一种磁共振化学交换饱和转移成像方法以及相关设备

技术领域

本申请涉及磁共振成像的技术领域，特别是涉及一种磁共振化学交换饱和转移成像方法以及相关设备。

背景技术

磁共振化学交换饱和转移(CEST)成像是可利用内源性或外源性CEST对比剂无创获取生物体组织分子信息的重要影像学方法，可以测量内源性代谢物、化合物(如葡萄糖、糖原、酰胺质子等)以及外源性顺磁性/逆磁性CEST对比剂，为多种疾病(如中风、肿瘤、癫痫等)成像提供新方法。图1是常规的CEST成像序列示意图，CEST成像序列一般由三部分组成，即射频脉冲饱和模块(Ts)、数据读出模块(Te)以及信号恢复模块(Td)。整体成像时间为T＝(Ts+Te+Td)·N。其中，N为化学位移数目，根据实验需求设定。为了保证充分饱和以及信号恢复，Ts、Td需由组织的纵向磁化矢量弛豫时间决定。因此，为了缩短成像时间T，则需尽可能减少Te。而多次激发的读出方式可以一定程度上降低图像畸变和改善对比度和信噪比，然而相应的成像时间将成倍增加，极大降低了成像效率。现有方法通常采用单次激发采集全部K空间数据(即单激发)的读出模式以缩短成像时间。

目前采用的单激发EPI读出方式对磁场不均匀性非常敏感，图像容易出现畸变；而单激发快速自旋回波(FSE)、单激发快速梯度回波(GRE)或者快速小角度激发(FLASH)等读出方式，由于回波时间较长，信号受横向磁化矢量衰减效应明显。图2是常规的固定翻转角的单激发FSE序列示意图，图3是单激发FSE序列相应的回波信号衰减示意图，可见，随着回波个数的递增，磁共振信号由于横向磁化矢量衰减效应明显，从而影响整体磁共振图像的对比度和信噪比。减少回波数目可以部分解决上述问题，但是图像空间分辨率会明显下降。因此，有必要提出一种新的磁共振化学交换饱和转移成像方法来解决上述问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种磁共振化学交换饱和转移成像方法以及相关设备，能够解决由于横向磁化矢量衰减造成目标组织产生的磁共振信号丢失的问题，以得到目标组织高对比度、高信噪比的磁共振图像。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个方案是：提供一种磁共振化学交换饱和转移成像方法，包括：根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

其中，所述根据所述目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

其中，所述射频脉冲序列包括多个可变翻转角脉冲，所述多个可变翻转角脉冲按照时间顺序包括α

其中，所述射频脉冲序列在α

其中，所述90°脉冲和180°脉冲之间的时间间隔为半个180°回波间隔时间，所述180°脉冲和α

其中，所述既定回波信号演变曲线相互连接的包括第一衰减部分、平坦部分、第二衰减部分；所述采集所述目标组织产生的磁共振信号的步骤包括：在所述平坦部分对应的时间范围内采集所述磁共振信号。

其中，所述根据所述目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个方案是：提供一种磁共振化学交换饱和转移成像设备，所述设备包括：射频脉冲生成单元，根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个方案是：提供一种计算机设备，所述计算机设备包括相互耦接的存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述计算机程序以实现上述任一实施例所述的成像方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个方案是：提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有能够被处理器运行的计算机程序，所述计算机程序用于实现上述任一实施例所述的成像方法。

区别于现有技术的情况，本申请的有益效果是：本申请中根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是常规的CEST成像序列示意图；

图2是常规的固定翻转角的单激发FSE序列示意图；

图3是单激发FSE序列相应的回波信号衰减示意图；

图4是本申请磁共振化学交换饱和转移成像方法一实施方式的流程示意图；

图5是图4中步骤S1一实施方式的流程示意图；

图6是本申请既定回波信号演变曲线的曲线示意图；

图7是根据图6所示的既定回波信号演变曲线得到的可变翻转角链；

图8是本申请设定射频脉冲序列示意图；

图9是本申请磁共振化学交换饱和转移成像设备一实施方式的框架示意图；

图10是本申请计算机设备一实施方式的结构示意图；

图11是本申请计算机可读存储介质一实施方式的框架示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图4，图4是本申请磁共振化学交换饱和转移成像方法一实施方式的流程示意图。上述成像方法包括：

