[发明专利]一种ADC-T2二维图谱的测量方法、装置、计算机设备及非均匀场磁共振系统

说明书

本发明涉及核磁共振成像技术领域，公开了一种ADC‑T2二维图谱的测量方法、装置、计算机设备及非均匀场磁共振系统，可以在具有极不均匀的磁场或者是无法实现极短的回波时间的核磁共振系统中，通过获取的多个采用不同回波间隔的CPMG序列采集的回波信号，从多组回波信号中拟合出ADC系数和T2值，从而能测量出ADC‑T2图谱，使得不再需要复杂的扩散加权序列，具有算法简单且对系统要求低的优点，可以降低对对谱仪设备、射频功放和射频线圈等硬件系统的成本。同时所述测量方法还具有算法稳定的特点，不易受流动液体影响，对于T1/T2较小的物质同样适用。

技术领域

本发明属于核磁共振成像技术领域，具体而言，涉及磁共振频谱仪技术，特别地涉及一种横向磁化矢量衰减时间常数的测量方法、装置、计算机设备及非均匀场磁共振系统。

背景技术

核磁共振技术是利用氢质子的核磁共振现象进行成像或者检测物质成分和结构的一种技术。人体内包含单数质子的原子核，例如氢原子核，其质子具有自旋运动。带电原子核的自旋运动，在物理上类似于单独的小磁体，在没有外部条件影响下这些小磁体的方向性分布是随机的。当人体置于外部磁场中时，这些小磁体将按照外部磁场的磁力线重新排列。这时，用特定频率的射频脉冲激发原子核，使这些原子核的自旋(小磁铁)发生偏转，产生共振，这就是核磁共振现象。停止发射射频脉冲后，被激发的原子核(共振的小磁体)会逐渐恢复到激发前的状态，在恢复的过程中会释放电磁波信号，通过专用设备接收并处理核磁共振信号后即获得磁共振图像或者物质的成分和结构信息。

原子核横向磁化矢量趋于零的速度取决于自旋-自旋相互作用的强度，用横向磁化矢量衰减时间常数T2(也称为自旋-自旋弛豫时间T2)来描述。在磁共振技术中，一般使用自旋回波序列(Spin Echo，SE)来测量T2，如CPMG核磁共振序列(aNMR pulsesequencenamed by several scientists Carr,Purcell,Meiboom and Gill，即由Carr,Purcell,Meiboom和Gill等人命名的核磁共振序列)，即在x轴施加90度射频脉冲，之后在t＝τ,3τ,5τ,…,(2n-1)τ时在y轴施加180度射频脉冲，于是在t＝2τ,4τ,6τ,…,2nτ时可得到回波信号。CPMG序列时间短，且可以避免由于180度射频脉冲不准确(由于射频场均匀性有限)而造成的误差累积。在非均匀场磁共振系统中，通常也使用CPMG序列采集信号。一般的，固体中T2比液体中T2短得多。典型的生物组织中的T2位于20-150ms范围，自由水T2比束缚水T2要长得多。临床上，在病灶处观察到T2延长被解释为自由水比例增高。

物质中的分子都存在一定程度的扩散运动，其方向是随机的，称为分子的热运动或布朗运动。如果水分子的扩散运动不受任何约束，可称为自由扩散。在人体中，脑脊液和尿液等水分子扩散运动所受到的限制相对小，被视为自由扩散。事实上，生物组织内的水分子因受周围介质的约束，其扩散运动将受到不同程度的限制，称之为限制性扩散，一般组织中水分子的扩散运动则属于限制性扩散。表观扩散系数就是描述水分子在组织中的扩散能力的一种物理量。磁共振信号被激发后，水分子在梯度磁场方向上的扩散运动将造成磁共振信号的衰减，如果水分子在梯度磁场方向上扩散越自由，则在梯度磁场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，组织信号衰减越明显。因此，可以通过核磁共振技术测量物体的表观扩散系数，从而间接的反映物体微观结构特点及其变化。