專利名稱：磁共振成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種磁共振成像方法。
背景技術(shù)：
在磁共振成像(MRI)監(jiān)控的對目標區(qū)域進行加熱操作的過程中，磁共振成像設(shè)備可以對目標區(qū)域的溫度變化進行監(jiān)測，從而可以實時地監(jiān)控加熱的過程和效果。常用的磁共振成像溫度測量方法是利用水中氫核的共振頻率(Proton Resonance Frequency, PRF) 隨溫度的變化而發(fā)生偏移，來進行溫度成像，得到溫度圖像。通常利用一個梯度回波序列來實現(xiàn)基于PRF偏移的磁共振溫度成像。為了對目標區(qū)域的溫度進行實時的監(jiān)控，要求溫度成像序列的時間分辨率很高。為了達到這個目的，現(xiàn)有技術(shù)對溫度成像序列的參數(shù)進行優(yōu)化，使用短重復(fù)時間(TR)、低空間分辨率等。而與此同時，從應(yīng)用的角度又要求較高空間分辨率的解剖圖像來監(jiān)控加熱目標區(qū)域的位置，并且能夠在加熱過程中及時更新目標區(qū)域的解剖圖像。通常，在使用磁共振溫度成像進行加熱監(jiān)控時，利用溫度成像序列所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)重建解剖圖像，對目標區(qū)域進行監(jiān)控。由于溫度成像序列的參數(shù)設(shè)置對成像時間進行了優(yōu)化，例如施加較少的相位編碼步驟，以滿足快速溫度監(jiān)控的目的。由于相位編碼步驟少，所以根據(jù)溫度成像序列產(chǎn)生的數(shù)據(jù)所重建的解剖圖像分辨率較低，組織間的對比度較差，不能完全滿足加熱過程中對目標區(qū)域組織器官分辨和定位的要求?？梢钥闯?，現(xiàn)有的磁共振成像的溫度成像序列不能同時滿足高空間分辨率和高時間分辨率的要求。在發(fā)明人為李國斌、鐘耀祖、張強和周曉東的中國專利申請200710064914. 4中， 為了平衡溫度圖像的時間分辨率和空間分辨率，提出了一種加速磁共振溫度成像的方法。 該專利申請首先確定超聲波焦點處的溫度變化，然后確定數(shù)據(jù)采集所需的理想加速速率， 并調(diào)整K空間的變密度數(shù)據(jù)采樣，重建采樣得到的數(shù)據(jù)，形成溫度圖像。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種磁共振成像方法，用以同時得到高時間分辨率的溫度圖像和高空間分辨率的解剖圖像。因此，本發(fā)明提供了一種磁共振成像方法，其中磁共振成像設(shè)備采用多回波成像序列，該方法還包括對于多回波中的一個回波，施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于重建解剖圖像；對于多回波中的另一回波，施加第二數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于建立溫度圖像。在一實施方式中，所述讀出梯度采用同向模式。優(yōu)選地，磁共振成像設(shè)備將讀出梯度方向相鄰的聚相梯度和散相梯度合并為一個梯度并施加。
在另一實施方式中，所述讀出梯度采用反向模式。優(yōu)選地，磁共振成像設(shè)備將相位編碼梯度方向相鄰的兩個梯度合并為一個梯度并施加。優(yōu)選地，與所述一個回波對應(yīng)的相位編碼梯度不同于與所述另一回波對應(yīng)的相位編碼梯度。優(yōu)選地，與所述一個回波對應(yīng)的讀出梯度不同于與所述另一回波對應(yīng)的讀出梯度。優(yōu)選地，所述一個回波為所述多回波序列中的第一個回波，所述另一回波為所述多回波序列中第一個回波之后的任意一個回波，優(yōu)選為所述多回波序列中的第二個回波。在上述技術(shù)方案中，所述多回波序列采用梯度回波或自旋回波。優(yōu)選地，所述第一數(shù)量大于第二數(shù)量。更優(yōu)選地，所述第一數(shù)量為第二數(shù)量的整數(shù)倍。從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明采用了多回波成像序列，對其中一個回波施加較多第一數(shù)量的相位編碼步驟，并用于重建解剖圖像，而對另一部分個回波施加較少第二數(shù)量的相位編碼步驟，并用于采集溫度圖像，這樣磁共振成像設(shè)備利用不同回波獨立地成像，從而能夠得到高時間分辨率的溫度圖像和高空間分辨率的解剖圖像。進一步，第一數(shù)量大于第二數(shù)量，這樣溫度圖像由于相位編碼步驟少，節(jié)省了成像時間，而具有較高的時間分辨率；解剖圖像由于相位編碼步驟多，所以具有較高的空間分辨率。因此，本發(fā)明進一步保證了高時間分辨率的溫度圖像和高空間分辨率的解剖圖像。


