一种正对比磁共振成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种正对比磁共振成像方法及装置，其中，方法包括：对同一目标的同一层面进行两次数据采集，分别获得具有回波读出梯度偏移的TSE数据和没有回波读出梯度偏移的TSE数据；在同一目标的同一层面上，所述具有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位减去所述没有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位，获得局部磁场影响而产生的相位差；利用所述相位差获得目标区域内金属装置对周围组织产生的局部磁场；极化核与磁化率矩阵的卷积表示目标局部磁场表达式，对目标局部磁场表达式进行傅里叶转换，利用所述局部磁场，对傅里叶转换后的目标局部磁场表达式进行正则化约束重建，获得目标的磁化率矩阵，实现正对比磁共振成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁共振成像
，特别涉及一种正对比磁共振成像方法及装置。
技术介绍
磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI)的无福射，良好软组织对比及任 意平面成像使得它成为目前最为流行的临床诊断工具之一。MRI是利用人体内某些氢质子 在主磁场（即外磁场）以及激发脉冲的作用下发生共振并产生信号来进行成像的，而大部 分的金属在磁场中极易被磁化，会产生局部磁场，从而会对主磁场产生干扰，这种干扰在成 像中称为金属的磁化率伪影。由于人体植入的磁共振兼容装置一般为金属材质，装置及其 周围邻域在图像中表现出黑洞现象（负对比）。这种黑洞跟组织空隙和较低信噪比区域很 难区分，从而无法进行装置的精准定位和评估。 目前，我国北京协和医学院的蒋世良医生和德国的雷根斯堡大学Lenhart博士等 人采用CE-MRA技术对支架进行磁共振无创检查，研究发现CE-MRA技术可以用于评估镍钛 合金支架腔内是否通畅，但由于存在磁化率伪影，无法对管腔的狭窄程度进行准确分级。然 而这些研究的一个共同点是只能得到支架的负对比图像。近年来，为了准确定位和评估这 些金属植入物，研究者们提出了一系列磁共振正（亮）对比成像技术，这些技术主要分为两 类。第一类是通过修改脉冲序列来产生正对比成像，例如2003年SeppenwooldeJH等人提 出的whitemarker和2006年VenkateshMani等人提出的GRASP技术，这些技术只是对层 方向的梯度进行改变，较容易实施，但是只对低浓度的SPI0 (0. 8浓度）可以产生正对比，并 且只在层方向上进行梯度补偿，所以正对比的准备性还需考证。在2007年，StuberΜ等人 相继提出了IR〇N(Inversion_RecoveryWithON-ResonantWaterSuppression)技术，虽 然能够获得很好的正对比图像效果，但是该技术操作较为复杂，在临床中未能得到广泛应 用。第二类是通过后处理的方法，对GRE序列扫描得到的数据进行后处理，采用特有的重建 算法产生正对比成像，如LiuT等人提出定量磁化率成像（QuantitativeSusceptibility Mapping,QSM)，但现存的QSM方法大部分是适用于超顺磁氧化铁，以及对组织内部顺磁性 物质进行定量评估，而不适用于定位这种超高磁性的金属植入器。在2008年，Dahnke,Η等 人提出了一种磁化率梯度成像技术（susceptibilitygradientmapping，SGM)，是对三个 方向的局部磁场梯度进行成像，但是该技术正对比成像的区域要大于实际植入装置的真实 位置区域。在2014年，DongYing等提出一种正对比成像SE(spinecho)序列，与经典的 SE序列不同，其180°脉冲不在TE中心，而是向90°脉冲移动了Tshlft单位，因此磁化率引 起的相位改变作用在2Tshlft单位，但SE序列成像序列扫描时间比较长。由于传统的QSM是以梯度回波（GRE)作为数据采集基础，对相位信息采取去除背 景场处理后得到一张局部场图，再结合特有的重建算法重建出磁化率图像，对组织内部顺 磁性物质进行定量评估并正对比的显示出金属粒子位置。但对于磁化率较大的介入装置而 言，由于其高的磁敏感性，使得植入金属粒子周围组织快速失相位，因为很难用其邻域信息 去重建磁化率值，因此无法准确的定位植入装置。
技术实现思路
