[发明专利]一种基于绝热射频脉冲的磁共振相位成像方法

说明书

本发明公开了一种基于绝热射频脉冲的磁共振相位成像方法，确定反转绝热脉冲的持续时间、幅度、频率以及频率偏置；将磁化矢量翻转至横向XY平面，在反转绝热脉冲上叠加负频率偏置，施加反转绝热脉冲，进行MRI采样，获得第一相位信号；将磁化矢量翻转至横向XY平面，在反转绝热脉冲的频率上叠加正频率偏置，施加反转绝热脉冲，进行MRI采样，获得第二相位信号；计算相位变化，根据相位变化计算获得场分布。本发明提高了相位检测灵敏度，可进一步应用于磁共振场分布成像、温度成像、磁敏感加权成像等方面，具有重要的实用价值。

技术领域

本发明属于磁共振成像脉冲序列方法领域，尤其是涉及一种基于绝热射频脉冲的磁共振相位成像方法，本发明适用于磁共振场分布成像、温度成像、磁敏感加权成像等方面。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)可以无电离辐射、非侵入性检测活体组织，获得高分辨率、高对比度的活体影像信息，是研究生物体组织结构、功能与代谢的重要影像工具。磁共振采样获得的数据是复数数据，可以同时重建得到信号强度图像与相位图像。目前大部分用于诊断的MRI图像基于磁共振信号强度图，反应组织的核自旋密度、弛豫时间等信息，相位图则通常被忽略。

然而，相位信息反映了自旋核的进动频率信息。进动频率不同，在回波时间内横向磁化矢量演化的相位不同，因此相位变化可以理解为自旋核进动角频率随时间的积分。而自旋核的进动频率，通常受场分布、温度、组织磁敏感性的影响，因此相位成像方向广泛应用于场分布成像、温度成像、磁敏感加权成像等方面。

Robinson S等人[B0 mapping with multi-channel RF coils at high field[J].Magnetic resonance in medicine,2011,66(4):976-988.]使用相位成像进行B₀场检测。利用进动频率与B₀场的线性关系，可以通过相位像来计算B₀场分布。该方法也可用于化学交换饱和转移磁共振成像的B₀场较正。

Ishihara Y等人[Aprecise and fast temperature mapping using waterproton chemical shift.Magnetic Resonance in Medicine,1995,34(6):814-823.]利用温度区间与自旋核进动频率的线性关系，提出将相位成像应用于磁共振温度测量，证明相位变化有良好的温度依赖性，且相位成像方法的测量速度相比强度成像方法有所提升，该方法可用于实时监测肿瘤热疗的体温变化等方面。

Haacke E M等人[Susceptibility weighted imaging(SWI).MagneticResonance in Medicine,2004,52(3):612-618.]利用相位成像检测组织磁敏感性差异，发展成为磁敏感加权成像(Susceptibility weighted imaging,SWI)方法，组织的抗磁或顺磁性质引起局部磁场改变，产生相应的相位变化，在磁敏感性差异大的组织界面相位差异大，产生较强的SWI对比，该方法能有效检测血管分布以及局部出血等。

目前相位成像主要基于双回波时间梯度回波方法，使用快速小角度激发(FastLow Angle Shot,FLASH)等序列。例如，在场分布测量中，使用FLASH序列分别采集两个不同回波时间的相位像，两幅相位像相减，得到每个体素的相位变化。相位变化大小满足：Δphase＝γ×ΔB₀×(TE₁-TE₂)，其中Δphase为相位变化，γ为自旋核的旋磁比，ΔB₀为减去中心场强的场分布，TE₁和TE₂分别为对应的两个回波时间。利用该关系，可以计算得到场分布。基于FLASH序列的相位成像方法，相位变化与回波时间差正相关，只能通过增加回波时间差来进一步增大相位对比，温度成像及磁敏感加权成像的相位变化也受此限制。