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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410841437.8 (22)申请日 2014.12.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104545918 A (43)申请公布日 2015.04.29 (73)专利权人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大 学城学苑大道1068号 (72)发明人 苏适 谢国喜 张晓咏 史彩云 李德彪 樊昭阳 郑海荣 刘新 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 贾磊 (51)Int.Cl. A6。
2、1B 5/055(2006.01) 审查员 陈飞 (54)发明名称 非对比增强磁共振静脉造影成像方法 (57)摘要 本发明提供了一种非对比增强磁共振静脉 造影成像方法， 所述成像方法包含： 通过结合章 动交互延迟的特定激发模块和平衡稳态自由旋 进序列， 对图像进行采集， 获得动脉血管和静脉 血管均受到抑制的图像； 通过结合运动敏感致平 衡模块和平衡稳态自由旋进序列， 对图像进行采 集， 得到动脉血管受到抑制的图像； 将获得的动 脉血管受到抑制的图像减影动脉血管和静脉血 管均受到抑制的图像， 获得静脉血管图像。 以此， 获得血管周围组织和动脉血管均受到抑制、 而静 脉血管得到突显的图像。 权利要。
3、求书1页 说明书5页 附图4页 CN 104545918 B 2017.06.09 CN 104545918 B 1.一种非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 其特征在于， 所述成像方法包含： 通过结合章动交互延迟的特定激发模块和平衡稳态自由旋进序列， 对图像进行采集， 获得动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像； 通过结合运动敏感致平衡模块和平衡稳态自由旋进序列， 对图像进行采集， 得到动脉 血管受到抑制的图像； 将获得的动脉血管受到抑制的图像减影动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像， 获得 静脉血管图像； 所述运动敏感致平衡模块和平衡稳态自由旋进序列之间还包含： 在运动敏感致平衡模块后加上损毁梯度。
4、， 对信号图像中的横向磁化矢量进行散相处 理； 采用平衡稳态自由旋进序列对散相处理后的信号图像进行读出。 2.根据权利要求1所述的非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 其特征在于， 所述章动 交互延迟的特定激发方法和平衡稳态自由旋进序列之间还包含： 在章动交互延迟的特定激发模块后加上损毁梯度， 对信号图像中的横向磁化矢量进行 散相处理； 采用平衡稳态自由旋进序列对散相处理后的信号图像进行读出。 3.根据权利要求2所述的非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 其特征在于， 所述损毁 梯度和平衡稳态自由旋进序列之间还包含： 在损毁梯度后加上脂肪抑制模块， 进一步抑制 来自脂肪的信号； 采用平衡稳态自由旋。
5、进序列对抑制掉脂肪信号后的信号图像进行读出。 4.根据权利要求1所述的非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 其特征在于， 所述损毁 梯度和平衡稳态自由旋进序列之间还包含： 在损毁梯度后加上脂肪抑制模块， 进一步抑制 来自脂肪的信号； 采用平衡稳态自由旋进序列对抑制掉脂肪信号后的信号图像进行读出。 5.根据权利要求1所述的非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 其特征在于， 所述将获 得的动脉血管受到抑制的图像减影动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像包含： 将获得的 动脉血管受到抑制的图像与所述动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像直接进行减影， 在 减影过程中， 两幅图像所共同包含的静态组织特征和动脉血管。
