[发明专利]一种磁共振旋转坐标系下的自旋晶格弛豫成像方法和系统

说明书

本发明公开了一种磁共振旋转坐标系下的自旋晶格驰豫成像方法和系统。该方法包括：对于不同自旋锁定时间，配置为分两次采集目标图像的旋转坐标系下的自旋晶格驰豫加权图像数据并在连续两次采集之间设置恢复时间，获得二维多层旋转坐标系下的自旋晶格驰豫成像数据；采集用于重建K空间中心数据和估计多通道线圈敏感度矩阵的低分辨率图像数据；基于所述低分辨率图像数据对所采集的二维多层旋转坐标系下的自旋晶格驰豫成像数据进行重建，拟合出最终的旋转坐标系下的自旋晶格驰豫参数图。本发明能够实现多层面、高信噪比的快速磁共振旋转坐标系下的自旋晶格驰豫定量成像。

技术领域

本发明涉及磁共振参数成像技术领域，更具体地，涉及一种磁共振旋转坐标系下的自旋晶格弛豫成像方法和系统。

背景技术

磁共振参数成像(如纵向弛豫T₁和横向弛豫T₂等)可以表征组织的一些固有信息，已成为一种重要的、安全有效的诊断工具。除T₂弛豫外，近年来一种新的参数弛豫-磁共振旋转坐标系下的自旋晶格弛豫(spin-lattice relaxation in the rotating frame，T_1ρ)越来越受到研究者的广泛关注。T_1ρ成像是通过探索缓慢运动中分子相互作用从而引起弛豫的成像方法，已被用于多种疾病的检查中。有研究认为，T_1ρ成像能够反映分子活动信息，是传统的T₁弛豫和T₂弛豫所不能达到的。T_1ρ成像通过锁定横轴方向上的有效磁场，避免横向弛豫在大分子间无序、自发的进行能量转移，使磁化或自旋变得有序，该技术能够评估自由水中氢原子和大分子之间的低频流动，反映细胞的密集程度，在分子水平上检测含水组织的代谢和生化信息的改变。因此，可以对组织发生形态学改变之前的早期病变以及轻度病损提供筛查和预警信息，为早期发现、早期治疗提供可靠依据。在脑部应用方面，目前已有研究表明T_1ρ对脑肿瘤术前的分级、进展性病变阿尔茨海默病及帕金森病的研究中具有重要的应用价值。

T_1ρ成像通过一种谐振且连续的自旋锁定脉冲将横向磁化矢量强制保持在横向磁化矢量方向上进行弛豫，此时横向磁化矢量以新的方式弛豫，自旋锁定的磁化矢量根据T_1ρ时间常数在旋转坐标系中自旋晶格弛豫。随着自旋锁定时间(spin-locking times，TSL)的不断增加，不同强度的T_1ρ加权信号被采集，利用一定的信号弛豫模型对信号进行拟合即可得到T_1ρ图。T_1ρ定量成像序列通常在常规的快速自旋回波或梯度回波序列前加入T_1ρ准备脉冲实现，通过改变自旋锁定时间来采集具有不同T_1ρ加权的图像。传统的二维T_1ρ定量成像技术在每个T_1ρ准备脉冲后只能采集一层图像，总体采集时间是采集一幅图像的时间×TSL数目×采集层数，在大范围覆盖时，由于采集层数较多，总体扫描时间过长。例如全脑扫描时，需要扫描20层左右，扫描时间超过60分钟，这严重制约了其在临床上的应用。目前已发表的脑部T_1ρ定量的研究工作中，通常只采集1层。三维T_1ρ定量成像面临类似的问题，扫描时间通常超过30分钟。由于现有的T_1ρ定量成像时间过长，限制了图像的分辨率和覆盖范围。

为了缩短扫描时间，现有技术主要围绕以下三个方向进行开展的：1)、减少TSL的数量，这种方式由于TSL的减少导致采集的T_1ρ加权的图像数量也减少了，因此其定量的精度也降低了。2)、采用快速成像序列，这种方式由于受硬件的限制，扫描速度并不会显著提高。3)、采用快速成像技术，目前商用的快速成像技术主要是并行成像技术(如敏感度编码(SENSE)、广义自动校准部分并行采集(GRAPPA)等)，但是这种方式由于受并行成像列阵线圈的限制，加速倍数越高，其成像后获得的图像的信噪比就会越低，因此采用这种方法的扫描速度通常仅能达到2-3倍。

发明内容