方式，通过交替反转极性的梯度脉冲采集得到回波数据；

c)由所述回波数据，进行数据重建得到化学位移图像。

优选的，所述步骤a)中在每个选层梯度脉冲之后在读出方向施加散相梯度脉冲。

优选的，所述步骤c)中将回波数据进行数据栅格化，之后进行数据重建得到化学位移图像。

优选的，所述步骤a)中多个射频脉冲为经过射频相位编码后的射频脉冲，进行所述射频相位编码的矩阵为满秩矩阵，所述步骤c)中数据重建包括对回波数据的解码。

优选的，进行所述相位编码的矩阵为Hadamard矩阵。

优选的，每个所述步骤a)中射频脉冲激发一个层面内的体元，每个所述射频脉冲的翻转角为90度。

优选的，每个所述射频脉冲对应激发多个层面上的体元，每个射频脉冲翻转角为90度，在激发的体元出现重叠时射频脉冲的翻转角为180度或者90度。且出现重叠时，前后两个射频脉冲有90度的相位差。

优选的，相位方向的分辨率通过饱和带或者选择性脉冲获取。

本发明为解决上述技术问题还提供了一种化学位移成像装置，包括：