心肌定量磁共振成像方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术提供了一种心肌定量磁共振成像方法、设备和存储介质。该方法包括：每隔恢复时间段，在心电门控信号和呼吸导航信号的控制下，执行图像信号采集操作；根据所采集的图像信号以及其对应的饱和脉冲的延迟时间确定参数T1；根据所述参数T1生成心肌定量磁共振图像。该方案可以在受试者自由呼吸的情况下完成扫描，而无需闭气。同时也允许进一步扩大成像视野，提高空间分辨率。此外，通过k‑空间在各采样点间完全交错分段采集，从而实现原始图像的内在配准，无需在后期进行另外的图像处理。

【技术实现步骤摘要】
心肌定量磁共振成像方法、设备及存储介质
本专利技术涉及医疗成像领域，更具体地涉及一种心肌定量磁共振成像方法、设备及存储介质。
技术介绍
核磁共振成像技术利用核磁共振现象对人体成像，已经是一种常见的医学影像检查方式。核磁共振的基本物理参数T1(自旋晶格弛豫时间，或称作纵向弛豫时间)是描述纵向磁化向量恢复的时间常数。T1由生物组织的组成成分和存在的结构形式以及磁场强度决定。在确定的磁场强度下，不同组织具有特定的T1数值。当生物组织发生改变，T1也会随之发生改变。因此T1可以作为特征参数识别心肌组织特征。近年来发展起来的心肌T1定量磁共振成像技术，对磁共振的基本物理参数T1直接测量，实现定量的心肌组织评价。在现有心肌T1定量心脏成像的技术中，多数是通过屏气实现扫描过程中对呼吸运动的补偿。这种技术需要较多的T1加权采样点才能够成像，对心率变化敏感。屏气的要求制约了成像分辨率的进一步提高，并且无法用于屏气困难的受试者(这在心脏病患者中比较常见)。采用呼吸导航操作可以突破屏气的限制，进一步采用饱和准备脉冲实现T1加权，可以降低对心率变化的依赖性。但现有的采用呼吸导航操作的技术需要采集的采样点较多。因此，存在扫描时间长、不同采样点间存在错配的问题。并且，由于部分T1加权采样点的信噪比比较低，影响最终的T1拟合质量。如果减少采样点数量，就必须在拟合参数前，对原始加权图像进行滤波处理。甚至还需要对原始加权图像间进行运动校正(例如配准)来消除心肌运动对成像的负面影响。因此，迫切需要一种新的心肌定量磁共振成像技术，以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术。根据本专利技术一个方面，提供了一种心肌定量磁共振成像方法，包括：每隔恢复时间段，在心电门控信号和呼吸导航信号的控制下，至少执行如下信号采集操作：在第一心拍内，在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下，采集第一图像信号；在第二心拍内，在使用延迟时间为Tsat2的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第二图像信号；在第三心拍内，在使用延迟时间为Tsat3的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第三图像信号，其中，Tsat3≠Tsat2；根据第i图像信号以及第i图像信号对应的饱和脉冲的延迟时间Tsati确定参数T1，其中，i＝1、2、3，且当i＝1时，Tsati为无穷大；根据所述参数T1生成心肌定量磁共振图像。根据本专利技术另一方面，还提供了一种用于心肌定量磁共振成像的设备，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行上述心肌定量磁共振成像方法。根据本专利技术再一方面，还提供了一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行上述心肌定量磁共振成像方法。根据本专利技术实施例的心肌定量磁共振成像方法、设备及存储介质可以在受试者自由呼吸的情况下完成扫描，而无需闭气。同时也允许进一步扩大成像视野，提高空间分辨率。此外，通过k-空间在各采样点间完全交错分段采集，从而实现原始图像的内在配准，无需在后期进行另外的图像处理。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。图1示出了根据本专利技术一个实施例的心肌定量磁共振成像方法的示意性流程图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的参数T1定量图像；图3示出了根据本专利技术一个实施例的成像序列；图4示出了根据本专利技术一个实施例的T1估计曲线；图5示出了根据本专利技术一个实施例的所采集的受试者的短轴视角下的同一层心脏的第一图像信号至第三图像信号以及拟合得到的参数T1定量图像；图6示出了根据本专利技术另一个实施例的成像序列；图7a示出了根据本专利技术一个实施例的3D左心室的T1图像；图7b分别示出了图7a所示的T1图像在长轴视角下的图像；图7c示出了图7a所示的T1图像中左心室心肌内T1的统计直方图；以及图8示出了根据本专利技术一个实施例的在使用T1缩短对比剂后的参数T1定量图像。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本专利技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是本专利技术的全部实施例，应理解，本专利技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本专利技术中描述的本专利技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本专利技术的保护范围之内。根据本专利技术的实施例，提供了一种心肌定量磁共振成像方法。