圖1為本發(fā)明一個實施例的示意圖，其中，多回波序列為梯度回波，讀出梯度采用同向模式。圖2為本發(fā)明另一實施例的示意圖，其中，多回波序列為梯度回波，讀出梯度采用反向模式。圖3為本發(fā)明再一實施例的示意圖，其中多回波序列包括兩個回波。圖4(a)至圖4(d)為采用本發(fā)明方案所得到的解剖圖像和相位圖像(用于計算溫度圖像)，其中，圖4(a)為高空間分辨率圖像，用于解剖定位，圖4(b)、圖4(c)和圖4(d)為高時間分辨率圖像，用于計算溫度圖像，其中左邊的4幅圖為幅度圖像，右邊的4幅圖為相位圖像。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提出了使用多回波序列實現(xiàn)解剖圖像成像和溫度圖像成像混合的方法，對于每個回波，磁共振成像設(shè)備進行單獨的成像并具有獨立的空間編碼。優(yōu)選地，其中低空間分辨率、高時間分辨率的圖像數(shù)據(jù)可以用于重建高時間分辨率的溫度圖像，而高空間分辨率、低時間分辨率的圖像數(shù)據(jù)可以用于重建解剖圖像。從而本發(fā)明實現(xiàn)了同時得到高空間分辨率的解剖成像和高時間分辨率的溫度成像。
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如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，多回波序列采用了梯度回波，并且讀出梯度采用同向(mono-polar)模式。在圖1中，RF、Gs、Gpe、Gro分別表示射頻脈沖、選層梯度、 相位編碼梯度和讀出梯度。在圖1所示的實施例中，磁共振成像設(shè)備首先發(fā)射一個射頻脈沖RF1，并且同時施加選層梯度Si，從而選擇一個成像層面。對于第一個回波Echo_l，磁共振成像設(shè)備在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P11，并在讀出梯度方向上施加一個散相梯度R11。然后在讀出梯度方向上施加一個讀出梯度R12，采集第一個回波Echo_l的數(shù)據(jù)。該讀出梯度R12可以看成包括緊相鄰的一個聚相梯度和一個散相梯度(圖中未詳示)。最后在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P12，并在讀出梯度方向上施加一個聚相梯度R13。對于第二個回波Echo_2，磁共振成像設(shè)備在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P21，并在讀出梯度方向上施加一個散相梯度R21。然后在讀出梯度方向上施加一個讀出梯度R22，采集第二個回波Echo_2的數(shù)據(jù)。同樣該讀出梯度R22可以看成包括緊相鄰的一個聚相梯度和一個散相梯度(圖中未詳示)。最后在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P22，并在讀出梯度方向上施加一個聚相梯度R23。磁共振成像設(shè)備接著進行與第一個回波、第二個回波的過程類似的操作，直到磁共振成像設(shè)備采集完第η(正整數(shù))個回波Ech0_n的數(shù)據(jù)后，在讀出梯度方向上施加一個破壞梯度Rs。此時，磁共振成像設(shè)備對各個回波施加了一個相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集了第一個相位編碼步驟時各個回波的數(shù)據(jù)。磁共振成像設(shè)備重復(fù)圖1所示操作，對第一個回波施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，對第二個回波施加第二數(shù)量的相位編碼步驟，……，對第η個回波施加第η數(shù)量的相位編碼步驟，并相應(yīng)地施加讀出梯度，采集各個回波的數(shù)據(jù)，以分別用于重建對應(yīng)于各個回波的圖像。以第一個回波和第二個回波為例，如果第一數(shù)量是第二數(shù)量的整數(shù)K倍，那么在整個成像過程中，磁共振成像設(shè)備可以對第一個回波施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，得到第一個回波的一幅圖像；對第二個回波施加K個第二數(shù)量的相位編碼步驟，得到第二個回波的K幅圖像。在圖1所示的實施例中，在相位編碼梯度方向上，磁共振成像設(shè)備可以將相鄰的兩個相位編碼梯度可以合并成一個梯度并施加至目標區(qū)域，可以優(yōu)化磁共振成像設(shè)備的操作。例如合并Ρ12和Ρ21、合并Ρ22和Ρ31、……、合并Ρ(η_1)2和Pnl，即相鄰回波的相鄰相位編碼梯度。在讀出梯度方向上，磁共振成像設(shè)備也可以將相鄰的聚相梯度和散相梯度可以合并成一個梯度并施加至目標區(qū)域。例如合并R13和R21、合并R23和R31、……、合并R(n-1)3和foil，即相鄰回波的相鄰聚相梯度和散相梯度。由于每個回波擁有獨立的相位編碼梯度和頻率編碼梯度(讀出梯度)，那么在多回波序列中的任意兩個回波對應(yīng)的相位編碼梯度可以相同，也可以不同，任意兩個回波對應(yīng)的頻率編碼梯度同樣可以相同，也可以不同。在本發(fā)明中優(yōu)選為不同，從而可以針對解剖圖像成像和溫度圖像成像施加不同的頻率編碼梯度和/或頻率編碼梯度。