CN102727206B - 颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法及扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法，包括以下步骤：定位扫描部位；采用三维磁共振成像中的并行成像扫描颅脑；采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后T1加权三维快速自旋回波图像；采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉。上述颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法及系统，采用首先定位扫描部位，然后直接扫描颅脑、颈动脉和主动脉，不需重复定位扫描，缩短了扫描时间，且采用并行成像等快速成像方法扫描颅脑，降低了扫描时间，采用三维T1加权成像和二维T2加权结合扫描主动脉，进一步的缩短了扫描时间。
Description
【技术领域】
本发明涉及生物医学领域，特别涉及一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法及扫描系统。
【背景技术】
临床研究发现，了解颅脑内、颈动脉内以及主动脉内斑块的成份有助于脑血管疾病的诊断。为了了解三者内部的斑块情况，需分别对其进行成像检查。
传统的方法是采用MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）检查颅脑、颈内动脉和主动脉，分别需要半小时左右，把它们合在一起，需要花费1.5小时到2小时的扫描时间，如此长的扫描时间限制了MRI技术在临床上的应用。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种能缩短扫描时间的颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法。
此外，还有必要提供一种能缩短扫描时间的颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统。
一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法，包括以下步骤：
定位扫描部位；
采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑；
采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像；
采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉。
优选的，所述并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像、T2加权三维快速自旋回波成像和三维磁化强度预备梯度回波序列成像中一种或两种以上组合。
优选的，所述采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉的步骤包括：
采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小；
采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在所述斑块位置上采集图像；
将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
优选的，所述二维T2加权多层黑血交错扫描序列由心电图触发，所述扫描主动脉的周期为心跳周期。
一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统，包括：
定位模块，用于定位扫描部位；
扫描模块，用于采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑，采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像，以及采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉。
优选的，所述并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像、T2加权三维快速自旋回波成像和三维磁化强度预备梯度回波序列成像中一种或两种以上组合。
优选的，所述扫描模块包括：
检测单元，采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小；
采集单元，用于采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在所述斑块位置上采集图像；
配准单元，用于将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
优选的，所述二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列由心电图触发，所述扫描主动脉的周期为心跳周期。
上述颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法及系统，采用首先定位扫描部位，定位后，直接扫描颅脑、颈动脉和主动脉，不需重复定位扫描，缩短了扫描时间，且采用并行成像等快速成像方法扫描颅脑，降低了扫描时间，采用三维T1加权成像和二维T2加权快速自旋回波成像结合扫描主动脉，进一步的缩短了扫描时间。
【附图说明】
图1为在一个实施例中颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法的流程示意图；
图2为SPACE序列可变偏转角的时序图；
图3为步骤S40的流程示意图；
图4为二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列图；
图5为在一个实施例中颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统的内部结构示意图；
图6为扫描模块的内部结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体的实施例及附图对技术方案进行详细的描述。
如图1所示，在一个实施例中，一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法，包括以下步骤：
