CN112834969A - 兔、猴肝脏水/脂肪分离mri成像的方法、计算方法 - Google Patents

兔、猴肝脏水/脂肪分离mri成像的方法、计算方法 Download PDF

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刘书龙
邢柳柳
周业民
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Abstract

本发明公开了兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法、计算方法；属于磁共振成像技术领域；其技术要点在于：包括以下步骤：S1,第一次图像采集；S2,第二次图像采集；S3,分离水像和脂肪像。采用本申请的兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法、计算方法，能够有效的评价兔、猴肝脏的PDFF。

Description

兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法、计算方法
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，更具体地说，尤其涉及兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法、计算方法。
背景技术
采用MRI(Magnetic Resonance Imaging)（磁共振成像）水脂分离技术可获得组织的PDFF(Proton density fat fraction)（质子密度脂肪分数）。
从文献1：杨逸铭, 刘玉品, 周懂晶, et al. 3.0T MRI PDFF和IP-OP对脂肪肝定量评估的价值[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020(4)，可知： PDFF均是评估肝脏脂肪的重要定量生物标志物，PDFF=组织内甘油三酯的质子密度/甘油三酯和水中总质子密度。在消除所有的相关影响因素情况下，组织的PDFF就相当于其脂肪分数。由于PDFF能够准确反映肝脏脂肪性病变的存在及其程度大小，因此被用作临床上对非酒精性脂肪肝等疾病检测的诊断和分期。
动物模型（例如：兔、猴）是评价药物效果的常用工具。然而，现有技术中，均是研究人的PDFF如何计算及分析。而对于兔、猴肝脏MRI-PDFF如何计算、如何分析（分离兔、猴肝脏的水像/脂肪像是求解PDFF的基础）则没有相关的研究。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法。
本发明的另一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种兔、猴肝脏MRI-PFDD的计算方法。
一种兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，采用Dixon计算方法，利用水质子和脂肪质子拉莫尔频率差：通过调节回波时间TE作两次采集， 第一次采集使得这两种成份的横向磁化强度矢量同相位 (in phase)，得到水和脂肪的加和像；第二次采集使它们的相位相反(out of phase) 以得到其差像；
包括以下步骤：
S1, 第一次图像采集：
第一幅图像采集时， 180°RF脉冲位于TE/2 时刻 ，是传统的SE采集； 在信号读出的TE时刻，由于自旋回波和梯度回波重合，体元内水、脂质子磁化强度矢量平行，即水、脂信号相加，得到的是水与脂肪的和像：S1=W+F ( W表示水像，F表示脂肪像)；
S2, 第二次图像采集：
第二幅图像采集时，把180°RF脉冲的位置调到TE/2-T时刻 ，其中T= l/(4σv ) ，σv是水、脂化学位移频率差，则在 TE-2T时刻，体元内以不同频率进动的静止自旋的相散都将得到补偿，形成SE回波，此时水、脂质子磁化强度矢量同向，但不采集回波；再经过 2T=1/(2σv )的时间， 即在TE时刻，体元内水、脂质子磁化强度矢量反向， 即水、脂信号相减 ，此时沿梯度方向体元内的所有位置都是水与脂肪的差信号；采集该回波所得图像是水与脂的差像 ：S2=W–F。
S3, 分离水像和脂肪像：
对“和 ”像和“差” 像进行加减运算，能够分离出单独的水像和脂肪像；
对得到的和像与差像数据进行如下处理，可分别得到纯水像W和纯脂肪像F:W=(S1+S2)/2，F=(S1-S2)/2。
一种兔、猴肝脏MRI-PFDD的计算方法，包括如下步骤：
第一步: 将测试水膜放入线圈中进行扫描，确认扫描图像无明显伪影，方可进行检查扫描；
其中的，扫描图像包括：成像方向为冠状面、矢状面、横断面的图像；
第二步， 对兔、猴肝脏进行扫描；
第三步，采用前述的兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，对水像和脂肪像进行分离；
第四步，基于第三步得到的分离后的水像和脂肪像计算PDFF。
本申请的优点在于：
第一，本申请给出了一种新的兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，能够更好的分离肝脏的水像和脂肪像；在图像A中采集的是水脂同相信号所成的像，这是标准的SE图像，即在RF回波TE时刻油和水质子磁化强度矢量平行。在B中采集的是水脂反相图像，通过把180°再聚焦脉冲移前T= 1/(4σv )时间，在（TE-2T）时间产生水脂同相位的自旋回波，而在TE时间是水脂相差π角的梯度回波，用此回波成的像是水脂反相图像。。
第二，本申请给出了一种新的兔、猴肝脏MRI-PFDD的计算方法，采用前述兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，能够更为准确的计算PDFF。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是预扫描中成像方向为冠状面的示意图。
图2是预扫描中成像方向为矢状面的示意图。
图3是预扫描中成像方向为横断面的示意图。
图4是猴肝脏的MRI扫描示意图。
图5是猴肝脏的另一张MRI扫描示意图。
图6是兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法的流程图。
具体实施方式
实施例1，兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，采用Dixon计算方法，利用水质子和脂肪质子拉莫尔频率差：通过调节回波时间TE作两次采集， 第一次采集使得这两种成份的横向磁化强度矢量同相位 (in phase)，得到水和脂肪的加和像；第二次采集使它们的相位相反(out of phase) 以得到其差像；
包括以下步骤：
S1, 第一次图像采集：
第一幅图像采集时， 180°RF脉冲位于TE/2 时刻 ，是传统的SE采集； 在信号读出的TE时刻，由于自旋回波和梯度回波重合，体元内水、脂质子磁化强度矢量平行，即水、脂信号相加，得到的是水与脂肪的和像：S1=W+F ( W表示水像，F表示脂肪像)；
S2, 第二次图像采集：
第二幅图像采集时，把180°RF脉冲的位置调到TE/2-T时刻 ，其中T= l/(4σv ) ，σv是水、脂化学位移频率差，则在 TE-2T时刻，体元内以不同频率进动的静止自旋的相散都将得到补偿，形成SE回波，此时水、脂质子磁化强度矢量同向，但不采集回波；再经过 2T=1/(2σv )的时间， 即在TE时刻，体元内水、脂质子磁化强度矢量反向， 即水、脂信号相减 ，此时沿梯度方向体元内的所有位置都是水与脂肪的差信号；采集该回波所得图像是水与脂的差像 ：S2=W–F。
S3, 分离水像和脂肪像：
对“和 ”像和“差” 像进行加减运算，能够分离出单独的水像和脂肪像；
对得到的和像与差像数据进行如下处理，可分别得到纯水像W和纯脂肪像F:W=(S1+S2)/2，F=(S1-S2)/2。
上述方法，更具体的分析是：在图像A中采集的是水脂同相信号所成的像，这是标准的SE图像，即在RF回波TE时刻油和水质子磁化强度矢量平行。在B中采集的是水脂反相图像，通过把180°再聚焦脉冲移前T= 1/(4σv )时间，在（TE-2T）时间产生水脂同相位的自旋回波，而在TE时间是水脂相差π角的梯度回波，用此回波成的像是水脂反相图像。
一种兔、猴肝脏MRI-PFDD的计算方法，包括如下步骤：
第一步: 将测试水膜放入线圈中进行扫描，确认扫描图像无明显伪影，方可进行检查扫描；
其中的，扫描图像包括：成像方向为冠状面、矢状面、横断面的图像；
第二步， 对兔、猴肝脏进行扫描；
第三步，采用前述的兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，对水像和脂肪像进行分离；
第四步，基于第三步得到的分离后的水像和脂肪像计算PDFF。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (2)

