一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng),所述方法包括實時獲取心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至磁共振掃描序列；所述磁共振掃描序列根據(jù)所述判斷的結(jié)果執(zhí)行相應(yīng)的采集方法；本發(fā)明通過實時判斷心臟搏動狀態(tài)，并在采集k空間的相位編碼步時根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)對較強的高階流動效應(yīng)進行規(guī)避，從而能最大限度地降低高階流動效應(yīng)的影響。此外，由于相位編碼總步數(shù)并沒有改變，使用本發(fā)明的磁共振數(shù)據(jù)采集方法不會改變序列磁共振數(shù)據(jù)采集的總時間。本發(fā)明實時性好，靈活度高，效果顯著，具備較高的實用價值。
【專利說明】
一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及磁共振掃描技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，核磁共振掃描技術(shù)作為一項重要的影像檢查技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，具體的應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于:動脈成像(MR Ang1graphy ,MRA)、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)、相位對比MRA(phase contrast MRA1PC MRA)、流速編碼測量血流(velocity encoding blood flow imaging)、流動補償相位成像和頸部血管成像等，然而，人體血液的流動效應(yīng)會對核磁共振掃描結(jié)果產(chǎn)生不良的影響，造成掃描圖像失真。
[0003]這種流動效應(yīng)會對多種掃描序列造成不良影響，所述掃描序列包括但不限于:梯度回波(gradient echo)、自旋回波(spin echo)、穩(wěn)態(tài)自由進動掃描(steady state freeprocessing，SSFP)等，這種不良影響主要是對單回波序列或者回波數(shù)較少的序列影響較大。比如，在梯度回波相位圖中，由于動脈在其彎曲處的局部血流運動具有向心加速度，因此產(chǎn)生高階流動效應(yīng)，會使得局部相位產(chǎn)生明顯變化。
[0004]當(dāng)前流動補償技術(shù)由于序列設(shè)計上的限制，只能有效地對一階流動效應(yīng)，即恒定流速的血流進行補償，但無法有效補償高階的流動效應(yīng)(有加速度的血流)，而高階流動效應(yīng)將在掃描序列的相位圖上產(chǎn)生流動相關(guān)的額外相位，并在幅值圖上產(chǎn)生信號散相衰減效應(yīng)，此外，這種高階的流動效應(yīng)還會造成掃描成像中出現(xiàn)運動偽影。
[0005]當(dāng)前降低高階流動效應(yīng)的方法主要包括:
[0006](I)使用短回波時間TE。各階流動效應(yīng)實際效果就是對信號造成額外的相位變化，而此相位變化均與TE成正比。使用短回波時間TE能夠使得流動效應(yīng)的發(fā)展時間短而不能造成明顯的信號相位變化，可以有效降低各階的流動效應(yīng)，此方法對掃描參數(shù)及圖像對比度的設(shè)定等會帶來很大的限制，此外仍然會有一定的流動效應(yīng)殘余；
[0007](2)使用復(fù)雜的高階流動補償梯度設(shè)計，從而令補償梯度總體的二階積分(加速度)或三階積分(律動)為零，這從數(shù)學(xué)上是可以完全去除相應(yīng)階數(shù)的流動效應(yīng)的，但這類高階流動補償梯度設(shè)計往往非常復(fù)雜并且占用較長的掃描時間，而且由于硬件和系統(tǒng)本身的不完美因素，實際上是不實用的。
[0008]綜上所述，目前沒有實際可行的能有效而靈活地降低高階流動效應(yīng)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng)，本發(fā)明通過動態(tài)判斷心臟搏動狀態(tài)，根據(jù)不同的心臟搏動狀態(tài)采用不同的數(shù)據(jù)采集方法，通過改變磁共振掃描序列中相位編碼步采集順序，進而有效降低高階流動效應(yīng)至可忽略的程度。
[0010]本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
[0011]S1、實時獲取心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至磁共振掃描序列；
[0012]S2、所述磁共振掃描序列根據(jù)所述判斷的結(jié)果進行磁共振數(shù)據(jù)采集；
[0013]所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括:若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集，若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。優(yōu)選的，SI中包括通過心電信號的實時處理判斷心跳收縮期或心跳舒張期的起止時刻。
[0014]優(yōu)選的，SI包括以下步驟:
[0015]S11、實時采集心電信號并根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號；
[0016]S12、所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。
[0017]優(yōu)選的，Sll包括在所述心電信號的QRS波段的起止時刻給出相應(yīng)的觸發(fā)信號。所述心電信號QRS波段表征左右心室興奮過程的電變化，所述QRS波段的Q點和S點分別作為心臟收縮期和舒張期的起始點。
[0018]優(yōu)選的，S2包括在采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。
[0019]優(yōu)選的，S2中包括采用方形螺旋方法或中心往外邊緣向內(nèi)方法采集磁共振數(shù)據(jù)。
[0020]優(yōu)選的，在磁共振掃描協(xié)議中預(yù)設(shè)要采集的相位編碼總步數(shù)，當(dāng)掃描步數(shù)達到所述掃描協(xié)議中的預(yù)設(shè)值時，掃描完畢。
[0021 ]優(yōu)選的，所述磁共振數(shù)據(jù)采集方法用于二維或三維的k空間的數(shù)據(jù)采集。
[0022]—種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和主控計算機，所述掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和所述主控計算機通訊，
