[发明专利]一种扩散张量磁共振成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种扩散张量磁共振成像方法，特别是针对心肌纤维结构的扩散张量磁共振成像方法。

背景技术

心脏扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）为心肌纤维结构的重建提供了一种有效无创伤的检测手段，能够用于某些特定心脏疾病下心肌结构异常变形的测量。

在现有技术中，具有两个心电触发（Electrocardiogram Trigger，ECG）的激励回波（STEAM）的平面回波成像（Echo Planar Imaging，EPI）技术是常见的心脏DTI获取模式方法。该项技术是在STEAM EPI序列中加入两个心电触发（Electrocardiogram Trigger，ECG）并且在两个连续的心跳周期（即，连续两次ECG之间的时段）中的相同相位延迟（φ）处施加同样的采用扩散编码梯度脉冲。具体地，按照时序将STEAM EPI序列分为两部分：第一部分包括第一个90度射频脉冲（RF）、第一个扩散编码梯度脉冲（DG）、第二个90度射频脉冲（RF）和STEAM混合时间（STEAM Mixing Time）；第二部分包括第三次个90度射频脉冲（RF）和第二次个扩散编码梯度脉冲（DG）。两个心电触发（ECG）分别设置在STEAM EPI序列的第一部分之前和STEAM EPI序列的第二部分之前。由此可见，执行一次具有两个ECG的STEAM EPI序列扫描包含了两个心跳周期，每个心电触发延迟相同的时间后再施加对应的扩散编码梯度，这样就可以保证第一次心电触发（ECG）与第一次扩散梯度脉冲之间的相位延迟（φ）等于二次心电触发（ECG）与第二次扩散梯度脉冲之间的相位延迟（φ），由此可以有效地避免心肌运动造成的信号衰减。当然根据用户不同需求可以人为调整心电触发与扩散编码梯度之间的延迟时间以获得不同心跳周期的信号，如心脏收缩期和舒张期的信号。

以上述具有两个ECG的STEAM EPI技术，根据Bloch-Terrey函数，可以根据式（1）计算扩散敏感度b（diffusion sensitivity）。

b=K²(Δ-δ/3)    （1）

其中，K=2πγδG是空间调制向量，其中，G和δ分别是扩散编码梯度脉冲的幅度和时间，γ是质子旋磁比。Δ是两个扩散编码梯度脉冲之间的间隔。

获取扩散敏感度b数据之后，通过线性反演取I/I₀的对数，针对扩散加权图像数据计算出各个时帧中的扩散张量图像数据。

log(I/I0)=-(Δ-δ/3)KTD→K---(2)]]>

其中，I为扩散加权图像数据，即加入扩散编码梯度的图像数据；I₀为无扩散加权图像数据，即未加扩散编码梯度的图像数据；是所要测量的扩散张量。应用六个或六个以上不同方向扩散张量编码梯度进行扫描后，通过相应的数据后处理，可以获得所测量的心脏扩散张量最终重构出心肌纤维的结构。

但是，上述具有两个ECG的STEAM EPI技术存在的问题在于：现有的技术仍然无法有效消除呼吸运动的影响，因此信号采集时都需要病人严格的屏气配合，即多次的间歇屏气，而对于某些病人呼吸配合可能是一个比较大的挑战。另外，由于多次的间歇屏气往往会导致扫描时间的延长，一般来说说，利用现有的技术获取心脏DTI数据需要30分钟左右的扫描时间。

发明内容