例如圖1中所示的Pll和P12與P21和P22不同，對于回波Echo_l對應(yīng)的相位編碼梯度Pll和P12，磁共振成像設(shè)備施加了較多數(shù)量(第一數(shù)量)的相位編碼步驟，而對于回波Echo_2對應(yīng)的相位編碼梯度P21和P22，磁共振成像設(shè)備施加了較少數(shù)量(第二數(shù)量)的相位編碼步驟，那么可以將采集回波Echo_l的數(shù)據(jù)用于重建解剖圖像，而將采集回波Echo_2的數(shù)據(jù)用于重建溫度圖像。第一數(shù)量可以任意大于、等于或小于第二數(shù)量，優(yōu)選大于或等于第二數(shù)量，最好大于第二數(shù)量，并且磁共振成像設(shè)備可以進一步采用第一數(shù)量為第二數(shù)量的整數(shù)倍。那么，由于回波Echo_l的相位編碼步驟比回波Echo_2的相位編碼步驟多，則回波Echo_l的成像速度慢，空間分辨率高，回波Echo_2的成像速度快，空間分辨率低。如圖2所示，在本發(fā)明的另一個實施例中，多回波序列同樣采用了梯度回波，但是讀出梯度采用反向(bi-polar)模式。同樣，在圖2中，RF、Gs、Gpe、Gr0分別表示射頻脈沖、 選層梯度、相位編碼梯度和讀出梯度。與圖1所示的實施例類似，在圖2所示的實施例中，磁共振成像設(shè)備首先發(fā)射一個射頻脈沖RF1，并且同時施加選層梯度Si。對于第一個回波Echo_l，磁共振成像設(shè)備在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P11，并在讀出梯度方向上施加一個散相梯度Rd。然后在讀出梯度方向上施加一個讀出梯度R1，采集第一個回波Echo_l的數(shù)據(jù)。該讀出梯度Rl可以看成包括緊相鄰的一個聚相梯度和一個散相梯度(圖中未詳示)。最后在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P12。對于第二個回波Echo_2，磁共振成像設(shè)備在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P21，然后在讀出梯度方向上施加一個讀出梯度R2，采集第二個回波Echo_2的數(shù)據(jù)。 同樣該讀出梯度R22可以看成包括緊相鄰的一個聚相梯度和一個散相梯度(圖中未詳示)。 最后在相位編碼梯度方向上施加一個相位編碼梯度P22。與前一實施例一樣，磁共振成像設(shè)備接著進行與第一個回波、第二個回波的過程類似的操作，直到磁共振成像設(shè)備采集完第η個回波Echo_n的數(shù)據(jù)后，在讀出梯度方向上施加一個破壞梯度Rs。此時，磁共振成像設(shè)備對各個回波施加了一個相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集了第一個相位編碼步驟時各個回波的數(shù)據(jù)。在成像過程中，磁共振成像設(shè)備重復(fù)圖2所示操作，對第一個回波施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，對第二個回波施加第二數(shù)量的相位編碼步驟，……，對第η個回波施加第 η數(shù)量的相位編碼步驟，并相應(yīng)地施加讀出梯度，采集各個回波的數(shù)據(jù)，以分別用于重建對應(yīng)于各個回波的圖像。在圖2所示的實施例中，在相位編碼梯度方向上，磁共振成像設(shè)備可以將相鄰的兩個相位編碼梯度可以合并成一個梯度，然后施加至目標區(qū)域。例如合并Ρ12和Ρ21、合并 Ρ22和Ρ31、……、合并P(n-l) 2和Pnl，即相鄰回波的相鄰相位編碼梯度。在讀出梯度方向上，相鄰的讀出梯度極性相反，所以磁共振成像設(shè)備不能將它們合并成一個梯度。同樣，由于每個回波擁有獨立的相位編碼梯度和頻率編碼梯度，那么在多回波序列中的任意兩個回波對應(yīng)的相位編碼梯度、讀出梯度可以相同，也可以不同。例如圖2中所示的Pll和P12與P21和P22不同。對于回波Echo_l對應(yīng)的相位編碼梯度Pll和P12，磁共振成像設(shè)備施加了較多數(shù)量(例如，第一數(shù)量)的相位編碼步驟，而對于回波Echo_2對應(yīng)的P21和P22，磁共振成像設(shè)備施加了較少數(shù)量(第二數(shù)量)的相位編碼步驟，那么可以將采集回波Echo_l的數(shù)據(jù)用于重建解剖圖像，而將采集回波Echo_2的數(shù)據(jù)用于重建溫度圖像。第一數(shù)量優(yōu)選地大于第二數(shù)量，那么由于回波Echo_l的相位編碼步驟比回波Echo_2