6、特征得到消除， 保留静脉血 管图像。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104545918 B 2 非对比增强磁共振静脉造影成像方法 技术领域 0001 本发明涉及磁共振成像领域， 尤指一种非对比增强磁共振静脉造影成像方法。 背景技术 0002 磁共振血管造影成像可以分为两大类， 根据在成像过程中是否使用对比剂， 可分 为对比增强磁共振血管造影成像以及非对比增强磁共振血管造影成像。 对比增强磁共振血 管造影成像通过对比剂的使用(如钆)， 拥有对血管狭窄程度的显示比较真实、 对血管腔的 显示更为可靠以及通过一次注射可以显示多部位的动脉静脉等优点， 然而， 近年来的研究 表明， 在对比增强。
7、磁共振血管造影成像中所使用的钆对比剂可能导致严重的不良反应， 如 肾源性系统性纤维化， 并且对比剂昂贵的价格使得对比增强磁共振血管造影成像的成本过 高， 与此同时， 磁共振硬件和软件的进步使得非对比增强磁共振血管造影成像技术发展迅 速， 也使得非对比增强磁共振血管造影成像技术成为目前的研究热点。 0003 血管中血液的流动使得血液中受激发的自旋散像更快， 使得血管中血液的信号强 度同周围静态组织的信号强度产生差别， 该特性使得非对比增强磁共振血管造影成像成为 可能。 0004 目前， 非对比增强磁共振静脉血管造影成像通过将仅动脉血管受到抑制的图像减 影动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像而实现。。
8、 在众多抑制血管中血液信号的方法中， 已有研究者使用运动敏感致平衡(MSDE,motion-sensitized driven equilibrium)方法或 在血流流入方向添加饱和带的方式抑制动(静)脉血流来实现静脉血管造影成像。 运动敏感 致平衡(MSDE)方法对血液的流动速度较为敏感， 当血流速度较慢时， 难以完全抑制血液的 信号， 这使得该方法不能很好的抑制静脉血流的信号； 而添加饱和带的方法对血流速度和 层厚之间的平衡要求非常高， 导致其在三维成像中难以取得高质量的多层黑血图像； 因此， 利用该方法对静脉血管中血液的信号进行抑制效果不佳， 导致减影后所得图像不能很好的 突出静脉血管的。
9、特征。 发明内容 0005 本发明目的在于提供一种非对比增强磁共振静脉血管成像方法， 通过该方法能够 很好的突显静脉血管的特征， 同时抑制静态组织和动脉血管的特征。 0006 为达上述目的， 本发明具体提供一种非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 所述 成像方法包含： 通过结合章动交互延迟的特定激发(DANTE,delay alternating with nutation for tailored excitation)模块和平衡稳态自由旋进序列(bSSFP， balanced steady-state free precession)， 对图像进行采集， 获得动脉血管和静脉血管均受到抑制 的。
10、图像； 通过结合运动敏感致平衡模块和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列， 对图像进行采 集， 得到动脉血管受到抑制的图像； 将获得的动脉血管受到抑制的图像减影动脉血管和静 脉血管均受到抑制的图像， 获得静脉血管图像。 0007 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述章动交互延迟的特定激发 说 明 书 1/5 页 3 CN 104545918 B 3 (DANTE)模块和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列之间还包含： 在章动交互延迟的特定激发 (DANTE)模块后加上损毁梯度， 对信号图像中的横向磁化矢量进行散相处理； 采用平衡稳态 自由旋进(bSSFP)序列对散相处理后的信号图像进行。
11、读出。 0008 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述损毁梯度和平衡稳态自由旋 进(bSSFP)序列之间还包含： 在损毁梯度后加上脂肪抑制方法， 进一步抑制脂肪的信号； 采 用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对抑制掉脂肪信号后的信号图像进行读出。 0009 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述运动敏感致平衡(MSDE)模块 和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列之间还包含： 在运动敏感致平衡(MSDE)模块后加上损毁 梯度， 对信号图像中的横向磁化矢量进行散相处理； 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对 散相处理后的信号图像进行读出。 0010 在上述非对比增强磁共。
