專利名稱：磁共振彌散張量成像方法和系統(tǒng)的制作方法
磁共振彌散張量成像方法和系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振技術(shù)，特別是涉及一種磁共振彌散張量成像方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在發(fā)展中國家，心肌梗塞是最大的死亡原因之一。在我國，近年來心肌梗塞的 發(fā)病率呈明顯上升趨勢，占心血管疾病的一半以上，成為衛(wèi)生保健和衛(wèi)生資源的沉重負(fù) 擔(dān)。心肌結(jié)構(gòu)的改變是心肌梗塞引發(fā)心臟衰竭的最主要原因之一。因此，對于心肌結(jié)構(gòu) 的研究，不僅能夠從微觀結(jié)構(gòu)角度了解心臟功能的機(jī)理，也可以從細(xì)胞水平上的變化發(fā) 現(xiàn)病癥，并為診斷和治療提供相應(yīng)的依據(jù)。目前，傳統(tǒng)的成像技術(shù)，其獲取數(shù)據(jù)的速度慢，而且對于運(yùn)動十分敏感，導(dǎo)致 帶來的圖像偽影十分嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種快速的磁共振彌散張量成像方法。另外，還有必要提供一種快速的磁共振彌散張量成像系統(tǒng)。一種磁共振彌散張量成像方法，包括以下步驟對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo) 航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)；根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取時間基函數(shù)和頻率成分參數(shù)，以及根據(jù)測量 數(shù)據(jù)獲取空間基函數(shù)；根據(jù)所述時間基函數(shù)、頻率成分參數(shù)和空間基函數(shù)計(jì)算獲得k_t空 間數(shù)據(jù)；根據(jù)所述k_t空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉反變換并獲得重建圖像。優(yōu)選地，在對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包 括心電觸發(fā)獲取采集信號；所述心電觸發(fā)獲取采集信號的步驟包括采集心電圖信號 并確定心動周期；獲取心臟動態(tài)成像，且根據(jù)所述心臟動態(tài)成像確定在心動周期內(nèi)的延 遲時間及準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期；在所述準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)施加彌散梯度脈沖且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。優(yōu)選地，在對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包 括呼吸導(dǎo)航獲取采集信號；所述呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的步驟包括發(fā)射二維脈沖信 號；根據(jù)所述二維脈沖信號獲取導(dǎo)航信號；根據(jù)所述導(dǎo)航信號獲取呼吸運(yùn)動幅度值；判 斷所述呼吸運(yùn)動幅度值是否超出預(yù)設(shè)的導(dǎo)航窗，是，則對所述呼吸運(yùn)動幅度值所對應(yīng)的 時間區(qū)間的采集信號進(jìn)行摒棄，否，則所述呼吸運(yùn)動幅度值所對應(yīng)的時間區(qū)間的采集信 號進(jìn)行采集。優(yōu)選地，在對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包 括心電觸發(fā)獲取采集信號及呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的步驟；根據(jù)心電觸發(fā)獲取采集 信號獲取準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時間，根據(jù)所述導(dǎo)航獲取采集信號獲取在預(yù)設(shè)導(dǎo)航窗內(nèi)的呼吸運(yùn)動幅度 值；在所述準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)以及符合所述呼吸運(yùn)動幅度值的時間區(qū)間進(jìn)行信號采集。還有必要提供一種磁共振彌散張量成像系統(tǒng)，包括采集模塊，用于對k空間 進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)；提取模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取時間基 函數(shù)和頻率成分參數(shù)，以及根據(jù)測量數(shù)據(jù)獲取空間基函數(shù)；計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述時間基函數(shù)、頻率成分參數(shù)和空間基函數(shù)計(jì)算獲得k-t空間數(shù)據(jù)；重建模塊，根據(jù)所述k-t 空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉反變換并獲得重建圖像。