快速定量磁共振成像的多层同时成像技术

摘要

相比于定性的对比成像，定量磁共振成像对于在体病理组织的检测具有高敏感度和组织特异性，因而具有非常重要的临床诊断和研究价值。纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)的定量最为重要。通常，T1和T2的定量通过两个不同的序列实现，且耗时较长。磁共振指纹式成像(MRF)，作为一种新型的多参量同时定量成像方法，解决了耗时长且不同参量需要匹配等问题，成为了定量成像领域的一个研究热点。然而，目前MRF的成像速度约为每层10-20秒，对于全脑的定量成像以2毫米一层的总共60层为例，仍需耗时10-20分钟。本文针对MRF成像速度慢的问题，首次提出一种t-blipped多层同时的MRF(SMS-MRF)采集方法并结合层面SENSE重建方法，实现了两层同时成像，加速了一倍。为了实现SMS-MRF成像中更高倍数的加速成像，本文首次提出用于SMS-MRF的直接螺旋轨迹的层面GRAPPA重建方法，实现了SMS-MRF三层同时成像。
　　定量磁共振成像中另一重要参数为磁敏感系数，其对于定量在体铁含量、钙化情况以及静脉血饱和的变化情况均有一定的参考意义。基于wave-CAIPI的快速数据采集及重建是一种新颖的快速成像方法，可获得高分辨率的定量磁敏感图。在保留快速成像的基础上，本文首次提出多层同时回波偏移的wave-CAIPI三维采集方法，该方法能加长有效回波时间，从而获得更佳的相位对比，提高磁敏感系数测量的准确性。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 课题背景及意义

1．1．1 定量成像的意义及现状

1．1．2 快速成像的意义及现状

1．2 存在和需解决的问题

1．3 相关问题研究进展

1．4 论文章节安排

第2章 定量磁共振成像和快速磁共振成像的概述

2．1 定量磁共振成像

2．1．1 背景

2．1．2 Tl定量成像

2．1．3 T2定量成像

2．1．4 磁敏感度定量成像(QSM)

2．2 磁共振指纹式成像(MRF)

2．2．1 MRF原理

2．2．2 MRF实现

2．2．3 MRF延伸

2．2．4 MRF小结

2．3 快速成像技术

2．3．1 并行成像技术

2．3．2 UNFOLD算法

2．3．3 SMS技术

2．3．4 快速成像技术小结

2．4 本章小结

第3章 T-blipped多层同时磁共振指纹式成像的研究

3．1 简介

3．2 方法

3．2．1 T-blipped SMS-MRF序列

3．2．2 定量参数估计的重建

3．2．3 数据采集

3．2．4 结果评估和对比

3．3 结果

3．3．1 实际人体结果

3．3．2 蒙特卡罗仿真结果

3．4 讨论

3．5 本章小结

第4章 SMS-MRF中的直接螺旋轨迹的层面GRAPPA重建的研究

4．1 简介

4．2 背景-螺旋轨迹成像与GRAPPA

4．3 方法

4．3．1 直接螺旋轨迹的slice-GRAPPA(ds—SG)重建

4．3．2 数据采集

4．3．3 重建参数和评估

4．4 结果

4．5 讨论

4．6 本章小结

第5章 用于定量磁敏感成像的同时多层回波偏移的wave-CAIPI法的研究

5．1 概述

5．2 背景-回波偏移法

5．3 方法

5．3．1 同时多层回波偏移的wave-cAIPI法

5．3．2 层面轮廓性能分析

5．3．3 采集和重建

5．4 结果

5．5 讨论

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 工作展望

参考文献

攻读博士学位期间主要的研究成果