步骤S10，定位扫描部位。
具体的，为患者带上头颈射频线圈和心脏线圈，采用localizer定位扫描，得到定位扫描部位，以便后续不需重复进行定位扫描，节省定位时间。
步骤S20，采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑。
具体的，并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像（T1-SPACE）、T2加权三维快速自旋回波成像（T2-SPACE）和三维磁化强度预备梯度回波序列（MPRAGE）成像中一种或两种以上组合。
其中，T1加权成像突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别，T2加权成像突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。
SPACE（Sampling perfection with application-optimized contrasts by usingdifferent flip angle evolution，三维快速自旋回波成像）技术通过在回聚脉冲中使用可变偏转角（variable flip angle）的设计，可解决回波链不够长和射频吸收率（Specific Absorption Rate，SAR）很高的问题。SPACE技术具有以下特征：
（1）基于TSE（Turbo Spin Echo，快速自旋回波）成像技术，一次激发，采集多个回波，获得TSE对比度。
（2）采用可变翻转角的超长回波链采集，根据磁共振信号衍化的基本原理，优化变偏转角模式可克服T2衰减效应，避免长回波链带来的模糊效应，且回聚脉冲不再是大角度，SAR也明显降低。
（3）SPACE针对质子密度对比度，T2及T1对比度设计了不同优化的可变翻转模式。
（4）SPACE优化了序列的设计，例如采用硬脉冲作为回聚脉冲，回波间隔很短，相同的时间内，允许采集更多的数据。
图2所示为SPACE序列可变偏转角的时序图，图中，α1和α2为可变偏转角，RF为射频脉冲，ESP1是指第一个180°脉冲的回波间距，ESP2是指后面变偏转角的回波间距，Gs是指区域选择梯度（section-select gradient）。
三维磁化强度预备梯度回波序列（MPRAGE）是指在数据采集前额外应用180度反向射频脉冲，次序列通过小翻转角（5度到10度）激发和梯度回波序列三维傅立叶变换，使饱和效应最小并产生足够的横向磁化强度。这个180度反向射频脉冲为层面选择性，类似于反转恢复技术，可选择性翻转整个发射线圈内的磁化矢量，操纵纵向磁化矢量，在反转脉冲与数据采集之间的延迟时间内产生组织T1加权对比度，此脉冲序列按三维方式采集，可得到最佳的空间和时间分辨率。
本实施例中，采用三维磁共振成像可提高图像信噪比，采用并行成像方式可降低扫描时间。
步骤S30，采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像。
具体的，采用三维磁共振成像扫描，直接采用T1加权和T2加权可节省采集时间，且只需造影后的T1加权三维快速自旋回波图像即可得到所需颈动脉成像图像。
步骤S40，采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉。
在一个实施例中，如图3所示，步骤S40包括：
步骤S410，采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小。
具体的，采用T1加权NAV-SPACE为准，查找主动脉中斑块及斑块所处的位置，测量出斑块的大小。
步骤S420，采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在斑块位置上采集图像。
具体的，因采用三维T2加权程序时间很长，使用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列（dark blood interleaved multi-slice TSE）。该序列由标准的TSE序列演变而来，使用交错扫描可将成像采集速度提高2到3倍。二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列由心电图触发，扫描主动脉的周期为心跳周期，即ECG（心电图）触发将主动脉的采集周期锁定在心跳周期的固定时间上，而呼吸引起的相关移动可采用信号平均解决。
图4为二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列图，图中，通过在一个TR（repetition time，重复时间）内插入2层或多层提高扫描效率触发脉冲决定TR的时间，IR（Inversion Recovery）为反转恢复脉冲。插入多层，就能在一个TR呈多片的像，缩短扫描时间。其中，因MRI的信号很弱，为提高MR的信噪比，要求重复使用同一种脉冲序列，这个重复激发的间隔时间即为TR。图中，Trig.pulse=1，Trig.pulse=2为两个触发脉冲。A和B为2层。
步骤S430，将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
具体的，将T2加权的二维图像和T1加权的三维图像配准后，可对斑块进行定性，定性包括斑块体积、面积等特征的确定。
如图5所示，在一个实施例中，一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统，包括定位模块10和扫描模块20。其中：
定位模块10，用于定位扫描部位。
具体的，为患者带上头颈射频线圈和心脏线圈，采用localizer定位扫描，得到定位扫描部位，以便后续不需重复进行定位扫描，节省定位时间。
扫描模块20，用于采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑，采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像，以及采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉。
具体的，并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像（T1-SPACE）、T2加权三维快速自旋回波成像（T2-SPACE）和三维磁化强度预备梯度回波序列（MPRAGE）成像中一种或两种以上组合。本实施例中，采用三维磁共振成像可提高图像信噪比，采用并行成像方式可降低扫描时间。
