[发明专利]磁共振扩散成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁共振的成像技术，特别是涉及一种磁共振扩散成像方法。

背景技术

在磁共振的各种成像技术中，磁共振扩散加权成像(Diffusion Weighted Imaging，DWI)是新发展的一种，其利用组织间扩散系数不同产生的组织对比进行成像，是一种不同于常规磁共振成像的方法，其可以在分子水平对生物体的组织结构和功能状态进行无创性检查。

扩散(diffusion)是组织内部水分子具有的因为热运动引起的布朗运动，这种运动是任意和无规律的。扩散分为自由扩散和限制性扩散两种，自由扩散的扩散距离与扩散时间呈线性比例关系；限制性扩散的扩散距离也随着扩散时间的增加而增加，但是受分子扩散度和渗透性的影响，两者不是线性关系而是曲线的关系。限制性扩散又因扩散程度和方向的关系而分为各向异性扩散和各向同性扩散。

磁共振扩散加权成像的一般方法为在自旋回波加权序列的重聚相射频脉冲的两侧对称地各施加一个幅度和持续时间相等的扩散敏感梯度(diffusion-sensitizing gradient)，通过组织内不同扩散状态下的水分子对所述的扩散敏感梯度的不同反应形成组织对比。

参阅图1，该图显示了一个典型的磁共振的扩散成像脉冲序列的示意图。在该扩散成像脉冲序列中，首先在射频信号RF上施加一个90°的激发射频脉冲，然后在该90°的激发射频脉冲后施加一个180°的重聚相射频脉冲，然后再施加随后的其他射频脉冲。在片层选择梯度(slice-select gradient)G_s、相位编码梯度(phase encoding gradient)G_p以及读出梯度(readoutgradient)G_r方向上分别施加相应的片层选择梯度、相位编码梯度以及读出梯度。同时，在所述的片层选择梯度G_s、相位编码梯度G_p以及读出梯度G_r方向中的至少一者上，对应该重聚相射频脉冲的两侧对称地各施加所述的扩散敏感梯度。在图1中，在所述的片层选择梯度G_s、相位编码梯度G_p以及读出梯度G_r方向上都施加了所述的扩散敏感梯度，其中，在该片层选择梯度G_s方向上为扩散敏感梯度G_sD1和G_sD1’；在该相位编码梯度G_p方向上为扩散敏感梯度G_pD1和G_pD1’；在该读出梯度G_r方向上为扩散敏感梯度G_rD1和G_rD1’。

在该扩散成像脉冲序列中施加了上述的射频脉冲、对应的各方向上的梯度以及扩散敏感梯度后，对于静止的水分子，由于其扩散能力低，该180°的重聚相射频脉冲前的扩散敏感梯度G_sD1、G_pD1和/或G_rD1所导致的质子自旋散相位会被该180°的重聚相射频脉冲后的扩散敏感梯度G_sD1’、G_pD1’和/或G_rD1’完全再聚焦，其信号强度不受影响；而对于运动的水分子，由于其扩散能力强，该180°的重聚相射频脉冲前的扩散敏感梯度G_sD1、G_pD1和/或G_rD1所导致的质子自旋散相位离开了原来的位置，从而无法被该180°的重聚相射频脉冲后的扩散敏感梯度G_sD1’、G_pD1’和/或G_rD1’再聚焦，从而导致其信号强度随扩散时相而衰减；至此，不同的扩散强度以不同信号强度的方式被显示出来，形成组织对比，从而产生扩散图像。

磁共振扩散成像对沿着施加扩散敏感梯度方向上的组织中所有的微小运动均敏感，分子扩散运动可引起自旋质子的散相位，并且随着梯度磁场强度的增加，对扩散也更加敏感，扩散敏感梯度的强度由梯度场场强、持续时间和间隔时间即所谓的梯度因子，即扩散敏感系数b值来决定。增加b值可以提高具有不同b值的组织的区域的信号强度对比，较大的b值能更真实地反映组织内的水分子的扩散运动。