1.一种兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，其特征在于，采用Dixon计算方法，利用水质子和脂肪质子拉莫尔频率差：通过调节回波时间TE作两次采集， 第一次采集使得这两种成份的横向磁化强度矢量同相位，得到水和脂肪的加和像；第二次采集使它们的相位相反以得到其差像；
包括以下步骤：
S1, 第一次图像采集：
第一幅图像采集时， 180°RF脉冲位于TE/2 时刻 ，是传统的SE采集； 在信号读出的TE时刻，由于自旋回波和梯度回波重合，体元内水、脂质子磁化强度矢量平行，即水、脂信号相加，得到的是水与脂肪的和像：S1=W+F ，其中， W表示水像，F表示脂肪像；
S2, 第二次图像采集：
第二幅图像采集时，把180°RF脉冲的位置调到TE/2-T时刻 ，其中T= l/(4σv ) ，σv是水、脂化学位移频率差，则在 TE-2T时刻，体元内以不同频率进动的静止自旋的相散都将得到补偿，形成SE回波，此时水、脂质子磁化强度矢量同向，但不采集回波；再经过 2T的时间，即在TE时刻，体元内水、脂质子磁化强度矢量反向， 即水、脂信号相减 ，此时沿梯度方向体元内的所有位置都是水与脂肪的差信号；采集该回波所得图像是水与脂的差像 ：S2=W–F；
S3, 分离水像和脂肪像：
对“和 ”像和“差” 像进行加减运算，能够分离出单独的水像和脂肪像；
对得到的和像与差像数据进行如下处理，可分别得到纯水像W和纯脂肪像F:W=(S1+S2)/2，F=(S1-S2)/2。
2.一种兔、猴肝脏MRI-PFDD的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步: 将测试水膜放入线圈中进行扫描，确认扫描图像无明显伪影，方可进行检查扫描；
其中的，扫描图像包括：成像方向为冠状面、矢状面、横断面的图像；
第二步， 对兔、猴肝脏进行扫描；
第三步，采用根据权利要求1所述的兔、猴肝脏水/脂肪分离MRI成像的方法，对水像和脂肪像进行分离；
第四步，基于第三步得到的分离后的水像和脂肪像计算PDFF。
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