[0023]所述監(jiān)測設(shè)備用于實時監(jiān)測心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至主控計算機；
[0024]所述掃描設(shè)備用于響應(yīng)主控計算機發(fā)出的掃描指令，進行磁共振數(shù)據(jù)采集，并將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給主控計算機，所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括:
[0025]若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集;若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。
[0026]優(yōu)選的，所述監(jiān)測設(shè)備包括采集單元和觸發(fā)單元，
[0027]所述采集單元用于實時采集心電信號，所述觸發(fā)單元根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。
[0028]優(yōu)選的，所述掃描設(shè)備采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]本發(fā)明提供了一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法及磁共振成像系統(tǒng)，本發(fā)明通過實時判斷心臟搏動狀態(tài)，并在采集k空間的相位編碼步時根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)對高階流動效應(yīng)進行規(guī)避，從而能最大限度地降低高階流動效應(yīng)的影響。此外，由于相位編碼總步數(shù)并沒有改變，使用本發(fā)明的磁共振數(shù)據(jù)采集方法也不會改變序列磁共振數(shù)據(jù)采集的總時間。本發(fā)明實時性好，靈活度高，效果顯著，具備較高的實用價值。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是第一個實施例流程圖；
[0032]圖2是第一個實施例心電信號監(jiān)測與MR掃描時刻示意圖；
[0033]圖3是第三個實施例磁共振成像系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0035]在一個實施例中，如圖1所示，一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
[0036]S1、實時獲取心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至磁共振掃描序列；
[0037]S2、所述磁共振掃描序列根據(jù)所述判斷的結(jié)果進行磁共振數(shù)據(jù)采集；
[0038]所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括:若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集，若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。
[0039]k空間的相位編碼，從一個邊緣到另一個邊緣，其編碼號一般為-Ν+1->0->Ν，0就對應(yīng)著k空間中心，編碼號絕對值越大越靠近邊緣。心臟舒張期和收縮期是交替呈現(xiàn)的，所述采集相位編碼步的方法，即k空間的相位編碼線的填充順序，隨心臟的不同狀態(tài)而改變，在心臟收縮期從邊緣向中心填充，在心臟舒張期從中心向邊緣填充。
[0040]SI中包括通過心電信號的實時處理判斷心跳收縮期或心跳舒張期的起止時刻，包括以下步驟:
[0041]S11、實時采集心電信號并根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號；
[0042]S12、所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。
[0043 ] Sll包括在所述心電信號的QRS波段的起止時刻給出相應(yīng)的觸發(fā)信號。
[0044]具體地，所述心臟搏動狀態(tài)參量包括兩個值，分別為O和I，其中O為心跳舒張期，I為心跳收縮期。本實施例中，使用心電圖記錄心臟興奮的發(fā)生、傳播及恢復(fù)過程，并根據(jù)心電信號給出觸發(fā)信號。在心電圖中，QRS波段表征左右心室興奮過程的電變化，S卩Q、R、S信號之間的時間為心跳收縮期，T、P信號之間的時間為心跳舒張期，Q點和S點的觸發(fā)信號可以用來界定心跳收縮期和心跳舒張期的起始點，在Q點和S點給出觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，如Q點心臟搏動狀態(tài)參量變?yōu)镮，S點心臟搏動狀態(tài)變?yōu)镺。
[0045]S2包括在采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。本實施例中通過MR掃描序列采集相位編碼步，具體地，所述MR掃描序列中采集磁共振數(shù)據(jù)的方法為方形螺旋(square spiral)方法，即k空間的相位編碼線使用方形螺旋方法進行填充。
[0046]具體地，觸發(fā)信號對所述心臟搏動狀態(tài)參量的改變和MR掃描序列進行掃描這兩個操作是在不同的計算機進程進行的，互相獨立，互不干擾。如圖2所示，ECG信號監(jiān)測與MR序列掃描為獨立的進程，分別以ECG和PE index表示。每一次Q或者S的觸發(fā)信號到達，就會相應(yīng)地改變所述心臟搏動狀態(tài)參量的值;另一方面，MR掃描序列的磁共振數(shù)據(jù)采集仍然是連續(xù)地進行，在每一次掃描前先查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，后根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定接下來具體要采集的相位編碼步。圖2中PE index的數(shù)值由示意線的灰度表示，淺色的表示PE index靠近k空間邊緣，深色的表示PE index靠近k空間中心。
[0047]觸發(fā)信號對心臟搏動狀態(tài)參量的改變、MR掃描序列判斷心臟搏動狀態(tài)參量值以設(shè)定相位編碼步，這兩個操作是互相獨立的。大部分情況將是，觸發(fā)信號在某個相位編碼步正在掃描的時候到達，改變了心臟搏動狀態(tài)參量值;當(dāng)前相位編碼步的掃描將繼續(xù)完成，但下一個相位編碼步的掃描將根據(jù)心臟搏動狀態(tài)參量的新值來確定。因此掃描上仍然是繼續(xù)的，不會有任何延時，只不過相位編碼步的實現(xiàn)順序會根據(jù)心臟搏動狀態(tài)參量的變化而動態(tài)改變。
