專利名稱：顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及掃描系統的制作方法
盧頁腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及掃描系統
技術領域：
本發明涉及生物醫學領域，特別涉及一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及掃描系統。
背景技術：
臨床研究發現，了解顱腦內、頸動脈內以及主動脈內斑塊的成份有助于腦血管疾病的診斷。為了了解三者內部的斑塊情況，需分別對其進行成像檢查。傳統的方法是采用MRI (Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)檢查頡腦、頸內動脈和主動脈，分別需要半小時左右，把它們合在一起，需要花費I. 5小時到2小時的 掃描時間，如此長的掃描時間限制了 MRI技術在臨床上的應用。
發明內容基于此，有必要提供一種能縮短掃描時間的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法。此外，還有必要提供一種能縮短掃描時間的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統。一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，包括以下步驟定位掃描部位；采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦；采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像；采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。優選的，所述并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像、T2加權三維快速自旋回波成像和三維磁化強度預備梯度回波序列成像中一種或兩種以上組合。優選的，所述采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈的步驟包括采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小；采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在所述斑塊位置上采集圖像；將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。優選的，所述二維T2加權多層黑血交錯掃描序列由心電圖觸發，所述掃描主動脈的周期為心跳周期。—種頡腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統,包括定位模塊，用于定位掃描部位；
掃描模塊，用于采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦，采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像，以及采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。優選的，所述并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像、T2加權三維快速自旋回波成像和三維磁化強度預備梯度回波序列成像中一種或兩種以上組合。 優選的，所述掃描模塊包括檢測單元，采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小；采集單元，用于采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在所述斑塊位置上采集圖像； 配準單元，用于將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。優選的，所述二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列由心電圖觸發，所述掃描主動脈的周期為心跳周期。上述顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及系統，采用首先定位掃描部位，定位后，直接掃描顱腦、頸動脈和主動脈，不需重復定位掃描，縮短了掃描時間，且采用并行成像等快速成像方法掃描顱腦，降低了掃描時間，采用三維Tl加權成像和二維T2加權快速自旋回波成像結合掃描主動脈，進一步的縮短了掃描時間。
圖I為在一個實施例中顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法的流程示意圖；圖2為SPACE序列可變偏轉角的時序圖；圖3為步驟S40的流程示意圖；圖4為二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列圖；圖5為在一個實施例中頡腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統的內部結構不意圖；圖6為掃描模塊的內部結構示意圖。
具體實施方式下面結合具體的實施例及附圖對技術方案進行詳細的描述。如圖I所示，在一個實施例中，一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，包括以下步驟步驟S10，定位掃描部位。具體的，為患者帶上頭頸射頻線圈和心臟線圈，采用localizer定位掃描，得到定位掃描部位，以便后續不需重復進行定位掃描，節省定位時間。步驟S20，采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦。具體的，并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像(T1_SPACE)、T2加權三維快速自旋回波成像(T2-SPACE)和三維磁化強度預備梯度回波序列(MPRAGE)成像中一種或兩種以上組合。其中，TI加權成像突出組織TI弛豫(縱向弛豫)差別，T2加權成像突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。SPACE (Sampling perfection with application-optimized contrasts byusing different flip angle evolution,三維快速自旋回波成像)技術通過在回聚脈沖中使用可變偏轉角(variable flip angle)的設計,可解決回波鏈不夠長和射頻吸收率(Specific Absorption Rate, SAR)很高的問題。SPACE技術具有以下特征:(I)基于TSE (Turbo Spin Echo,快速自旋回波)成像技術,一次激發,采集多個回波，獲得TSE對比度。(2)采用可變翻轉角的超長回波鏈采集，根據磁共振信號衍化的基本原理，優化變偏轉角模式可克服T2衰減效應，避免長回波鏈帶來的模糊效應，且回聚脈沖不再是大角度，SAR也明顯降低。
