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随着人们对疾病治疗效果和术后生活品质的要求不断提高,具有创伤小、简便、安全、有效、并发症少和住院时间短等特点的介入治疗越来越受到人们的青睐。微创的介入治疗方式依赖于精准的影像引导和实时的术中监控,相比于其他影像手段,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)由于其无创、无电离辐射、极佳的软组织对比度、任意层面成像,已成为图像引导介入治疗和术后评估最理想的手段,受到越来越多的关注。但MRI是利用人体内氢质子在静磁场发生核磁共振现象而产生影像的,受其本身成像原理的限制,磁场中的金属会产生一个附加磁场,影响磁共振成像效果。所以磁共振成像对大部分的金属十分敏感,形成的磁化率伪影会致使金属介入装置及其周围邻域在图像中表现出黑洞现象(负对比)。在这种对比下,金属介入装置很容易与低强度的组织和图像中的空腔/空洞相混淆,从而无法对装置进行精准的定位和评估。因此,研究金属植入物的正对比磁共振成像对于引导介入治疗和对金属介入装置的术后评估具有重大的意义。近年来,为了准确定位和评估这些金属介入装置,研究者们提出了一系列正(亮)对比磁共振成像技术,这些技术从原理上看主要分为两类。第一类是通过修改脉冲序列来产生正对比成像,例如2003年提出的white marker和2006年提出的GRASP技术,这些技术只是对层方向的梯度进行改变,较容易实施,但所产生正对比区域远大于其真实大小。第二类是通过后处理的方法,对梯度回波(Gradient echo,GRE)序列扫描得到的数据进行后处理,采用特有的重建算法产生正对比成像,如Liu T等人提出定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping,QSM),但现存的QSM方法大部分是适用于超顺磁氧化铁,以及对组织内部顺磁性物质进行定量评估,而不适用于定位这种超高磁性的金属植入器。2014年所提出的基于磁化率测量的自旋回波正对比成像(Spin echo:SE-based)方法在金属介入装置的定位和评估具有非常显著的优点,相比于其他的成像技术,SE-based方法可实现金属介入装置的高分辨正对比成像,清晰准确地显示金属介入装置的位置和结构形状。SE-based方法以金属物质本身属性——磁化率强度为图像对比度,巧妙地回避传统磁共振成像中以氢质子信号强度为基础的物理机制,从而突破磁共振兼容金属装置无法进行正对比度成像的理论瓶颈,这为利用磁共振技术进行介入装置成像以及无创性评估奠定了坚实理论基础。SE-based方法将经典的SE序列中用于信号回聚的180°脉冲的位置进行很短时间的偏移,从而获得只有金属磁化率梯度引起的相位移,得到磁化率所引起的场图信息,再结合特有的定量磁化率成像(Quantitative Susceptibility Mapping:QSM)L1范数最小化重建算法,重建出磁化率图像,初步实现了穿刺针等磁共振兼容介入装置的正对比成像。虽然SE-based成像研究已经取得了一定的进展,但是由于SE-based方法是基于改进的SE序列采集数据,所需的扫描时间较长,限制了其在临床上的应用,如何解决SE-based方法总的扫描时间过长已经成为目前SE-based研究工作迫需解决的问题之一。因此,本文提出了一种改进的快速自旋回波(Fast spin echo:FSE)序列进行数据采集,与SE-based序列移动180°脉冲不同,改进的FSE序列通过移动了读出梯度来获得金属磁化率所引起的相位移,得到场图信息,再结合贝叶斯正则化定量磁化率成像重建算法,重建出磁化率图像。与SE在一个TR内只能采集一条相位线不同,FSE在一个TR内能采集n(n>2)条相位线,因此在不考虑SE序列一个TR多层采集的情况下,FSE序列的总采集时间比SE序列快了n倍。利用本文所提出的方法分别对近距离放射粒子、活检针等多组体外介入装置的仿体进行实验,并研究了仿体与静磁场角度、图像分辨率等因素对成像效果的影响,然后将所得实验结果与SE-based、CT结果相对比,实验结果表明基于快速自旋回波正对比成像方法可以准确重建出目标的磁化率图像,在实现植入装置在磁共振系统上正对比可视化和准确定位的同时将扫描速度提高为原来的2~3倍,为磁共振正对比成像技术进一步推向临床应用中奠定了研究基础。