[0048]在磁共振掃描協(xié)議中預(yù)設(shè)要采集的相位編碼總步數(shù)，當(dāng)掃描步數(shù)達到所述掃描協(xié)議中的預(yù)設(shè)值時，掃描完畢，本實施例中設(shè)置一個計數(shù)變量，每掃描一個相位編碼步就加I，當(dāng)所述計數(shù)變量值等于相位編碼總步數(shù)時便可確認采集完畢。因為相位編碼總步數(shù)與掃描一個相位編碼步的重復(fù)時間都沒有改變，使用本磁共振數(shù)據(jù)采集方法不會改變序列掃描的總時間。
[0049]第二個實施例，與第一個實施例的區(qū)別在于:
[0050]使用脈搏血氧儀實時監(jiān)測心電信號，并根據(jù)所述所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。
[0051 ]通過MR掃描序列采集相位編碼步，具體地，所述MR掃描序列中采集磁共振數(shù)據(jù)的方法為中心往外邊緣向內(nèi)方法(center-out-edge-1n)，即k空間的相位編碼線使用中心往外邊緣向內(nèi)方法(center-out-edge-1n)進行填充。
[0052]第三個實施例，如圖3所示，一種磁共振成像系統(tǒng)，包括掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和主控計算機，所述掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和所述主控計算機通訊，
[0053]所述監(jiān)測設(shè)備用于實時監(jiān)測心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至主控計算機；
[0054]所述掃描設(shè)備用于響應(yīng)主控計算機發(fā)出的掃描指令，進行磁共振數(shù)據(jù)采集，并將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給主控計算機，所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括:
[0055]若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集;若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。
[0056]具體地，所述監(jiān)測設(shè)備包括采集單元和觸發(fā)單元，
[0057]所述采集單元用于實時采集心電信號，所述觸發(fā)單元根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。
[0058]具體地，所述掃描設(shè)備采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。
[0059]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、實時獲取心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至磁共振掃描序列； 52、所述磁共振掃描序列根據(jù)所述判斷的結(jié)果進行磁共振數(shù)據(jù)采集;所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括:若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集，若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，SI中包括通過心電信號的實時處理判斷心跳收縮期或心跳舒張期的起止時刻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，SI包括以下步驟: 511、實時采集心電信號并根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號； 512、所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，Sll包括在所述心電信號的QRS波段的起止時刻給出相應(yīng)的觸發(fā)信號。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，S2包括在采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，S2中包括采用方形螺旋方法或中心往外邊緣向內(nèi)方法采集磁共振數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，在磁共振掃描協(xié)議中預(yù)設(shè)要采集的相位編碼總步數(shù)，當(dāng)掃描步數(shù)達到所述掃描協(xié)議中的預(yù)設(shè)值時，掃描完畢。8.一種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，包括掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和主控計算機，所述掃描設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備和所述主控計算機通訊， 所述監(jiān)測設(shè)備用于實時監(jiān)測心電信號，判斷心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期，并將判斷的結(jié)果傳輸至主控計算機； 所述掃描設(shè)備用于響應(yīng)主控計算機發(fā)出的掃描指令，進行磁共振數(shù)據(jù)采集，并將所采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給主控計算機，所述磁共振數(shù)據(jù)采集包括: 若心臟處于心跳收縮期，沿相位編碼方向，由k空間邊緣向中心進行數(shù)據(jù)采集;若心臟處于心跳舒張期，由k空間中心向邊緣進行數(shù)據(jù)采集。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測設(shè)備包括采集單元和觸發(fā)單元， 所述采集單元用于實時采集心電信號，所述觸發(fā)單元根據(jù)所述心電信號給出相應(yīng)的觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號改變心臟搏動狀態(tài)參量，所述心臟搏動狀態(tài)參量用于表征心臟處于心跳收縮期或心跳舒張期。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種磁共振成像系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描設(shè)備采集每個相位編碼步前查詢所述心臟搏動狀態(tài)參量的值，并根據(jù)所述心臟搏動狀態(tài)參量的值確定下一個要采集的相位編碼步。
【文檔編號】A61B5/055GK105997075SQ201610278139
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】葉永泉
【申請人】上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司