为解决现有技术的问题，本专利技术提出一种正对比磁共振成像方法及装置，基于一 种改进的快速自旋回波（Turbospinecho:TSE)序列采集数据，并利用改进的定量磁化率 成像（QuantitativeSusceptibilityMapping,QSM)技术，实现高分辨正对比磁共振成像， 准确显示出植入装置的大小和位置。 为实现上述目的，本专利技术提供了一种正对比磁共振成像方法，包括： 对同一目标的同一层面进行两次数据采集，分别获得具有回波读出梯度偏移的 TSE数据和没有回波读出梯度偏移的TSE数据； 在同一目标的同一层面上，所述具有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位减去所 述没有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位，获得局部磁场影响而产生的相位差； 利用所述相位差获得目标区域内金属装置对周围组织产生的局部磁场； 极化核与磁化率矩阵的卷积表示目标局部磁场表达式，对目标局部磁场表达式进 行傅里叶转换，利用所述局部磁场，对傅里叶转换后的目标局部磁场表达式进行正则化约 束重建，获得目标的磁化率矩阵，实现正对比磁共振成像。 优选地，所述局部磁场的表达式为： ΔB=Δθ/γB〇Tshlft 其中，ΑΘ表示相位差；γ表示旋磁比，为常数；B。表示磁共振成像的主磁场； Tshlft表示回波读出梯度偏移时间；ΔΒ表示目标区域内金属装置对周围组织产生的局部磁 场，也即局部场图。 优选地，所述目标局部磁场表达式为：其中，ΔΒ(γ)表示目标局部磁场，即为目标区域内金属装置对距离其位置r处的 氢质子产生的局部磁场的大小；X表示目标的磁化率矩阵，d(r)是成像目标的极化核。 优选地，所述傅里叶转换后的目标局部磁场表达式为： 其中，D表示极化核矩阵：kx表示成 像目标在三维成像空间中X方向的坐标值，ky表示成像目标在三维成像空间中y方向的坐 标值，kz表示成像目标在三维成像空间中z方向的坐标值。 优选地，所述傅里叶转换后的目标局部磁场表达式采用正则化约束，其表示式 为： 其中，ΛΒ=Δθλ表示正则化参数;W为加权矩阵，Μ为掩膜矩阵；G 表示在三维空间中三个方向的梯度算子。 对应地，为实现上述目的，本专利技术还提供了 一种正对比磁共振成像装置，包括： 数据采集单元，用于对同一目标的同一层面进行两次数据采集，分别获得具有回 波读出梯度偏移的TSE数据和没有回波读出梯度偏移的TSE数据； 相位差获取单元，用于在同一目标的同一层面上，所述具有回波读出梯度偏移的 TSE数据的相位减去所述没有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位，获得局部磁场影响而 广生的相位差； 局部磁场确定单元，用于利用所述相位差获得目标区域内金属装置对周围组织产 生的局部磁场； 成像单元，用于极化核与磁化率矩阵的卷积表示目标局部磁场表达式，对目标局 部磁场表达式进行傅里叶转换，利用所述局部磁场，对傅里叶转换后的目标局部磁场表达 式进行正则化约束重建，获得目标的磁化率矩阵，实现正对比磁共振成像。 优选地，所述局部磁场确定单元获得的局部磁场的表达式为： ΔB=Δθ/γB〇Tshlft 其中，ΑΘ表示相位差；γ表示旋磁比，为常数；B。表示磁共振成像的主磁场； Tshlft表示回波读出梯度偏移时间；ΔΒ表示目标区域内金属装置对周围组织产生的局部磁 场，也即局部场图。 优选地，所述成像单元获得的目标局部磁场表达式为： 其中，ΔΒ(γ)表示目标局部磁场，即为目标区域内金属装置对距离其位置r处的 组织产生的局部磁场的大小；X表示目标的磁化率矩阵，d(r)是成像目标的极化核。 优选地，所述成像单元对目标局部磁场表达式傅里叶转换之后的表达式为： 其中，D表示极化核矩阵，1表示成像 目当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正对比磁共振成像方法，其特征在于，包括：对同一目标的同一层面进行两次数据采集，分别获得具有回波读出梯度偏移的TSE数据和没有回波读出梯度偏移的TSE数据；在同一目标的同一层面上，所述具有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位减去所述没有回波读出梯度偏移的TSE数据的相位，获得局部磁场影响而产生的相位差；利用所述相位差获得目标区域内金属装置对周围组织产生的局部磁场；极化核与磁化率矩阵的卷积表示目标局部磁场表达式，对目标局部磁场表达式进行傅里叶转换，利用所述局部磁场，对傅里叶转换后的目标局部磁场表达式进行正则化约束重建，获得目标的磁化率矩阵，实现正对比磁共振成像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国喜，史彩云，陈敏，苏适，纪秀全，刘新，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44