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(3)SPACE針對質子密度對比度，T2及Tl對比度設計了不同優化的可變翻轉模式。(4)SPACE優化了序列的設計，例如采用硬脈沖作為回聚脈沖，回波間隔很短，相同的時間內，允許采集更多的數據。圖2所示為SPACE序列可變偏轉角的時序圖，圖中，、和％為可變偏轉角，RF為射頻脈沖，ESP1是指第一個180°脈沖的回波間距，ESP2是指后面變偏轉角的回波間距，Gs是指區域選擇梯度(section-select gradient)。三維磁化強度預備梯度回波序列(MPRAGE)是指在數據采集前額外應用180度反向射頻脈沖，次序列通過小翻轉角(5度到10度)激發和梯度回波序列三維傅立葉變換，使飽和效應最小并產生足夠的橫向磁化強度。這個180度反向射頻脈沖為層面選擇性，類似于反轉恢復技術，可選擇性翻轉整個發射線圈內的磁化矢量，操縱縱向磁化矢量，在反轉脈沖與數據采集之間的延遲時間內產生組織Tl加權對比度，此脈沖序列按三維方式采集，可得到最佳的空間和時間分辨率。本實施例中，采用三維磁共振成像可提高圖像信噪比，采用并行成像方式可降低掃描時間。步驟S30，采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像。具體的，采用三維磁共振成像掃描，直接采用Tl加權和T2加權可節省采集時間，且只需造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像即可得到所需頸動脈成像圖像。步驟S40，采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。在一個實施例中，如圖3所示，步驟S40包括步驟S410，采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小。具體的，采用Tl加權NAV-SPACE為準，查找主動脈中斑塊及斑塊所處的位置，測量出斑塊的大小。步驟S420，采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在斑塊位置上采集圖像。
具體的，因采用三維T2加權程序時間很長，使用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列(dark blood interleaved multi-slice TSE)。該序列由標準的TSE序列演變而來，使用交錯掃描可將成像采集速度提高2到3倍。二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列由心電圖觸發，掃描主動脈的周期為心跳周期，即ECG (心電圖)觸發將主動脈的采集周期鎖定在心跳周期的固定時間上，而呼吸引起的相關移動可采用信號平均解決。圖4為二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列圖，圖中，通過在一個TR(repetition time,重復時間)內插入2層或多層提高掃描效率觸發脈沖決定TR的時間，IR(Inversion Recovery)為反轉恢復脈沖。插入多層,就能在一個TR呈多片的像,縮短掃描時間。其中，因MRI的信號很弱，為提高MR的信噪比，要求重復使用同一種脈沖序列，這個重復激發的間隔時間即為TR。圖中，Trig. pulse=l, Trig. pulse=2為兩個觸發脈沖。A和B為2層。步驟S430，將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。 具體的，將T2加權的二維圖像和Tl加權的三維圖像配準后，可對斑塊進行定性，定性包括斑塊體積、面積等特征的確定。如圖5所不,在一個實施例中，一種頡腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統，包括定位模塊10和掃描模塊20。其中定位模塊10，用于定位掃描部位。具體的,為患者帶上頭頸射頻線圈和心臟線圈,采用localizer定位掃描,得到定位掃描部位，以便后續不需重復進行定位掃描，節省定位時間。掃描模塊20，用于采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦，采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像，以及采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。具體的，并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像(T1_SPACE)、T2加權三維快速自旋回波成像(T2-SPACE)和三維磁化強度預備梯度回波序列(MPRAGE)成像中一種或兩種以上組合。本實施例中，采用三維磁共振成像可提高圖像信噪比，采用并行成像方式可降低掃描時間。掃描模塊20采用三維磁共振成像掃描，直接采用Tl加權和T2加權可節省采集時間，且只需造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像即可得到所需頸動脈成像圖像。在一個實施例中，如圖6所示，掃描模塊20包括檢測單元210、采集單元220和配準單元230。其中檢測單元210，用于采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小。具體的，采用Tl加權NAV-SPACE為準，查找主動脈中斑塊及斑塊所處的位置，測量出斑塊的大小。采集單元220，用于采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在所述斑塊位置上采集圖像。具體的，因采用三維T2加權程序時間很長，使用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列(dark blood interleaved multi-slice TSE)。