[发明专利]一种双对比度的灌注磁共振成像方法及系统

说明书

本发明属于磁共振成像技术领域，公开了一种双对比度的灌注磁共振成像方法及系统，采用小角度激发脉冲将磁化矢量激发到磁场空间的横平面；打开选层梯度，当选层梯度达到系统允许最大值后，逐渐下降到零，之后进行梯度回绕；打开双回波螺旋进行编码并读出；二维的双回波螺旋梯度波形振幅从零开始，并以预设的双回波螺旋梯度波形变化；从发射激发脉冲到打开双回波螺旋梯度的时间称为第一回波时间，从发射激发脉冲到双回波螺旋梯度结束的时间称为第二回波时间，最后得到双回波螺旋采集动态对比增强(DCE)和动态磁敏感增强(DSC)的图像信号。完成双对比度的灌注磁共振成像方法。本发明能够对血液流量、血液流速和血管壁通透性进行成像。

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，尤其涉及一种双对比度的灌注磁共振成像方法及系统。

背景技术

目前，血液是在心脏和血管腔中循环流动的一种组织。血液能够借助血管的运输和贮存的功能为身体各处输送氧气和营养物质，并且实现对体温、体内的酸碱值和渗透压的调节，在人体生命活动中扮演重要的角色。而血液和血管的异常化能够引发并加剧各类疾病的恶化，血管正常化一直是再生医学领域的研究热点之一。

动态对比增强(DCE)和动态磁敏感增强(DSC)是两种广泛应用于检测血管通透性和血流的无创灌注成像技术，能够通过定性和定量的指标来实现对疾病进行早期诊断，分级以及治疗的预后评估等作用。然而，传统的DCE-MRI是用FLASH实现的，具有较高的空间分辨率，但时间分辨率较低。传统的DSC-MRI采用单次发射的GRE-EPI，时间分辨率高，空间分辨率低。但是这两种灌注成像方法能够帮助我们对于血液和血管获得完全不同的参数，对应于不同的临床应用价值，都发挥着至关重要的作用。这两种成像方式都需要使用对比剂，但是钆对比剂不仅具有潜在肾毒性，而且越来越多的证据表明反复暴露后，可能发生钆沉积在大脑中。如果对患者进行两种灌注成像数据的获取，需要注射两次磁共振对比剂，极大的带来了肾脏和脑部的副作用的发生率，同时两次成像的时间较长，患者可能难以忍受。如果能建立具有更高时间和空间分辨率的灌注成像方法和实验装置，实现同时减少钆对比剂的用量，将大力推进血管正常化的研究。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)传统的DCE-MRI是用FLASH实现的，但时间分辨率较低。

(2)传统的DSC-MRI采用单次发射的GRE-EPI，但空间分辨率低。

(3)传统的DCE-MRI和DSC-MRI均需要使用对比剂，但钆对比剂具有潜在肾毒性，且越来越多的证据表明反复暴露后，可能发生钆沉积在大脑中。如果对患者进行两种灌注成像数据的获取，需要注射两次磁共振对比剂，极大的带来了肾脏和脑部的副作用的发生率

(4)完成DCE-MRI和DSC-MRI，成像时间过长，患者可能难以忍受。

解决以上问题及缺陷的难度为：

第一个难度是技术创新层面：我们抛弃了传统的笛卡尔采集，改用螺旋采集k空间数据，由于我们只采集一条k空间的数据，就可以填满整个k空间，区别于以往的笛卡尔采集，需要很多条采集，极大的提高的采集的效率。其次，螺旋采集不会采集边缘的周围的数据，对于采集效率的提升也有帮助。有助于我们提高时间分辨率。第三，由于螺旋轨迹不使用相位编码梯度，从k空间中心开始的螺旋轨迹可能有很短的回波时间，以提高T1对比度。反之，从k空间边缘开始，向内旋转，则可以获得较长的回波时间，以提高T2*的灵敏度。有助于实现双对比度灌注成像。第四，由于靠近k空间中心的采样密度较大，它们通常对运动不太敏感。有助于我们减少我们的运动伪影。我们将双回波螺旋采集和两种灌注成像结合，第一个回波完成动态对比增强(DCE)，第二个回波完成动态磁敏感增强(DSC)，极大程度的缩短了成像时间。