CN113671427B - 磁共振弹性成像位移采集方法及*** - Google Patents

磁共振弹性成像位移采集方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种磁共振弹性成像位移采集方法及***，涉及磁共振成像技术领域，该方法包括：步骤S1：设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播；步骤S2：对所述剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息。本发明能够解决弹性成像中对周期位移不同运动相位采样点的采集，较好的实现了对周期位移的灵活记录与运动编码。

Description

磁共振弹性成像位移采集方法及***
技术领域
本发明涉及磁共振成像技术领域，具体地，涉及一种磁共振弹性成像位移采集方法及***。
背景技术
磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging,MRI)由于有极好的软组织对比度、多种功能成像手段和无辐射伤害等优点，已成为当前最重要的临床诊断手段之一。而磁共振弹性成像(Magnetic Resonance Elastography，MRE)作为一种新型的无创成像方法，利用一种特殊的磁共振技术，通过评价机械波在组织中的传播，从而提供关于组织弹性的信息，能直观显示和量化人体内部组织弹性，并对组织的弹性成像，使“影像触诊”成为了可能，在乳腺癌检测、肝硬化分期，动脉粥样硬化斑块、肌肉损伤、大脑疾病检测、射频消融等治疗和监控方面具有重要意义。
公开号为CN103349551B的发明专利，公开了一种磁共振弹性成像方法及***，包括：步骤a：通过磁共振成像装置发出触发脉冲信号；步骤b：通过外部激励装置检测触发脉冲信号的频率，并根据触发脉冲信号的频率设定外部激励装置的振动频率，其中，设定的外部激励装置的振动频率和磁共振成像装置的振动频率同步；步骤c：通过磁共振成像装置触发外部激励装置向被测物体输出信号，并获取被测物体的弹性图像。
公开号为CN102782518B的发明专利，公开了一种磁共振弹性成像，包括向待检查的对象以振动周期(T)施加机械振动，以在所述对象体内生成机械波。以重复时间TR发出运动敏感的磁共振采集序列，以从所述对象采集磁共振信号。这种采集序列包括在个体重复时间之内施加一个或多个相位编码步骤。所述重复时间乘以在一个重复时间之内的相位编码的数量不等于所述相位周期的整数倍。由此，从在由所述机械振动的所述相位和所述相位编码展成的样本空间中收集的磁共振信号重建波型的磁共振图像。
上述专利描述的特征是当前MRE扫描的主流采集方法，所需TR×相位采样数≠n×T周期的原因，在于需要用此方法在连续振动的情况下，获得相位偏移量，从而记录周期运动。如果TR×相位采样数＝n×T周期，则不能记录周期位移。此种位移编码采集方式，需要调整运动敏感梯度的起始时间点，配合所采集外部周期运动，产生运动相位偏移。其缺点是采集序列的编制复杂，对磁共振成像设备的梯度变化要求较高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种磁共振弹性成像位移采集方法及***。
根据本发明提供的一种磁共振弹性成像位移采集方法及***，所述方案如下：
第一方面，提供了一种磁共振弹性成像位移采集方法，所述方法包括：
步骤S1：设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播；
步骤S2：对所述剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息。
优选的，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：驱动器的工作由振动控制器进行控制，其开始振动的触发信号，由外部触发实现，能够是磁共振弹性成像扫描序列中设定的触发，或其他外部触发；
步骤S1.2：针对剪切波动位移在不同周期时间点的采集，由驱动器的触发后开始振动的时间点决定；
步骤S1.3：针对硬件响应时间延迟，能将外部振动频率增加0.0001-0.1Hz范围内任意一个频率增量。
优选的，所述步骤S1.2中开始振动的触发时间点，能够是所采集运动周期内任意时间点，由所采集的运动周期相位采样点位置决定。
优选的，所述步骤S2中磁共振弹性成像信号采集包括：
步骤S2.1：在成像序列中加入运动敏感梯度MEG对运动位移进行编码；运动敏感梯度频率与驱动器的振动频率保持一致或不一致；
步骤S2.2：针对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，整个磁共振弹性成像采集包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点；
步骤S2.3：如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间改变外部触发点的出现时间点，外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，从而采集到不同的位移相位采集点；在采集过程中，重复时间TR与所施加运动敏感梯度MEG步骤的数量的乘积是采集振动周期的整数倍。
优选的，所述步骤S2.1包括：运动敏感梯度MEG加载的方向为多个梯度方向中的任意一个或几个，其中，梯度方向包括层选、相位编码以及频率编码；所述成像序列为任意现有的成像序列。