該序列由標準的TSE序列演變而來，使用交錯掃描可將成像采集速度提高2到3倍。二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列由心電圖觸發，掃描主動脈的周期為心跳周期，即ECG (心電圖)觸發將主動脈的采集周期鎖定在心跳周期的固定時間上，而呼吸引起的相關移動可采用信號平均解決。圖4為二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列圖，圖中，通過在一個TR(repetition time,重復時間)內插入2層或多層提高掃描效率觸發脈沖決定TR的時間，IR(Inversion Recovery)為反轉恢復脈沖。其中，因MRI的信號很弱，為提高MR的信噪比，要求重復使用同一種脈沖序列，這個重復激發的間隔時間即為TR。配準單元230，用于將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。具體的，將T2加權的二維圖像和Tl加權的三維圖像配準后，可對斑塊進行定性，定性包括斑塊體積、面積等特征的確定。上述顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及系統，采用首先定位掃描部位， 定位后，直接掃描顱腦、頸動脈和主動脈，不需重復定位掃描，縮短了掃描時間，且采用并行成像等快速成像方法掃描顱腦，降低了掃描時間，采用三維Tl加權成像和二維T2加權快速自旋回波成像結合掃描主動脈，進一步的縮短了掃描時間。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，包括以下步驟 定位掃描部位； 采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦； 采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像； 采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。
2.根據權利要求I所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，其特征在于，所述并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像、T2加權三維快速自旋回波成像和三維磁化強度預備梯度回波序列成像中一種或兩種以上組合。
3.根據權利要求I所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，其特征在于，所述采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈的步驟包括 采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小; 采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在所述斑塊位置上采集圖像； 將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。
4.根據權利要求I所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，其特征在于，所述二維T2加權多層黑血交錯掃描序列由心電圖觸發，所述掃描主動脈的周期為心跳周期。
5.一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統，其特征在于，包括 定位模塊，用于定位掃描部位； 掃描模塊，用于采用三維磁共振成像中的并行成像方式掃描顱腦，采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集Tl加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后的Tl加權三維快速自旋回波圖像，以及采用Tl加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。
6.根據權利要求5所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統，其特征在于，所述并行成像方式可為Tl加權三維快速自旋回波成像、T2加權三維快速自旋回波成像和三維磁化強度預備梯度回波序列成像中一種或兩種以上組合。
7.根據權利要求5所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統，其特征在于，所述掃描模塊包括 檢測單元，采用Tl加權三維快速自旋回波成像掃描主動脈中斑塊及斑塊位置，并測量斑塊的大小； 采集單元，用于采用二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列在所述斑塊位置上采集圖像； 配準單元，用于將T2加權的二維圖像與Tl加權的三維圖像配準。
8.根據權利要求5所述的顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描系統，其特征在于，所述二維T2加權多層黑血交錯掃描快速自旋回波序列由心電圖觸發，所述掃描主動脈的周期為心跳周期。
全文摘要
本發明涉及一種顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法，包括以下步驟定位掃描部位；采用三維磁共振成像中的并行成像掃描顱腦；采用三維磁共振成像掃描頸動脈，采集T1加權三維快速自旋回波成像的圖像、T2加權三維快速自旋回波成像的圖像和造影后T1加權三維快速自旋回波圖像；采用T1加權三維快速自旋回波成像和二維T2加權快速自旋回波成像相結合掃描主動脈。上述顱腦、頸動脈和主動脈三位一體的掃描方法及系統，采用首先定位掃描部位，然后直接掃描顱腦、頸動脈和主動脈，不需重復定位掃描，縮短了掃描時間，且采用并行成像等快速成像方法掃描顱腦，降低了掃描時間，采用三維T1加權成像和二維T2加權結合掃描主動脈，進一步的縮短了掃描時間。
文檔編號A61B5/055GK102727206SQ20121017686
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月31日 優先權日2011年12月8日
發明者劉新, 張娜, 張磊, 鄭海榮, 鐘耀祖 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院