優(yōu)選地，還包括與采集模塊連接的心電觸發(fā)模塊，所述心電觸發(fā)模塊包括 心電采集單元，用于采集心電圖信號并確定心動周期；獲取單元，用于獲取心臟動態(tài)成 像，且根據(jù)所述心臟動態(tài)成像確定在心動周期內(nèi)的延遲時間及準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期；心電執(zhí)行單 元，用于在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)施加彌散梯度脈沖且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。優(yōu)選地，還包括與采集模塊連接的呼吸導(dǎo)航模塊，所述呼吸導(dǎo)航模塊包括 發(fā)射單元，用于發(fā)射二維脈沖信號；接收單元，用于根據(jù)所述二維脈沖信號獲取導(dǎo)航信 號；呼吸運(yùn)動幅度值單元，用于根據(jù)所述導(dǎo)航信號獲取呼吸運(yùn)動幅度值；處理單元，用 于判斷所述呼吸運(yùn)動幅度值是否超出預(yù)設(shè)的導(dǎo)航窗，是，則對所述呼吸運(yùn)動幅度值所對 應(yīng)的時間區(qū)間的采集信號進(jìn)行摒棄，否，則所述呼吸運(yùn)動幅度值所對應(yīng)的時間區(qū)間的采 集信號進(jìn)行采集。采用上述磁共振彌散張量成像方法及系統(tǒng)，基于部分可分離函數(shù)技術(shù)，加快獲 取掃描數(shù)據(jù)，快速獲取運(yùn)動物體的成像信息，達(dá)到快速成像。
圖1為磁共振彌散張量成像方法的流程圖；圖2為一實(shí)施例的基于部分可分離函數(shù)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集示意圖；圖3為心電觸發(fā)獲取采集信號的流程圖；圖4為一實(shí)施例的心電觸發(fā)獲取采集信號的心電觸發(fā)成像原理圖；圖5為一實(shí)施例的心電觸發(fā)獲取采集信號的一個心動周期內(nèi)心臟解剖結(jié)構(gòu)“收 縮-舒張-收縮”示意圖；圖6為一實(shí)施例的心電觸發(fā)獲取采集信號的同一區(qū)域的心臟剖面信號連接圖；圖7為一實(shí)施例的呼吸導(dǎo)航獲取采集信號流程圖；圖8為一實(shí)施例的呼吸導(dǎo)航獲取采集信號中放置于隔肌上的發(fā)射二維脈沖信號 的示意圖；圖9為一實(shí)施例的同時采用心電觸發(fā)獲取采集信號及呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的 方法流程圖；圖10為一實(shí)施例的同時采用心電觸發(fā)及呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的示意圖；圖11為磁共振彌散張量成像裝置的原理框圖；圖12為磁共振彌散張量成像裝置中采用心電觸發(fā)模塊的原理框圖；圖13為磁共振彌散張量成像裝置中采用呼吸導(dǎo)航模塊的原理框圖。
具體實(shí)施方式對于運(yùn)動物體的磁共振成像過程中，圖像是在其空間位置 和時間t的函數(shù)。若 磁共振的掃描速度足夠快，在物體的空間位置還來不及發(fā)生很大變化的瞬間就可以采集 重建圖像所需要的全部數(shù)據(jù)，則可近似認(rèn)為信號掃描的瞬間物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。但是， 目前的磁共振設(shè)備無法達(dá)到如此高的掃描速度?；诖耍茈y在相對靜止的瞬間采集足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。此時所采集的磁共振信號與自旋質(zhì)子密度實(shí)際是空間位置卩和時間t的函數(shù)，其中接收信號S(k，t)和所 需要的圖像函數(shù)P (r, t)之間的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種磁共振彌散張量成像方法，包括以下步驟 對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)；根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取時間基函數(shù)和頻率成分參數(shù)，以及根據(jù)測量數(shù)據(jù)獲取空間基 函數(shù)；根據(jù)所述時間基函數(shù)、頻率成分參數(shù)和空間基函數(shù)計(jì)算獲得k-t空間數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述k-t空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉反變換并獲得重建圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振彌散張量成像方法，其特征在于，在對k空間進(jìn)行采 集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包括心電觸發(fā)獲取采集信號；所述心電觸發(fā)獲取采集信號的步驟包括采集心電圖信號并確定心動周期；獲取心臟動態(tài)成像，且根據(jù)所述心臟動態(tài)成像確定在心動周期內(nèi)的延 遲時間及準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期；在所述準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)施加彌散梯度脈沖且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振彌散張量成像方法，其特征在于，在對k空間進(jìn)行采 