优选的，所述步骤S2.2包括：每个时序模块中的成像序列基本相似，唯一的不同是外界触发点出现的时间点不同，通过磁共振控制器设置扫描序列，满足在步骤S1中的外部触发信号发生，以及对扫描梯度和RF脉冲的控制。
第二方面，提供了一种磁共振弹性成像位移采集***，所述***包括：
模块M1：设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播；
模块M2：对所述剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息。
优选的，所述模块M1包括：
模块M1.1：驱动器的工作由振动控制器进行控制，其开始振动的触发信号，由外部触发实现，能够是磁共振弹性成像扫描序列中设定的触发，或其他外部触发；
模块M1.2：针对剪切波动位移在不同周期时间点的采集，由驱动器的触发后开始振动的时间点决定；
模块M1.3：针对硬件响应时间延迟，能将外部振动频率增加0.0001-0.1Hz范围内任意一个频率增量。
优选的，所述模块M1.2中开始振动的触发时间点，能够是所采集运动周期内任意时间点，由所采集的运动周期相位采样点位置决定。
优选的，所述模块M2中磁共振弹性成像信号采集包括：
模块M2.1：在成像序列中加入运动敏感梯度MEG对运动位移进行编码；运动敏感梯度频率与驱动器的振动频率保持一致或不一致；
模块M2.2：针对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，整个磁共振弹性成像采集包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点；
模块M2.3：如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间改变外部触发点的出现时间点，外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，从而采集到不同的位移相位采集点；在采集过程中，重复时间TR与所施加运动敏感梯度MEG步骤的数量的乘积是采集振动周期的整数倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过采用改变外部驱动器的振动开始时间点的方法，解决了弹性成像中对周期位移不同运动相位采样点的采集，较好的实现了对周期位移的灵活记录与运动编码；
2、本发明中采集序列的运动敏感梯度周期变化不需要中断，序列可移植性好，所采集的运动相位偏移通过触发外部驱动器实现，运动敏感梯度不需要配合外部周期运动进行相位偏移。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明整体方案示意图；
图2为磁共振弹性成像位移采集的时序和触发示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供了一种磁共振弹性成像位移采集方法及***，参照图1所示，首先，设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播。
具体地，驱动器的工作由振动控制器进行控制，其开始振动的触发信号，由外部触发实现，能够是磁共振弹性成像扫描序列中设定的触发，或其他外部触发。
针对剪切波动位移在不同周期时间点的采集，由驱动器的触发后开始振动的时间点决定。开始振动的触发时间点，可以是所采集运动周期内任意时间点，由所采集的运动周期相位采样点位置决定。
针对可能的硬件响应时间延迟，可以将外部振动频率增加0.0001-0.1Hz范围内任意一个小的频率增量，以保证稳定连续地触发振动。
其次，对剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息。
磁共振弹性成像信号采集包括：在成像序列中加入运动敏感梯度MEG对运动位移进行编码；运动敏感梯度频率与驱动器的振动频率可以一致或不一致。运动敏感梯度MEG加载的方向可以是三个梯度方向(层选、相位编码、频率编码)中的任意一个或几个。成像序列可以是任意现有的成像序列，如梯度回波、自旋回波、EPI序列等。
针对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，整个磁共振弹性成像采集包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点。
每个时序模块中的成像序列基本相似，唯一的不同是外界触发点出现的时间点不同，通过磁共振控制器设置扫描序列，满足在步骤S1中的外部触发信号发生，以及对扫描梯度和RF脉冲的控制。
如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间改变外部触发点的出现时间点，外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，从而采集到不同的位移相位采集点；在采集过程中，每个重复时间TR与所施加运动敏感梯度MEG步骤的数量的乘积是采集振动周期的整数倍。
接下来，对本发明进行更为具体的说明。
参照图2所示，假设对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，那么整个磁共振弹性成像采集就会包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点。每个时序模块中的成像序列基本相似，唯一的不同是外界触发点出现的时间点不同。如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间就改变外部触发点的出现时间点。外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，因此可以采集到不同的位移相位采集点。在采集过程中，每个重复时间TR都是外部振动周期的整数倍。
