磁敏感加權(quán)成像技術(shù)研究.pdf

1、近年來研究表明，磁敏感加權(quán)成像（Susceptibility Weighted Imaging， SWI）對顱內(nèi)靜脈損傷和疾病的診斷具有非常重要的臨床價(jià)值。SWI是一種三維、高分辨率、T2*加權(quán)的梯度回波成像方式。它利用靜脈和組織之間磁敏感性差異引發(fā)的相對相位變化和幅值改變來增強(qiáng)小靜脈的可見性。為了獲得接近最優(yōu)的靜脈對比，SWI常選擇較長的回波時(shí)間，因而數(shù)據(jù)采集時(shí)間較長。回波時(shí)間長時(shí)，會(huì)引起T2*衰減，導(dǎo)致圖像的信噪比相對較低。由于梯度

2、回波對磁場不均勻性比較敏感，因此在構(gòu)建三維SWI相位模板時(shí)，某些局部磁場嚴(yán)重不均勻的區(qū)域會(huì)因?yàn)榉枪舱裥?yīng)而產(chǎn)生偽影。由于靜脈負(fù)對比度，在三維SWI數(shù)據(jù)顯示時(shí)常采用最小密度投影（Minimum-Intensity Projection, mIP），在軸向投影中，由于大腦的自然形狀，低密度的空氣和骨組織體素會(huì)出現(xiàn)在腦外圍區(qū)域的投影線中，導(dǎo)致mIP圖像中腦外圍區(qū)域的靜脈和腦組織信號損失而產(chǎn)生偽影。低密度的空氣和骨組織也使得常規(guī)全腦SWI數(shù)據(jù)的

3、矢狀面和冠狀面投影難以進(jìn)行。此外，小靜脈的可見性與背景信號密切相關(guān)，抑制背景信號能增強(qiáng)小靜脈的可見性。本文針對上述問題，對SWI快速數(shù)據(jù)采集和重建、偽影校正和靜脈增強(qiáng)等問題做了較為系統(tǒng)和深入的研究，主要包括：
　　 (1)研究了部分k-空間數(shù)據(jù)采集和基于凸集投影的圖像重建方法，能有效減少數(shù)據(jù)采集時(shí)間，并表明在部分k-空間中施加三維Fermi濾波器，可提高圖像的信噪比和減小空間分辨率的角度相關(guān)性。
　　 (2)提出了雙回波

4、和多回波磁共振動(dòng)靜脈數(shù)據(jù)同時(shí)采集（Simultaneous Acqusition of Magnetic Resonance Angiography and Venography， MRAV）技術(shù)，在3T下采集MRA（Magnetic Resonance Angiography）數(shù)據(jù)的同時(shí)，無需增加額外的掃描時(shí)間，就可獲得MRV（Magnetic Resonance Venography）數(shù)據(jù)。研究了空間分辨率對MRV圖像靜脈-背景對比

5、度的影響。指出不同長度回波時(shí)間( Echo Time, TE)對MRV圖像信噪比和非共振偽影的影響。表明通過擬合多個(gè)TE數(shù)據(jù)能更有效地映射R2*信號，進(jìn)而量化腦區(qū)的鐵離子沉積度。
　　 (3)研究了一種基于局部磁場梯度計(jì)算的非共振偽影校正方法，無需進(jìn)行相位解卷繞，通過計(jì)算局部磁場梯度來估計(jì)局部磁場的不均勻程度，進(jìn)而抑制相位模板中殘留的背景信息。
　　 (4)研究了兩類腦組織體分割方法：一種是基于局部相位和幅值統(tǒng)計(jì)屬性構(gòu)建

6、多變量映射來提高空氣和腦組織的分離度，從而更可靠地分割腦組織；另一種是基于改進(jìn)的變分水平集算法，直接對幅值圖像中的腦組織進(jìn)行分割。這兩種方法都能有效地抑制三維SWI數(shù)據(jù)越面顯示時(shí)腦外圍區(qū)域的信號損失和進(jìn)行面內(nèi)mIP。
　　 (5)研究了三種小靜脈圖像增強(qiáng)算法：構(gòu)建了圖像域的二階相位差高通濾波器來增強(qiáng)小靜脈的相移，并用Fermi濾波器抑制SWI的背景信號；研究了對幅值圖像的k-空間數(shù)據(jù)進(jìn)行高通濾波來抑制背景組織的方法，提高小靜脈的