12、振静脉造影成像方法中， 所述损毁梯度和平衡稳态自由旋 进(bSSFP)序列之间还包含： 在损毁梯度处理后加上脂肪抑制模块， 进一步抑制脂肪的信 号； 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对抑制掉脂肪信号和动脉血管信号的图像进行读 出。 0011 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述将获得的动脉血管受到抑制 的图像减影动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像包含： 将获得的动脉血管受到抑制的图 像与所述动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像直接进行减影， 在减影过程中， 两幅图像 所共同包含的静态组织特征和动脉血管特征得到消除， 仅留下静脉血管。 0012 本发明的有益技术效果在于： 通过减。
13、影所得到的图像中静脉血管的特征明显， 能 够获得高质量的磁共振静脉图像； 对血流速度和层厚之间的平衡要求不高， 能够更方便的 在三维成像中取得高质量的静脉图像。 附图说明 0013 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 并不 构成对本发明的限定。 在附图中： 0014 图1为本发明所提供的非对比增强磁共振静脉造影成像方法流程图； 0015 图2为章动交互延迟的特定激发(DANTE)模块序列图； 0016 图3为章动交互延迟的特定激发(DANTE)模块和平衡稳态自由旋进(bSSFP)扫描序 列图； 0017 图4为运动敏感致平衡(MSDE)模块序列图； 0018 。
14、图5为运动敏感致平衡(MSDE)模块和平衡稳态自由旋进(bSSFP)扫描序列图； 0019 图6为运动敏感致平衡(MSDE)扫描图像减影章动交互延迟的特定激发(DANTE)扫 描图像示意图； 0020 图7A为本发明所提供方法获得的腿部纵向面静脉血管图像； 0021 图7B为运动敏感致平衡(MSDE)方法获得的腿部纵向面静脉血管图像； 0022 图7C为利用运动敏感致平衡(MSDE)方法获得的横向抑制动脉血管图像； 0023 图7D为利用章动交互延迟的特定激发(DANTE)方法获得的横向抑制动脉血管和静 脉血管图像； 0024 图7E为利用运动敏感致平衡(MSDE)方法获得的横向抑制动脉血管和。
15、静脉血管图 说 明 书 2/5 页 4 CN 104545918 B 4 像。 具体实施方式 0025 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施例和附 图， 对本发明做进一步详细说明。 在此， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。 0026 请参考图1所示， 本发明具体提供一种非对比增强磁共振静脉造影成像方法， 所述 成像方法包含： S101通过结合章动交互延迟的特定激发(DANTE)模块和平衡稳态自由旋进 (bSSFP)序列， 对图像进行采集， 获得动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像； S102通过结 合运动敏感致平衡(MSDE。
16、)模块和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列， 对图像进行采集， 得到动 脉血管受到抑制的图像； S103将获得的动脉血管受到抑制的图像减影动脉血管和静脉血管 均受到抑制的图像， 获得静脉血管图像。 该静脉血管图像为静态组织和动脉血管均受到抑 制的图像， 因此较现有技术来讲， 更为清晰准确。 0027 本申请中所扫描的部位是静止的， 因此， 在通常情况下， 通过不同方法获得的两幅 图像中所包含的特征在两幅图像中的位置是相同的， 减影之后便不会出现空隙。 如果出现 两幅图像中的特征在位置上发生偏差的情况， 可以通过图像配准的方法进行处理， 在此， 不 再详述。 0028 在上述步骤S101中结合章。