扫描模块20采用三维磁共振成像扫描，直接采用T1加权和T2加权可节省采集时间，且只需造影后的T1加权三维快速自旋回波图像即可得到所需颈动脉成像图像。
在一个实施例中，如图6所示，扫描模块20包括检测单元210、采集单元220和配准单元230。其中：
检测单元210，用于采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小。
具体的，采用T1加权NAV-SPACE为准，查找主动脉中斑块及斑块所处的位置，测量出斑块的大小。
采集单元220，用于采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在所述斑块位置上采集图像。
具体的，因采用三维T2加权程序时间很长，使用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列（dark blood interleaved multi-slice TSE）。该序列由标准的TSE序列演变而来，使用交错扫描可将成像采集速度提高2到3倍。二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列由心电图触发，扫描主动脉的周期为心跳周期，即ECG（心电图）触发将主动脉的采集周期锁定在心跳周期的固定时间上，而呼吸引起的相关移动可采用信号平均解决。图4为二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列图，图中，通过在一个TR（repetition time，重复时间）内插入2层或多层提高扫描效率触发脉冲决定TR的时间，IR（Inversion Recovery）为反转恢复脉冲。其中，因MRI的信号很弱，为提高MR的信噪比，要求重复使用同一种脉冲序列，这个重复激发的间隔时间即为TR。
配准单元230，用于将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
具体的，将T2加权的二维图像和T1加权的三维图像配准后，可对斑块进行定性，定性包括斑块体积、面积等特征的确定。
上述颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法及系统，采用首先定位扫描部位，定位后，直接扫描颅脑、颈动脉和主动脉，不需重复定位扫描，缩短了扫描时间，且采用并行成像等快速成像方法扫描颅脑，降低了扫描时间，采用三维T1加权成像和二维T2加权快速自旋回波成像结合扫描主动脉，进一步的缩短了扫描时间。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法，包括以下步骤：
定位扫描部位；
采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑；
采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像；
采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉；
所述并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像、T2加权三维快速自旋回波成像和三维磁化强度预备梯度回波序列成像中一种或两种以上组合；
所述采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉的步骤包括：
采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小；
采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在所述斑块位置上采集图像；
将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
2.根据权利要求1所述的颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描方法，其特征在于，所述二维T2加权多层黑血交错扫描序列由心电图触发，所述扫描主动脉的周期为心跳周期。
3.一种颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统，其特征在于，包括：
定位模块，用于定位扫描部位；
扫描模块，用于采用三维磁共振成像中的并行成像方式扫描颅脑，采用三维磁共振成像扫描颈动脉，采集T1加权三维快速自旋回波成像的图像、T2加权三维快速自旋回波成像的图像和造影后的T1加权三维快速自旋回波图像，以及采用T1加权三维快速自旋回波成像和二维T2加权快速自旋回波成像相结合扫描主动脉；
所述并行成像方式可为T1加权三维快速自旋回波成像、T2加权三维快速自旋回波成像和三维磁化强度预备梯度回波序列成像中一种或两种以上组合；
所述扫描模块包括：
检测单元，采用T1加权三维快速自旋回波成像扫描主动脉中斑块及斑块位置，并测量斑块的大小；
采集单元，用于采用二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列在所述斑块位置上采集图像；
配准单元，用于将T2加权的二维图像与T1加权的三维图像配准。
4.根据权利要求3所述的颅脑、颈动脉和主动脉三位一体的扫描系统，其特征在于，所述二维T2加权多层黑血交错扫描快速自旋回波序列由心电图触发，所述扫描主动脉的周期为心跳周期。
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Effective date of registration: 20181012 Address after: 518055 Nanshan District, Xili, Shenzhen University, Shenzhen, Guangdong, 1068 Patentee after: Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Science Address before: 201807 No. 2258 Chengbei Road, Jiading Industrial Zone, Jiading District, Shanghai. Patentee before: Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. |
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