一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像序列制造技术

本发明专利技术有效地提高了三维磁共振血管壁成像的信噪比，同时具有能够得到高各向同性分辨率等优点。如图1所示，本发明专利技术是一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像序列。包括运动敏感驱动平衡预脉冲部分1、脂肪抑制序列部分2、三维快速梯度回波序列部分3、信号弛豫部分4。在序列执行时，这四部分必须按照顺序执行。本发明专利技术在执行三维快速梯度回波扫描时采用压缩感知亚采样方法对三维k空间进行采样。同时，为了在亚采样时有效地抑制血液信号，在采样时严格按照伪中间序的顺序进行采样。采样完成后，根据亚采样数据，采用非线性重建方法将数据有效恢复出来，从而得到高质量的三维血管壁图像。

【技术实现步骤摘要】
一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像序列
本专利技术是一种用于磁共振血管壁及斑块成像的射频脉冲序列，它能够提供快速高各向同性分辨率，可以用于诊断颈动脉的血管狭窄，检测血管内斑块钙化、斑块体积和斑块成分。
技术介绍
在世界范围内，由于动脉粥样硬化引起的脑卒中是致残和致死的一个主要原因。据文献显示，每年有四百四十万人会因此而失去生命，而每百万人中有五千人因此病而残疾。据卫生部2012年10月10日给出的通告显示，目前中国由于心脑血管病死亡的人口已占总死亡构成的41％。尽管有多种原因会引起脑卒中，但是由内颈动脉中动脉粥样硬化斑块的破裂而引发的血栓和栓塞被认为是引起脑卒中和短暂性脑缺血发作的主要原因。因此对颈动脉血管壁的准确成像，以确定其内斑块的大小、成分及其稳定性，对于动脉粥样硬化疾病的临床预防和诊断具有非常重要的意义。在血管壁成像技术中，由于三维成像技术能够更好的显示整个血管壁的形态，并提供更多的图像信息，从而引起了临床的广泛关注。目前，在临床中主要有以下两种磁共振三维血管壁成像序列：(1)基于双翻转恢复(DoubleInversionRecovery，DIR)预脉冲的三维稳态自由进动序列(Three-DimensionalSteady-StateFreePrecession，3DSSFP)IoannisKoktzoglouetal.Three-dimensionalBlack-BloodMRImagingofCarotidArterieswithSegmentedSteady-StateFreePrecession：InitialExperience.Radiology.2007；243：220-228，描述了一种双翻转三维稳态自由进动血管壁成像序列。如图1所示，该序列包括双翻转恢复预脉冲1、脂肪抑制脉冲2以及三维稳态自由进动序列3。工作时，选择一个合适的TI值(例如600毫秒)来抑制血液信号，在稳态自由进动序列中α角设为45°，且在相邻的两个成像序列中α角相位相差180°，另外成像层厚可以达到1.5毫米。然而由于DIR预脉冲的血液抑制能力会随着成像体积厚度的增加而减弱，因此该序列对于成像体积的厚度有严格的要求。并且由于DIR要求其成像方向必须要与血液流向相垂直，这使得该序列不能随意选择成像方向。(2)基于运动敏感驱动平衡(Motion-SensitizingDrivenEquilibrium，MSDE)预脉冲的三维快速梯度回波序列(3DMSDE-RapidGradientEcho，3DMERGE)BaluNetal.Carotidplaqueassessmentusingfast3Disotropicresolutionblack-bloodMRI.MagnResonMed.2011；65：627-637，描述了一种基于运动敏感驱动平衡的三维快速梯度回波血管壁成像序列。如图2所示，该序列包括运动敏感驱动平衡预脉冲1、脂肪抑制脉冲2以及三维快速梯度回波序列3。工作时，通过在运动敏感驱动平衡预脉冲中设置三个方向的梯度面积来抑制血液信号，在梯度回波序列中α角设为6°，成像层厚可以达到0.7毫米，能够在x，y，z三个方向上得到各向同性的空间分辨率。该序列成像速度快，血液信号抑制效果好，对于较厚的层厚依然有较好的血流抑制效果，且成像方向不受限制。但运动敏感驱动平衡预脉冲具有如下缺点：(1)内在的T2衰减作用会导致使用此技术得到的血管壁图像的信噪比(SNR)与其他序列相比要低大约20％；(2)其运动敏感梯度幅值一般较大，因此会引起涡流，影响静态信号的聚合，从而造成信号的进一步损失，影响图像的诊断价值；(3)由于有两个180°硬脉冲，因此会使得射频(RF)功率沉淀(specificabsorptionrate，SAR)升高，有可能给患者造成不适。因为缺点(1)和(2)限制了3DMERGE成像的层厚不能太薄，因此不能再进一步得到高各向同性分辨率(例如0.6毫米的各向同性分辨率)，从而不能得到更准确的血管壁和斑块测量结果。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种快速高各向同性分辨率的磁共振三维血管壁成像序列用于颈动脉成像，该序列能够提供高信号强度和高各向同性分辨率，从而提高图像质量，使得血管壁和斑块的定量测量更加准确。同时，该序列具有较低SAR值，能够更加安全地用于临床。本专利技术是一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，包括运动敏感驱动平衡预脉冲、脂肪抑制序列、三维快速梯度回波序列、信号弛豫部分、k空间压缩感知亚采样、亚采样k空间数据填充方式以及非线性重建等六个部分。其特征在于：所述的运动敏感驱动平衡预脉冲能够有效地抑制血流信号，从而只得到包括血管壁和斑块在内的静态组织信号；脂肪抑制序列用来消除血管壁周围的脂肪信号，从而使得血管壁信号显示得更好；三维快速梯度回波序列能够实现快速成像；信号弛豫部分是指在两个相邻的运动敏感驱动平衡预脉冲之间增加一个等待时间，用来增强信号强度；k空间压缩感知亚采样是指中间20％点全采样，然后其他各点的概率密度函数往k空间两边越来越小的采样；k空间数据填充方式为伪中间序，以有效地抑制血流信号；非线性重建能够从亚采样数据中重建出所有的数据，从而保证了图像的质量。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用运动敏感驱动平衡预脉冲来散向血流信号，从而使得成像体积和成像方向都不受限制。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用脂肪抑制序列来消除血管壁周围的脂肪信号，从而使得血管壁信号显示得更好。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用三维快速梯度回波序列作为成像主序列，从而实现快速扫描。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用一个信号弛豫部分来使血管壁和斑块等组织信号得到增强，从而可以选择薄层进行成像，得到高各向同性分辨率图像。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用三维k空间压缩感知亚采样来缩短扫描时间，加快成像速度。k空间中心20％点全采样，然后其余各点的概率密度函数往k空间两边越来越小。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用伪中间序的填充方式来填充亚采样三维k空间。伪中间序是一种专门用来在随机亚采样中进行血流抑制的采样顺序，它保证了在亚采样血管壁成像中能够得到好的血液信号抑制效果。所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁成像序列，其特征在于：采用非线性重建来恢复其他未被采样的信号。非线性重建能够从较少的采样点中将图像恢复出来，从而保证了在亚采样条件下的高图像质量。附图说明图1为现有的一种三维血管壁成像序列的结构示意图图2为现有的另一种三维血管壁成像序列的结构示意图图3为本专利技术实施例序列的结构示意图图4为本专利技术实施例三维k空间亚采样示意图图5为本专利技术实施例亚采样k空间数据填充示意图具体实施方式以下根据附图对本专利技术进行详细说明。如图3所示为本专利技术的实施例，包括运动敏感驱动平衡预脉冲部分1、脂肪抑制序列部分2、三维快速梯度回波序列部分3和信号弛豫部分4。在序列执行时，这四部分必须要按照顺序执行。运动敏感驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像序列，包括运动敏感驱动平衡预脉冲(MSDE)、脂肪抑制序列、三维快速梯度回波序列(3D?GRE)、信号弛豫时间(TD)、k空间压缩感知亚采样，k空间数据填充方式以及非线性重建等六个部分，其特征在于：所述的运动敏感驱动平衡预脉冲能够有效地抑制血流信号，脂肪抑制序列来消除血管壁周围的脂肪信号，三维快速梯度回波序列实现快速成像，信号弛豫时间增强信号强度，k空间压缩感知亚采样进一步加快成像，缩短扫描时间，k空间数据填充方式为伪中间序，以有效地抑制血流信号，非线性重建能够从亚采样数据中重建出所有的数据，保证图像的质量。