S1：根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

具体地，在本实施例中，待成像的目标组织可以是大脑组织中的一种或多种组织，当然，在其他实施例中，也可以是内脏组织中的一种或多种组织等，本申请对此不做限定。

在一个实施方式中，上述步骤S1之前的步骤包括：利用纵向磁化矢量弛豫时间测量序列和纵向磁化矢量弛豫时间测量序列分别得到目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

为了获得上述目标组织对应的可变翻转角链，请参阅图5，图5是图4中步骤S1一实施方式的流程示意图。上述步骤S1具体包括：

S10：根据布洛赫方程、以及纵向磁化矢量弛豫时间T

具体地，在本实施例中，根据步骤S1中得到的纵向磁化矢量弛豫时间T

S12：利用既定回波信号演变曲线获得目标组织对应的可变翻转角链，其中，可变翻转角链为时间和可变翻转角所形成的曲线。

具体地，在本实施例中，可基于扩展相位算法(EPG)，得到如下计算翻转角的公式：

基于上述公式，将回波信号强度F

请参阅图7，图7是根据图6所示的既定回波信号演变曲线得到的可变翻转角链。其中，可变翻转角链的横坐标表示时间，纵坐标表示某一时刻所对应的回聚脉冲的可变翻转角。

S2：根据可变翻转角链设定射频脉冲序列，并将射频脉冲序列作用于目标组织。

具体地，在本实施例中，根据上述根据既定回波信号演变曲线得到的可变翻转角链设定射频脉冲序列，并将该射频脉冲序列作用于目标组织，以采集目标组织的磁共振信号。例如，利用根据大脑组织中灰质的纵向磁化矢量时间T

具体而言，在本实施例中，请参阅图8，图8是本申请射频脉冲序列示意图。上述射频脉冲序列包括多个可变翻转角脉冲，多个可变翻转角脉冲按照时间顺序包括α

在本实施例中，请继续参阅图8，上述射频脉冲序列在α

S3：采集目标组织产生的磁共振信号，并根据磁共振信号得到目标组织的磁共振图像。

具体地，在本实施例中，请继续参阅图6，采集目标组织产生的磁共振信号的步骤具体包括：在上述既定回波信号演变曲线的平坦部分102对应的时间范围内采集目标组织的磁共振信号，该时间范围内的磁共振信号的强度能够得到有效保持。

具体而言，上述目标组织可以是大脑组织中的其中一种或多种组织，例如可以是大脑组织中的灰质、白质等中的一种或多种。由于相同种类的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

请参阅图9，图9是本申请磁共振化学交换饱和转移成像设备一实施方式的框架示意图。上述磁共振化学交换饱和转移成像设备包括：射频脉冲生成单元10、数据采集单元12以及磁共振图像生成单元14。其中，射频脉冲生成单元10，用于根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

请参阅图10，图10是本申请计算机设备一实施方式的结构示意图。上述计算机设备包括相互耦接的存储器200和处理器202。存储器200用于存储计算机程序，处理器202用于执行上述计算机程序以实现上述任一实施例所述的成像方法。

具体而言，处理器202还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器202可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器202还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器202可以由多个集成电路芯片共同实现。

请参阅图11，图11是本申请计算机可读存储介质一实施方式的框架示意图。计算机可读存储介质30存储有计算机程序300，上述计算机程序300用于实现上述任一实施例所述的成像方法。其中，该计算机程序300可以以软件产品的形式存储在上述存储装置中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

总而言之，区别于现有技术的情况，本申请中根据待成像的目标组织的纵向磁化矢量弛豫时间T

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。