多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提出了一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统及其使用方法，所述定量系统包括

【技术实现步骤摘要】
多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统及其使用方法


[0001]本专利技术涉及磁共振成像领域，特别是指多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统及其使用方法
。

技术介绍

[0002]磁共振成像（
MRI
）可以多参数
、
多核素成像
。
生物体内源性的
23
Na、
31
P、
35
Cl
等核素的成像可以提供许多1H
成像所不能提供的信息
。
同时，外源性的
19
F、
13
C
等核素由于在体内无背景信号，有利于用作靶向试剂
、
示踪剂等探针进行在体研究
。
[0003]内源性物质的含量（浓度）会伴随功能状态或疾病的发展动态变化；外源性探针一般通过静脉注射或皮下注射或瘤内注射等方式进入被试，进入被试后通过血液循环系统或其他机制到达目标区
。
核素的磁共振信号激发和采集过程受到射频脉冲翻转角
、
接收链路放大器的调制，获得的波谱信号或图像像素强度信息是一个相对值，不是一个绝对的值，比如以
31
P
谱成像为例，通常基于谱数据利用两种含磷物质的相对含量表征某一功能事件的变化，不利于纵向
、
长时间
、
定量的比较被试功能状态或疾病的发展
。
[0004]磁共振波谱
(NMR)
中通常使用内标或外标法标定混合物体系中物质的含量，但
NMR
中所用的射频线圈有效的射频场体积小，以外径
5mm
样品管通用的射频线圈为例，其有效射频场分布在高度约
2cm
，直径
5 mm
的体积内，射频场比较均匀，物质定量过程不需要考虑射频场的不均匀性
。
然而，
MRI
中射频线圈容积大，且有时候使用表面线圈激发和
/
或接收信号，射频场不均匀，导致即使是均匀的体系，采集到的图像信号强度分布也不均匀，因此
MRI
中定量物质的含量需要做射频场均匀性的校正
。
[0005]中国专利文献
CN116098605B
中提出了一种多核素同步一体化磁共振成像用水模及其使用方法，可为多核素磁共振图像融合提供特征点和结构相似形特征，解决多模态图像配准的问题，但所用的多个水模均是溶质浓度相同的混合物，不能用于定量不同核素的含量信息，且水模内部隔板厚度根据预成像核素的磁旋比设计，对加工精度要求高
。
现有文献还没有针对多核素同步磁共振成像场景下对多种核素同步定量的系统或方法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统及其使用方法，可同时定量多种预成像核素的绝对含量，有助于纵向观察目标区分子水平的变化
。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，包括
n
个密封容器，
n≥5
，且为整数，
n
个密封容器依次标号为容器一
、
容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
；密封容器内均装填有包含所有预成像核素的混合物，其中容器一用于射频场均匀性校正，而容器二
、
容器三
…
、
容器
n
内装填的非1H
预成像核素均保持已知的浓度梯度，且浓度梯度数为
n
‑1，用于定量待成像区域中不同非1H
预成像核素的浓度
。
这里已知的浓度梯度指的是按一定顺序排列的已知浓度，即容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
内按一定顺序依次填充已知浓度的预成像核素；浓度梯度数为
n
‑1指的是容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
内的预成像
核素的浓度相互不同
。
[0008]进一步地，容器二
、
容器三
…
、
容器
n
内一侧的一半区域内均设置有交叉的隔板
I
和隔板
II
，隔板
I
和隔板
II
之间的夹角
ɑ
为锐角，隔板
I
和隔板
II
的厚度均为1H
的分辨率
。
[0009]进一步地，容器一的体积选用体积较大的密封容器，其体积可填充成像所用射频线圈有效容积的
75%
以上
。
[0010]进一步地，容器一的混合物中，每种预成像核素的浓度均高于生物体内对应核素的预估浓度，如浓度高出
50%。
[0011]进一步地，容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
中，装填的非1H
预成像核素的浓度梯度根据文献报道的生物体内该核素的浓度分布范围设置，非1H
预成像核素的浓度最大值比生物体内该种核素预估浓度最大值高
20%
，最小值与生物体内预估最低浓度相当，容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
的非1H
预成像核素等浓度梯度分布（浓度差相等，恒为常数），浓度依次标记为
C2、C3、
…
、C
n
。
[0012]进一步地，混合物中预成像核素的共振频率与生物体内预成像核素的激发频率保持一致
。
[0013]进一步地，混合物中，所有核素的核磁共振峰为单峰
。
针对生物体内含
31
P
的多种化合物成像时，混合物中选用单峰的磷酸盐或磷酸肌酸；对于外源性探针进行成像时，混合物中的一种物质选用外源性探针
。
[0014]一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统的使用方法，所述使用方法如下：第一步
、
对容器一进行成像，基于容器一的图像计算射频场校正系数分布图；第二步
、
将容器二
、
容器三
…
、
容器
n
围绕成像部位共面
、
非共线放置，与成像部位同时成像，获得对应区域内非1H
预成像核素的图像；第三步
、
利用第一步获得的射频场校正系数分布图校正第二步获得的图像，从而获得对应区域内非1H
预成像核素校正后的图像；第四步
、
根据拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：包括
n
个密封容器，
n≥5
，且为整数，
n
个密封容器依次标号为容器一
、
容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
；密封容器内均装填有包含所有预成像核素的混合物，其中容器一用于射频场均匀性校正，而容器二
、
容器三
…
、
容器
n
内装填的非1H
预成像核素均保持已知的浓度梯度，且浓度梯度数为
n
‑1，用于定量待成像区域中不同非1H
预成像核素的浓度
。2.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：容器二
、
容器三
…
、
容器
n
内一侧的一半区域内均设置有交叉的隔板
I
和隔板
II
，隔板
I
和隔板
II
之间的夹角
ɑ
为锐角，隔板
I
和隔板
II
的厚度均为1H
的分辨率
。3.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：容器一的体积可填充成像所用射频线圈有效容积的
75%
以上
。4.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：容器一的混合物中，每种预成像核素的浓度均高于生物体内对应核素的预估浓度
。5.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：容器二
、
容器三
、
…
、
容器
n
中的非1H
预成像核素等浓度梯度分布，非1H
预成像核素的浓度最大值比生物体内该种核素预估浓度最大值高
20%
，最小值与生物体内预估最低浓度相当
。6.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：混合物中预成像核素的共振频率与生物体内预成像核素的激发频率保持一致
。7.
根据权利要求1所述的一种多核素同步一体化磁共振成像核素定量系统，其特征在于：混合物中，所有核素的核磁共振峰为单峰；对于外源性探...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙夕林，杨春升，王凯，程鹏程，杨丽丽，吴泳仪，韩兆国，吴丽娜，郑利敏，徐佐宇，
申请(专利权)人：哈尔滨医科大学，
类型：发明
国别省市：