[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Double Inversion Recovery，DIR)预脉冲的三维稳态自由进动序列(Three-Dimensional Steady-State Free Precession，3D SSFP)

Ioannis Koktzoglou et al.Three-dimensional Black-Blood MR Imaging of Carotid Arteries with Segmented Steady-State Free Precession：Initial Experience.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-Sensitizing Driven Equilibrium，MSDE)预脉冲的三维快速梯度回波序列(3D MSDE-Rapid Gradient Echo，3D MERGE)

Balu N et al.Carotid plaque assessment using fast 3D isotropic resolution black-blood MRI. Magn Reson Med.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(specific absorption rate，SAR)升高，有可能给患者造成不适。因为缺点(1)和(2)限制了3D MERGE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。

发明内容

针对上述问题，本发明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。