6的相位編碼步驟多，那么回波Echo_l的成像速度慢，空間分辨率高，回波Echo_2的成像速度快，空間分辨率低。雖然在上述的實施例中多回波序列采用了梯度回波，但是實際應(yīng)用中，也可以采用其它類型的回波，例如自旋回波。本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，采用梯度回波的成像速度比采用自旋回波的成像速度快。如圖1和圖2所示的多回波序列中，優(yōu)選地利用第一個回波的數(shù)據(jù)重建解剖圖像， 利用第二個回波的數(shù)據(jù)重建溫度圖像，這是因為第一個回波具有較短的回波時間(TE)，可以減少磁化率偽影，第二個回波具有較長的回波時間(TE)，可以增加對溫度變化的敏感性。 當(dāng)然，在其它實施例中，也可以利用第一個回波的數(shù)據(jù)重建溫度圖像，利用第二個回波的數(shù)據(jù)重建解剖圖像，但是上述圖1和圖2所示的實施例對溫度變化的敏感性會更好一些。如圖3所示，該實施例中采用了兩個回波，第一個回波Echo_l的數(shù)據(jù)用來重建解剖圖像Image_l，第二個回波Echo_2的數(shù)據(jù)用來重建溫度圖像Image_2。第一個回波Echo_l 的相位編碼數(shù)量是第二個回波Echo_2的相位編碼數(shù)量的兩倍，那么從時間軸t上可以看出，解剖圖像Image_l的成像時間tl是溫度圖像Image_2的成像時間t2的兩倍。換言之， 溫度圖像Image_2的成像時間t2很短，在相同時間內(nèi)可以得到多幅溫度圖像，從而提高了溫度圖像的時間分辨率。在本發(fā)明的其它實施例中，多回波序列可以包括多于兩個的回波，其中，優(yōu)選地， 第一個回波的數(shù)據(jù)用來重建解剖圖像，第一個回波之后的任意一個回波或復(fù)數(shù)個回波的數(shù)據(jù)用來重建溫度圖像。圖4(a)至圖4(b)所示的實施例采用了兩個回波。圖4(a)為采集第一個回波 Echo_l的信號得到的解剖圖像，圖4(b)、圖4(c)和圖4(d)為采集解剖圖像4(a)的同時， 采集第二個回波Echo_2的信號所得到的依次三個溫度圖像。其中，對回波Echo_l施加了 192個相位編碼步驟，對回波Echo_2施加了 64個相位編碼步驟，所以回波Echo_l的成像時間是回波Echo_2的三倍，在同樣長的時間內(nèi)可以分別得到一幅解剖圖像和三幅溫度圖像， 溫度圖像成像具有較高的時間分辨率。另一方面，解剖圖像雖然成像較慢，但是具有較高的空間分別率。因此，本發(fā)明實現(xiàn)了同時采集高空間分辨率的解剖圖像和高時間分辨率的溫度圖像。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁共振成像方法，其中磁共振成像設(shè)備采用多回波成像序列，該方法還包括 對于多回波中的一個回波，施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于重建解剖圖像；對于多回波中的另一回波，施加第二數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于建立溫度圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述讀出梯度采用同向模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，磁共振成像設(shè)備將讀出梯度方向相鄰的聚相梯度和散相梯度合并為一個梯度并施加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述讀出梯度采用反向模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于，磁共振成像設(shè)備將相位編碼梯度方向相鄰的兩個梯度合并為一個梯度并施加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，與所述一個回波對應(yīng)的相位編碼梯度不同于與所述另一回波對應(yīng)的相位編碼梯度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，與所述一個回波對應(yīng)的讀出梯度不同于與所述另一回波對應(yīng)的讀出梯度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個回波為所述多回波序列中的第一個回波，所述另一回波為所述多回波序列中第一個回波之后的任意一個回波，優(yōu)選為所述多回波序列中的第二個回波。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多回波序列采用梯度回波或自旋回波。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一數(shù)量大于第二數(shù)量，優(yōu)選為第二數(shù)量的整數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種磁共振成像方法，其中磁共振成像設(shè)備采用多回波成像序列，該方法還包括對于多回波中的一個回波，施加第一數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于重建解剖圖像；對于多回波中的另一回波，施加第二數(shù)量的相位編碼步驟，并施加讀出梯度，采集該回波的數(shù)據(jù)用于建立溫度圖像。本發(fā)明能夠同時得到搞時間分辨率的溫度圖像和高空間分辨率的解剖圖像。
文檔編號A61B5/055GK102204818SQ20101013550
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者倪成, 周曉東, 白逸軒 申請人:西門子(深圳)磁共振有限公司