该方法是一种3D自由呼吸式的定量心肌参数T1成像技术。该技术采用呼吸导航技术实现对呼吸运动的补偿。通过饱和脉冲的使用，结合充分的T1恢复时间获得理想的稳态磁化向量，对心率变化不敏感，可以实现较高的T1拟合准确度。通过k-空间交错分段采集的方式实现原始图像内在的自配准，无需原始图像的配准、滤波等后处理，也不需要参数校正，可用于高场强(3T)3D心肌定量参数T1的准确测量。图1示出了根据本专利技术一个实施例的心肌定量磁共振成像方法100的示意性流程图。如图1所示，心肌定量磁共振成像方法100包括以下步骤。步骤S110，每隔恢复时间段，在心电门控信号和呼吸导航信号的控制下，执行信号采集操作。该信号采集操作可以以循环的方式采集多个成像序列。每循环一次，采集一个成像序列。每个成像序列中都包括多个图像信号。在一个示例中，每个成像序列包括3个图像信号。k-空间是磁共振采集的数据空间。每完成一个成像序列的图像信号采集即实现了磁共振成像中k-空间的一个分段的填充。需要循环采集成像序列若干次，才能填充完整的k-空间，以用于重建图像。可以理解，可以采用并行采样技术以及其他任何方式的k-空间降采技术。信号采集操作以心电图(ECG)为基础。可以通过在受试者胸部皮肤表面贴电极并且通过心电监测设备获取心电图。在心电图中，两个R波之间的时间间隔称为心拍(Beat)，即心动周期。可以通过检测R波来确定下一个心拍。成像序列中的每个图像信号都是分别在一个心动周期内采集的。在上述成像序列包括3个图像信号的示例中，需要3个心拍来完成信号采集。在成像序列中存在一个允许纵向磁化向量充分恢复到稳态的图像信号。为了描述简洁，简称其为稳态图像信号。为了使得纵向磁化矢量能够在上一个成像序列的采集操作之后完全恢复，在稳态图像信号采集前，设置一个恢复时间段，例如n个空闲心拍，或称为恢复心拍。该恢复时间段中不采集图像信号，也不做任何可能扰动磁化向量的恢复过程的操作。前述空闲心拍个数n可以根据允许磁化向量恢复的时间长度和受试者的心率确定。允许磁化向量恢复的时间长度N(秒)可以由用户在线实时设定，其间接决定了稳态图像信号在T1估计曲线上的时间位置。N越大，磁化向量恢复的越充分。由此，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心肌定量磁共振成像方法，包括：每隔恢复时间段，在心电门控信号和呼吸导航信号的控制下，至少执行如下信号采集操作：在第一心拍内，在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下，采集第一图像信号；在第二心拍内，在使用延迟时间为Tsat2的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第二图像信号；在第三心拍内，在使用延迟时间为Tsat3的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第三图像信号，其中，Tsat3≠Tsat2；根据第i图像信号以及第i图像信号对应的饱和脉冲的延迟时间Tsati确定参数T1，其中，i＝1、2、3，且当i＝1时，Tsati为无穷大；根据所述参数T1生成心肌定量磁共振图像。

【技术特征摘要】
1.一种心肌定量磁共振成像方法，包括：每隔恢复时间段，在心电门控信号和呼吸导航信号的控制下，至少执行如下信号采集操作：在第一心拍内，在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下，采集第一图像信号；在第二心拍内，在使用延迟时间为Tsat2的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第二图像信号；在第三心拍内，在使用延迟时间为Tsat3的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第三图像信号，其中，Tsat3≠Tsat2；根据第i图像信号以及第i图像信号对应的饱和脉冲的延迟时间Tsati确定参数T1，其中，i＝1、2、3，且当i＝1时，Tsati为无穷大；根据所述参数T1生成心肌定量磁共振图像。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信号采集操作还包括至少一个以下操作：在第f1心拍内，在使用延迟时间为Tsatf1的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下采集第f1图像信号，其中，Tsatf1不等于其他图像信号对应的饱和脉冲的延迟时间，f1为不等于1、2和3的整数；其中，所述确定参数T1还根据所述第f1图像信号和所述Tsatf1。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述信号采集操作还包括至少一个以下操作：在第f2心拍内，在使用延迟时间为Tsat2或Tsat3的饱和脉冲之后，并且在根据呼吸导航信号判断当前时刻符合预定条件的情况下再次采集与饱和脉冲对应的第二图像信号或第三图像信号，f2为不等于1、2和3整数。4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述信号采集操作中，在所述第一心拍之前，还包括以下操作：在一个心拍内，当根据呼吸导航信号判断当前时刻不符合预定条件时，等待下一个心拍，以再次根据呼吸导航信号执行判断操作并根据判断结果执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海艳，郭瑞，罗建文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11