集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包括呼吸導(dǎo)航獲取采集信號； 所述呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的步驟包括 發(fā)射二維脈沖信號； 根據(jù)所述二維脈沖信號獲取導(dǎo)航信號； 根據(jù)所述導(dǎo)航信號獲取呼吸運(yùn)動幅度值；判斷所述呼吸運(yùn)動幅度值是否超出預(yù)設(shè)的導(dǎo)航窗，是，則對所述呼吸運(yùn)動幅度值所 對應(yīng)的時間區(qū)間的采集信號進(jìn)行摒棄，否，則所述呼吸運(yùn)動幅度值所對應(yīng)的時間區(qū)間的 采集信號進(jìn)行采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振彌散張量成像方法，其特征在于，在對k空間進(jìn)行采 集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的步驟之前還包括心電觸發(fā)獲取采集信號及呼吸導(dǎo)航獲取采集信號的步驟；根據(jù)心電觸發(fā)獲取采集信號獲取準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時間，根據(jù)所述導(dǎo)航獲取采集信號獲取在預(yù) 設(shè)導(dǎo)航窗內(nèi)的呼吸運(yùn)動幅度值；在所述準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)以及符合所述呼吸運(yùn)動幅度值的時間區(qū)間進(jìn)行信號采集。
5.—種磁共振彌散張量成像系統(tǒng)，其特征在于，包括采集模塊，用于對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)； 提取模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取時間基函數(shù)和頻率成分參數(shù)，以及根據(jù)測量 數(shù)據(jù)獲取空間基函數(shù)；計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述時間基函數(shù)、頻率成分參數(shù)和空間基函數(shù)計(jì)算獲得k-t空間 數(shù)據(jù)；重建模塊，根據(jù)所述k-t空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉反變換并獲得重建圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁共振彌散張量成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括與采集 模塊連接的心電觸發(fā)模塊，所述心電觸發(fā)模塊包括心電采集單元，用于采集心電圖信號并確定心動周期；獲取單元，用于獲取心臟動態(tài)成像，且根據(jù)所述心臟動態(tài)成像確定在心動周期內(nèi)的延遲時間及準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期；心電執(zhí)行單元，用于在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期內(nèi)施加彌散梯度脈沖且進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁共振彌散張量成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括與采集 模塊連接的呼吸導(dǎo)航模塊，所述呼吸導(dǎo)航模塊包括 發(fā)射單元，用于發(fā)射二維脈沖信號； 接收單元，用于根據(jù)所述二維脈沖信號獲取導(dǎo)航信號； 呼吸運(yùn)動幅度值單元，用于根據(jù)所述導(dǎo)航信號獲取呼吸運(yùn)動幅度值； 處理單元，用于判斷所述呼吸運(yùn)動幅度值是否超出預(yù)設(shè)的導(dǎo)航窗，是，則對所述呼 吸運(yùn)動幅度值所對應(yīng)的時間區(qū)間的采集信號進(jìn)行摒棄，否，則所述呼吸運(yùn)動幅度值所對 應(yīng)的時間區(qū)間的采集信號進(jìn)行采集。
全文摘要
一種磁共振彌散張量成像方法，包括以下步驟對k空間進(jìn)行采集，并獲取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)；根據(jù)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取時間基函數(shù)和頻率成分參數(shù)，以及根據(jù)測量數(shù)據(jù)獲取空間基函數(shù)；根據(jù)所述時間基函數(shù)、頻率成分參數(shù)和空間基函數(shù)計(jì)算獲得k-t空間數(shù)據(jù)；根據(jù)所述k-t空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉反變換并獲得重建圖像?；诓糠挚煞蛛x函數(shù)技術(shù)，加快獲取掃描數(shù)據(jù)，快速獲取運(yùn)動物體的成像信息，達(dá)到快速成像。
文檔編號A61B5/055GK102008307SQ20101061232
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉新, 吳垠, 張娜, 戴睿彬, 謝國喜, 邱本勝, 鄒超, 鄭海榮 申請人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院