[发明专利]一种超快速磁共振水脂分离成像方法

说明书

本发明公开了一种超快速磁共振水脂分离成像方法。包括二维/三维成像序列和数据处理算法执行所必需的磁共振成像系统，该系统由产生均匀磁场的磁体，产生空间编码梯度的梯度系统，发射射频脉冲并接受磁共振信号的射频系统以及临床操作软件构成，其特征在于，所述成像序列和数据处理算法具有临床扫描加速或图像信噪比提高功能且可消除场不均匀效应，可产生同相图、反相图、水像和脂肪像以及场分布图ΔB₀和精确的分布图。

技术领域

本发明涉及核磁成像技术领域，尤其涉及一种超快速磁共振水脂分离成像方法。

背景技术

Dixon水脂分离成像技术已逐渐代替早期压脂成像技术成为一种临床上应用较多的高级磁共振影像诊断手段，对病灶及其周围组织在脂肪抑制条件下的清晰显影和脂肪类疾病的确诊都具有独特的价值。相比两点Dixon技术，三点Dixon技术有利于准确归属在水脂分界处的像素，消除沟边效应，而这两种技术在相位正确解缠的基础上实际上都能精确计算回波的初始φ₀和相位误差φ以排除硬件缺陷和场不均匀效应的干扰。Dixon水脂分离成像技术是利用水和脂肪的化学位移差进行相位编码以实现不同波谱成份的独立成像。对于三点Dixon成像技术而言，相位编码包括三个相位，临床上常用的有(0,π,2π)，(-π,0,π)，甚至(θ₀+θ,θ₀+2θ,θ₀+3θ)；尽管这里的三个相位在磁共振成像理论上可以任意选择，但在临床上需要有利于水脂信号通过某些相位差实现有效分离，同时需要保持较高信噪比，还需要保证图像数据分析的算法效率足够高以达到临床上实时应用要求。三点Dixon成像技术的实现主要分为两种方式：一种是三次扫描分别获得三张相位编码的图像(包括两张同相图和一张反相图)，另一种是通过单次激发三个回波方式实现一次扫描获得三张相位编码的图像，后者比前者在扫描效率上提高了三倍。采用单次激发方式的三点Dixon成像技术又可以分为基于梯度回波和基于自旋回波两种，前者在临床上效率更高，相当于基于SPGR的T1加权成像的效率，但在腹部成像情况下尤其是对于婴幼儿和躁动不安的病患扫描速度仍然难以充分满足临床诊断需要。并且，目前所用的单次激发方式的三点Dixon成像技术以双极性梯度进行频率编码，这要求各方向梯度的强度和线性具有各向同性特征且没有涡流场等干扰，但实际的梯度系统在不同方向会产生不同的零阶、线性和高阶涡流场以及麦克斯韦场，这使得水脂分离所需的回波信号的相位误差校正有时会相当复杂并依赖于梯度系统的性能参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种即可提高扫描效率或信噪比又能避免梯度极性反转的三点Dixon水脂分离技术。

本发明提供了一种超快速磁共振水脂分离成像方法，包括二维/三维成像序列和数据处理算法执行所必需的磁共振成像系统，该系统由产生均匀磁场的磁体，产生空间编码梯度的梯度系统，发射射频脉冲并接受磁共振信号的射频系统以及临床操作软件构成，其特征在于，所述成像序列和数据处理算法具有临床扫描加速或图像信噪比提高功能且可消除场不均匀效应，可产生同相图、反相图、水像和脂肪像以及场分布图△B₀和精确的T₂^*分布图。

成像序列采用分段式激发方式，每次sinc或SLR脉冲激发后采集N组回波，每组三个回波基于化学组分的化学位移差进行相位编码；频率编码梯度由一个预备梯度和一系列等间隔且同极性的梯形梯度构成，分为N组，每组三个梯形梯度，并在相邻的梯形梯度之间施加一个极性相反且积分面积相等的三角形梯度，每组三个回波信号总是在同极性梯形梯度施加期间采集。

优选的，在快速扫描方案中每次激发产生的N组回波分别进行相位编码，相位编码梯度由预备相位编码梯度G_p0和一系列极性相反的三角形相位编码梯度G_△p构成，每个相位编码梯度G_△p的位置对应于紧邻的同极性梯形梯度的中间位置，G_p0进行相位编码循环，每组三个回波共享每步相位编码。