本发明实施例提供了一种磁共振弹性成像位移采集方法及***，提出的采集方式是配合电磁驱动器的不连续周期振动，通过配合采集序列的外界触发，实现配合相位编码的周期振动，从而记录周期位移，因此，本发明的采集方式需要TR×相位采样数＝n×T周期，主要优点是采集序列的运动敏感梯度周期变化不需要中断，序列可移植性好；所采集的运动相位偏移通过触发外部驱动器实现，运动敏感梯度不需要配合外部周期运动进行相位偏移。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的***及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种磁共振弹性成像位移采集方法，其特征在于，包括：
步骤S1：设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播；
步骤S2：对所述剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息；
所述步骤S2中磁共振弹性成像信号采集包括：
步骤S2.1：在成像序列中加入运动敏感梯度MEG对运动位移进行编码；运动敏感梯度频率与驱动器的振动频率保持一致或不一致；
步骤S2.2：针对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，整个磁共振弹性成像采集包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点；
步骤S2.3：如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间改变外部触发点的出现时间点，外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，从而采集到不同的位移相位采集点；在采集过程中，重复时间TR与所施加运动敏感梯度MEG步骤的数量的乘积是采集振动周期的整数倍。
2.根据权利要求1所述的磁共振弹性成像位移采集方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：驱动器的工作由振动控制器进行控制，其开始振动的触发信号，由外部触发实现，能够是磁共振弹性成像扫描序列中设定的触发，或其他外部触发；
步骤S1.2：针对剪切波动位移在不同周期时间点的采集，由驱动器的触发后开始振动的时间点决定；
步骤S1.3：针对硬件响应时间延迟，能将外部振动频率增加0.0001-0.1Hz范围内任意一个频率增量。
3.根据权利要求2所述的磁共振弹性成像位移采集方法，其特征在于，所述步骤S1.2中开始振动的触发时间点，能够是所采集运动周期内任意时间点，由所采集的运动周期相位采样点位置决定。
4.根据权利要求3所述的磁共振弹性成像位移采集方法，其特征在于，所述步骤S2.1包括：运动敏感梯度MEG加载的方向为多个梯度方向中的任意一个或几个，其中，梯度方向包括层选、相位编码以及频率编码；所述成像序列为任意现有的成像序列。
5.根据权利要求3所述的磁共振弹性成像位移采集方法，其特征在于，所述步骤S2.2包括：每个时序模块中的成像序列基本相似，唯一的不同是外界触发点出现的时间点不同，通过磁共振控制器设置扫描序列，满足在步骤S1中的外部触发信号发生，以及对扫描梯度和RF脉冲的控制。
6.一种磁共振弹性成像位移采集***，其特征在于，包括：
模块M1：设置外部驱动器，并设定外部触发驱动和频率，向检测对象施加一定频率的剪切波动，在施加对象中产生剪切波动的传播；
模块M2：对所述剪切波动开展运动编码，采集检测对象中剪切波动的位移随时间和空间变化的图像信息；
所述模块M2中磁共振弹性成像信号采集包括：
模块M2.1：在成像序列中加入运动敏感梯度MEG对运动位移进行编码；运动敏感梯度频率与驱动器的振动频率保持一致或不一致；
模块M2.2：针对一段周期位移的采集需要n个相位采集点，整个磁共振弹性成像采集包含n个连续的时序模块，每个时序模块采集一个特定的运动相位采集点；
模块M2.3：如果以运动敏感梯度MEG的开始时间为相对时间基准点，通过添加不同的时延时间改变外部触发点的出现时间点，外部触发点会触发外部驱动器产生连续的外部振动，外部触发点的时间点不同引发了外部振动开始时间不同，从而采集到不同的位移相位采集点；在采集过程中，重复时间TR与所施加运动敏感梯度MEG步骤的数量的乘积是采集振动周期的整数倍。
7.根据权利要求6所述的磁共振弹性成像位移采集***，其特征在于，所述模块M1包括：
模块M1.1：驱动器的工作由振动控制器进行控制，其开始振动的触发信号，由外部触发实现，能够是磁共振弹性成像扫描序列中设定的触发，或其他外部触发；
模块M1.2：针对剪切波动位移在不同周期时间点的采集，由驱动器的触发后开始振动的时间点决定；
模块M1.3：针对硬件响应时间延迟，能将外部振动频率增加0.0001-0.1Hz范围内任意一个频率增量。
8.根据权利要求7所述的磁共振弹性成像位移采集***，其特征在于，所述模块M1.2中开始振动的触发时间点，能够是所采集运动周期内任意时间点，由所采集的运动周期相位采样点位置决定。
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