[发明专利]一种基于磁共振指纹成像的快速定量T1ρ的方法

说明书

本发明属于磁共振成像技术领域，具体为基于磁共振指纹成像的快速定量T1ρ的方法。本发明方法包括在传统MRF序列前增加spin‑lock准备脉冲，通过合理建模，将信号的T1ρ演化与信号的T1、T2演化融合一起，使每个时间点采集的信号都包含T1、T2和T1ρ的成分。设计伪随机变化的序列参数TSL、FA、TR和TE，通过Bloch方程中磁化矢量的演化，建立不同弛豫时间值组合的字典，将实际采集到的图像序列与字典匹配，从而定量出T1ρ、T1和T2值。本发明定量T1ρ的方法与传统指数拟合的方法相比，可以大幅的缩短扫描时间，预期在T1ρ成像中具有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，具体涉及基于磁共振指纹成像的快速定量T1ρ的方法。

背景技术

磁共振成像 (magnetic resonance imaging, MRI)是一种无创的，具有高空间分辨率、高组织对比度、可任意方向成像的医学影像技术。磁共振成像具有丰富的组织对比度，是临床上重要的诊断工具，被广泛应用于临床诊断、神经科学和精神类疾病等领域。

磁共振指纹成像（magnetic resonance fingerprinting,MRF）最初由Ma等提出(Ma D, Gulani V, Seiberlich N, et al. Magnetic resonance fingerprinting.Nature. 2013;495(7440):187-192)，MRF采用伪随机变化的序列参数进行数据采集,通过布洛赫（Bloch）方程仿真信号演化建立字典，该字典包含大量不同参数（如T1，T2）组合，将采集到的实际磁共振信号用模式识别的技术与字典进行匹配，寻找出最佳的匹配曲线,从而定量出组织的T1、T2值（T1指纵向弛豫时间，T2指横向弛豫时间）。除了可以快速准确定量T1，T2外，MRF还可以应用于水脂分离和波谱中肌酸激酶反应率的定量，以及扩散系数ADC的快速定量，MRF已成为磁共振快速定量技术研发的热门领域。

T1ρ（或T1rho）是指旋转坐标系中的自旋-晶格弛豫时间(spin-latticerelaxation time in the rotating frame), 反映的是大分子的低频运动信息。T1ρ成像中，自旋锁定频率（spin-lock frequency,FSL）一般在几百赫兹到几千赫兹，因此T1ρ对大分子的低频运动很敏感，T1ρ可以反映大分子缓慢运动过程中大分子与氢质子间相互作用的信息。T1ρ的应用主要有T1ρ加权成像，T1ρ mapping和T1ρ分布（T1ρ dispersion）。T1ρ加权成像（或T1ρ mapping）具有不同于传统T1、T2加权成像的软组织对比，被广泛应用于肝脏纤维化分期、关节软骨退变及阿尔兹海默症等疾病的研究。

目前T1ρ的计算一般是通过扫描不同自旋锁定脉冲的时间（spin-lock time,TSL），通过函数：

拟合的方法得到，式中S₀是TSL为0时的信号强度，C为常数。指数拟合的方法比较耗时，容易受到运动伪影等的影响，不利于T1ρ成像方法在临床等领域的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决T1ρ成像时间长的问题，提供一种基于磁共振指纹成像的快速定量T1ρ的方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

通过合理建模，将信号的T1ρ演化与信号的T1、T2演化融合一起，使每个时间点采集的信号都包含T1、T2和T1ρ的成分。设计伪随机变化的序列参数（自旋锁定时间TSL、翻转角FA、重复时间TR和回波时间TE），通过Bloch方程中磁化矢量的演化，建立不同弛豫时间值组合的字典，将实际采集到的图像序列与字典匹配，从而定量出T1ρ、T1和T2值。具体步骤为：

（1）spin-lock准备部分：在传统磁共振指纹成像序列前增加spin-lock准备脉冲；