【技术特征摘要】
1.一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像方法，包括运动敏感驱动平衡预脉冲(motion-sensitizingdrivenequilibrium，MSDE)、脂肪抑制序列、三维快速梯度回波序列(3DGRE)、信号弛豫时间(TD)、k空间压缩感知亚采样，k空间数据填充方式以及非线性重建七个部分，其特征在于：所述的运动敏感驱动平衡预脉冲能够有效地抑制血流信号，脂肪抑制序列来消除血管壁周围的脂肪信号，三维快速梯度回波序列实现快速成像，信号弛豫时间增强信号强度，k空间压缩感知亚采样进一步加快成像，缩短扫描时间，k空间数据填充方式为伪中间序，以有效地抑制血流信号，非线性重建能够从亚采样数据中重建出所有的数据，其中伪中间序是一种专门用来在随机亚采样中进行血流抑制的采样顺序。2.如权利要求1所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像方法，其特征在于：采用运动敏感驱动平衡预脉冲(MSDE)来抑制血流信号，散向梯度只设置在选层方向。3.如权利要求1所述的一种快速高各向同性分辨率的三维血管壁磁共振成像方法，其特征在于：采用脂肪抑制序列来消除血管壁周围的脂肪信号，突出血管壁图像。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，张珏，王霄英，方竞，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：