基于同时多层激发和并行成像的心脏磁共振电影成像

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心脏磁共振(Cardiac Magnetic Resonance,CMR)成像因其无创无辐射伤害且能够通过自源性标记成像的性质得到了广泛的应用。心脏电影成像(CINE)是心脏功能成像的一种方式,它不仅能够观测到心脏运动的具体情况,还可以对心室容积等心脏功能指标进行测量,功能十分强大。然而,目前临床上常规的屏气扫描分段心脏电影成像序列的图像采集时间非常长,容易引入运动伪影,降低了病人扫描的成功率,限制了其在临床上的应用范围。  目的:针对常规心脏电影成像扫描时间长的问题,在联影1.5T磁共振平台(uMR560)上开发高倍加速的心脏电影成像序列,在获得更高加速倍数的同时保证图像质量,进一步减弱心率不齐等运动因素对心脏电影成像的影响,减少患者的屏气时间,提高检查的舒适度。  方法:本文在前人研究的基础上,提出了将层面间的加速技术CAIPIRINHA(Controlled Aliasing In Parallel Imaging Results In Higher Acceleration simultaneously multi-slice)和层面内的并行加速(Partial Parallel Acquisition,PPA)技术同时结合到基于BSSFP(Balanced Steady State Free Precession)的心脏电影成像序列中的方法,实现了在相位编码方向和选层方向同时四倍加速,并利用改进的二维加速重建算法进行图像重建,在静态模式进行了水模和人体腹部、心脏的实验,在水模实验中进行了相位调制多层激发BSSFP序列在两种线性相位情况下的对比,对不加速、多层激发二维加速和PPA四倍加速图像的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)进行了评估。最后对8名志愿者进行了心脏电影成像实验,将加速与不加速的心脏电影实验结果相比较,评估加速心脏电影成像序列的稳定性和准确性。  结果:在多层激发二维加速序列的水模静态实验中,多层激发二维加速图像的SNR虽小于不加速图像,但明显高于PPA四倍加速图像,证明了多层激发二维加速序列确实可以在高倍加速的情况下获得较高SNR的图像。在多层激发二维加速的心脏电影成像实验中,展示了全心在收缩末期和舒张末期的图像,并对8名志愿者的心功能数据进行了统计,同一人三次二维加速和不加速心脏功能数据对比结果、左心室容积曲线,以及8名志愿者加速与不加速心脏功能数据的对比结果均表明不加速与加速序列的扫描结果是一致的。  结论:本文在1.5T磁共振平台上实现了基于相位调制多层激发和并行加速方法的四倍加速心脏电影成像,可以在成倍节省扫描时间的同时保障图像质量以及心脏功能参数的准确测量,为心脏电影成像在临床上的推广应用做出了尝试,有助于心脏电影成像在临床上的推广应用。
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