17、动交互延迟的特定激发模块 (DANTE ,delay alternating with nutation for tailored excitation)是一种抑制血管中流动血液信 号的方法， 其拥有对血管中血液信号抑制效果好、 对血流速度不敏感等优点， 但是， 其不能 够选择性的抑制动脉血管或者静脉血管的信号。 章动交互延迟的特定激发(DANTE)方法通 过施加一系列非选择性的小角度射频脉冲， 同时在每个射频脉冲之间穿插方向相同、 面积 相等的梯度脉冲， 能够使静态组织和血液中的自旋沿梯度方向拥有相位增加量， 该方法的 序列结构如下图2所示。 0029 请参考图2所示， 对静态组织中的自旋而。
18、言， 任意自旋所处磁场的强度在幅值恒定 的梯度场中是不变的， 因此， 静态组织中自旋的相位沿梯度方向的变化是线性的， 具有线性 相关性； 对于动脉血管和静脉血管来说， 由于血管中的血液具有流动性， 因此， 在不同时刻， 血液中的同一自旋所处磁场的强度是变化的， 从而导致血液中自旋的相位沿梯度方向的变 化是非线性的， 不具有线性相关性， 且血液中自旋沿梯度方向的相位增加量同血液的流动 速度有关。 若假定血液流速为一常数v， 在时间t时， 自旋所处的位置满足X(t)X0+vt， 则在 第(n-1)和第n个射频脉冲之间自旋的相位增加量满足如下公式： 0030 0031 其中， (n)为自旋的相位在第。
19、(n-1)和第n个射频脉冲之间的增加量， G为梯度脉 冲的幅值， 为旋磁比， tD为连续两个射频脉冲的间隔时间。 根据该原理， 章动交互延迟的 特定激发(DANTE)方法能够将动脉血管和静脉血管中血液的信号抑制掉， 同时保留周围静 态组织的信号。 0032 在上述步骤S102中， 运动敏感致平衡(MSDE ,motion-sensitized driven equilibrium)模块同样可以用来对血管中血流信号进行抑制， 该方法由在X轴正方向、 Y轴 说 明 书 3/5 页 5 CN 104545918 B 5 正方向和X轴负方向先后分别施加的非选择性的90 、 180 和90 射频脉冲， 。
20、以及每个射频脉 冲之间所施加的运动敏感梯度(MSGs,motion sensitization gradients)组成， 该序列的 结构如下图4所示。 0033 由于动脉血管和静脉血管中血液的流动性， 血液中的自旋在不同时刻处在不一样 的磁场强度之中， 从而导致血液中自旋的相位同血管周围静态组织的相位产生差别， 在非 选择性90 、 180 和90 射频脉冲的连续作用下， 静态组织中的自旋在运动敏感致平衡 (MSDE)方法之后完全回聚， 而血液中的自旋仍处在失相状态， 因此， 在读取信号时静态组织 的信号强于动脉血管和静脉血管中血液的信号， 从而达到抑制血管中血流信号的效果。 然 而， 运动。
21、敏感致平衡(MSDE)对血液的流动速度较为敏感， 在实际情况下， 静脉血管中血液流 动的速度远慢于动脉血管中血液的流动速度， 使得静脉血管中自旋的散像效果不够明显， 从而导致运动敏感致平衡(MSDE)方法对静脉血管中血液的信号的抑制效果不够明显， 在图 像中表现为静脉血管的高信号。 0034 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述章动交互延迟的特定激发 (DANTE)方法和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列之间还包含： 在章动交互延迟的特定激发 (DANTE)方法后加上损毁梯度， 对信号图像中的横向磁化矢量进行散相处理， 即对不需要的 横向磁化矢量进行散相， 留下需要的纵向磁化矢量；。
22、 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对 散相处理后的信号图像进行读出。 0035 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述损毁梯度处理和平衡稳态自 由旋进(bSSFP)序列之间还包含： 在损毁梯度后加上脂肪抑制模块， 进一步抑制脂肪的信 号； 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对抑制掉脂肪信号后的信号图像进行读出。 0036 在章动交互延迟的特定激发(DANTE)方法后加上损毁梯度和脂肪抑制方法， 可以 将动脉血管、 静脉血管和脂肪的信号完全的抑制掉。 随后， 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP) 序列对信号进行读出， 该过程的序列结构如下图3所示。 0037 在上述非对比增强磁。
