[发明专利]一种水脂分离磁共振成像方法

说明书

本发明涉及一种水脂分离磁共振成像方法，尤其适用于高场和超高场磁共振系统，其包括以下步骤：1)设置能够调节多个回波时间的集成式稳态自由进动成像序列；2)对同一成像区域进行成像，采集每个回波时间所对应的磁共振信号；3)将采集到的磁共振信号进行傅里叶图像重建，获得每个回波时间对应的磁共振复数图像。4)综合多个回波时间对应的磁共振复数图像信息，包括幅度和相位，采用水脂分离算法求解获得分离的水和脂肪图像。本发明可以广泛应用于各种磁共振高场成像系统，尤其是超高场成像系统。

技术领域

本发明涉及一种成像方法，特别是关于一种适用于磁共振高场和超高场的水脂分离成像方法。

背景技术

磁共振水脂分离成像在腹部、乳房和四肢关节等部位的疾病诊断具有重要意义。水脂分离成像能够定量分离脂肪信号和水信号，避免脂肪对病灶区的干扰，更加清晰地显示正常组织和病灶结构。同时，脂肪成分的定量信息也可以用于骨髓病和脂肪肝等疾病的评估。水脂分离成像还可以去除脂肪带来的磁共振图像伪影，改善图像质量。

由于具有成像速度快和信噪比高等优点，平衡态稳态自由进动序列(bSSFP)近年来逐渐成为多点Dixon水脂分离成像比较流行的新方法。但bSSFP的信号幅度随着频率偏移呈现周期性变化，在图像上呈现暗带伪影。该方法对磁场的均匀性有较高的要求，而高场(一般为3T)或者超高场(7T及以上)磁共振成像环境下腹部和四肢关节成像很难保证磁场均匀性，带状伪影将更为严重。目前采用的方法是：在同一个回波时间采集多次bSSFP图像信号，调节相位循环(phase-cycling)使它们的周期信号等距偏移，然后实行复数图像信号相加，从而减轻暗带伪影的影响。但是该方法仍然存在诸多缺点：第一、扫描时间随着同一个回波时间点采集次数的增多呈现线性增加；第二、即使扫描时间增加了，信号幅度仍然随频率偏移而波动，合理扫描时间内不能完全消除图像伪影。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水脂分离磁共振成像方法，该方法能快速完成多个回波时间的图像信号采集，去除bSSFP信号幅度的周期性波动，得到分离的水图像和脂肪图像。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水脂分离磁共振成像方法，尤其适用于高场和超高场磁共振系统，其特征在于包括以下步骤：1)设置能够调节多个回波时间的集成式稳态自由进动成像序列；2)对同一成像区域进行成像，采集每个回波时间所对应的磁共振信号；3)将采集到的磁共振信号进行傅里叶图像重建，获得每个回波时间对应的磁共振复数图像；4)综合多个回波时间对应的磁共振复数图像信息，包括幅度和相位，采用水脂分离算法求解获得分离的水和脂肪图像。

进一步，所述集成式稳态自由进动序列是在平衡态稳态自由进动序列基础上施加一个散相梯度G得到的非平衡态序列，使得一个像素中散相达到2π弧度角：

式中，γ为氢质子旋磁比，△L为像素在散相梯度方向上的大小，TR为脉冲重复时间，t为散相梯度G施加的时间。

进一步，所述梯度G，对于磁共振二维激发采集方式，施加在读出梯度之后或者选层梯度之前；对于磁共振三维激发采集方式，施加在读出梯度之后。

进一步，所述集成式稳态自由进动序列的磁共振信号M_T(TE)为：

式中，和为横向磁化量，T₂为横向弛豫时间，TR为成像激发脉冲重复时间，TE为回波时间，p(θ)为一个成像体素V中相位分布函数，呈现从0到2π均匀分布。

进一步，所述集成式稳态自由进动序列在成像激发脉冲之前使用10个预扫描脉冲；所述预扫描脉冲翻转角大小在0到成像激发脉冲翻转角度之间，并呈线性增加，使得磁共振信号快速达到稳态。