23、共振静脉造影成像方法中， 所述运动敏感致平衡(MSDE)模块 和平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列之间还包含： 在运动敏感致平衡(MSDE)方法后加上损毁 梯度， 对信号图像中的横向磁化矢量进行散相处理， 即对不需要的横向磁化矢量进行散相， 留下需要的纵向磁化矢量； 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对散相处理后的信号图像 进行读出。 0038 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述损毁梯度和平衡稳态自由旋 进(bSSFP)序列之间还包含： 在损毁梯度处理后加上脂肪抑制模块， 进一步抑制脂肪的信 号； 采用平衡稳态自由旋进(bSSFP)序列对抑制掉脂肪信号后的信号图像进行读出。 。
24、同样， 在运动敏感致平衡(MSDE)方法之后加上损毁梯度和脂肪抑制抑制模块， 能够将动脉血管和 脂肪的信号完全抑制， 同时保留了周围静态组织和静脉血管的信号。 该过程的序列结构如 下图5所示。 0039 在上述非对比增强磁共振静脉造影成像方法中， 所述将获得的动脉血管受到抑制 的图像减影动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像包含： 将获得的动脉血管受到抑制的图 像与所述动脉血管和静脉血管均受到抑制的图像直接进行减影， 在减影过程中， 两幅图像 所共同包含的静态组织特征和动脉血管特征得到消除， 仅留下静脉血管。 0040 在上述实施例中， 章动交互延迟的特定激发(DANTE)和平衡稳态自由旋进(bS。
25、SFP) 说 明 书 4/5 页 6 CN 104545918 B 6 扫描所得图像为动脉血管和静脉血管均受到抑制、 而保留静态组织的图像， 运动敏感致平 衡(MSDE)和平衡稳态自由旋进(bSSFP)扫描所得图像为动脉血管受到抑制、 但保留静脉血 管和静态组织的图像， 将运动敏感致平衡(MSDE)扫描所得图像减影章动交互延迟的特定激 发(DANTE)扫描所得图像， 便可得到动脉血管和静态组织受到抑制， 而静脉血管得到保留的 图像， 该过程的示意图如下图6所示。 0041 本发明在3T磁共振系统(MAGNETOM Trio,Siemens,Germany)上对进行了初步验 证， 证实了本发明的。
26、可行性(如下图7A到图7E所示)。 相比于原有的仅用运动敏感致平衡 (MSDE)抑制动静脉血管信号的方法， 本发明提出的方法可以得到更好的图像质量。 0042 其中， 图7A为本发明对腿部沿纵向的扫描结果， 图7B为仅用运动敏感致平衡 (MSDE)扫描减影所得的对比图像， 从图7A和图7B中可以看到， 本发明所得图像中静脉特征 明显优于仅用运动敏感致平衡(MSDE)扫描减影所得图像(如箭头所示)。 图7C、 图7D和图7E 分别为利用运动敏感致平衡(MSDE)方法抑制动脉血管、 章动交互延迟的特定激发(DANTE) 方法抑制动脉血管和静脉血管以及运动敏感致平衡(MSDE)方法抑制动脉血管和静脉。
27、血管 所得的腿部横截面图像， 从图中可以看到， 相对于运动敏感致平衡(MSDE)方法， 章动交互延 迟的特定激发(DANTE)方法更好的抑制了血流速度较慢的静脉血管信号(如箭头所示)， 因 此， 该实验结果也证明了本发明利用运动敏感致平衡(MSDE)扫描减影和章动交互延迟的特 定激发(DANTE)扫描减影所得静脉血管图像优于仅用运动敏感致平衡(MSDE)扫描减影所得 的图像。 0043 以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本 发明的保护范围之内。 说 明 书 5/5 页 7 CN 104545918 B 7 图1 图2 图3 说 明 书 附 图 1/4 页 8 CN 104545918 B 8 图4 图5 图6 说 明 书 附 图 2/4 页 9 CN 104545918 B 9 图7A 图7B 图7C 图7D 说 明 书 附 图 3/4 页 10 CN 104545918 B 10 图7E 说 明 书 附 图 4/4 页 11 CN 104545918 B 11 。