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【GESD-146】鍔╁钩銇屽懡锛?30浠d汉濡?缇庤倝銈傝笂銈?3浜?/a>2010-01-23鐝炬槧绀?&銇淬亗銇?/td>115鍒嗛挓 腹黑磁共振成像专题之心肌延伸强化PSIR序列

      在腹黑磁共振成像中,当打针特定剂量的对比剂并恭候一段时期至平衡期后进行对比增强成像,欺诈回转复原IR序列遏制平方的心肌组织泄露纤维化(无活性、坏死)的心肌的查抄称为心肌延伸强化成像LGE。心肌延伸强化成像的表面基础即是平方的心肌或者清澈对比剂,心肌组织的T1驰豫时期相对较长;而梗死的心肌失去活性【GESD-146】鍔╁钩銇屽懡锛?30浠d汉濡?缇庤倝銈傝笂銈?3浜?/a>2010-01-23鐝炬槧绀?&銇淬亗銇?/td>115鍒嗛挓,无法清澈对比剂,导致梗断念肌组织的T1驰豫时期相对较短;欺诈回转复原IR序列在某一个时刻遏制平方心肌组织的信号,而梗断念肌由于T1驰豫时期较短而呈现高信号,辩别梗断念肌的泄露。

      早期心肌延伸强化使用磁化准备的梯度回波序列进行成像,常用的序列类型有Turbo FLASH-IR和True FISP-IR。有关的序列旨趣时序图如下图所示,使经心电信号进行触发,识别到R波后,恭候一定的延伸时期后施加回转脉冲,通盘组织的纵向磁化矢量初始徐徐复原,当平方心肌的纵向磁化矢量为零时,进行射频激勉并网罗信号,使用幅值重建的模范进行图像重建即可赢得相应的图像。在临床应用中,为了兼顾成像的速率、分辨率和SAR,又得探究受检者的屏气才略,持续在一次回转后使用梯度回波序列快速读出多个回波,使用的激勉成像模块为Turbo FLASH或者True FISP序列,而回转时期TI则是指回转脉冲至填充K空间中心的时期,回波间隔ESP则是梯度回波序列的重叠时期。在完成回波信号网罗后,需要间隔一个心动周期以尽量多地复原纵向磁化矢量。

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VR视角

       使用回转复原序列幅值重建的模范进行心肌延伸强化成像存在的最主要问题是在成像过程怎么准确有用地回转平方心肌的信号,即怎么采选成像时刻的回转时期TI才气赢得最好的图像对比。在临床应用中,遭逢的挑战主要有:(1)回转时期的设定与成像的时期、不同东说念主体对比剂清澈的速率有关。在某一个时期点测定的最好回转时期TI跟着查抄的鼓动和对比剂打针时期的延长,回转时期也需要随之延长,可是延长的些许取决于不同东说念主体对造影剂清澈的速率,需要屡次重叠进行TI-Scout的扫描;(2)在进行3D心肌延伸强化成像时,由于3D序列的成像时期比拟长,在通盘成像的过程中,最好平方心肌回转时期会徐徐延长,使用单一的回转时期赢得的图像对比欠佳,这些王人将导致梗断念肌检出率的着落。

      为此,建议使用相位敏锐回转复原序列PSIR进行心肌延伸强化成像,即在图像重建过程中不仅使用信号的振幅,同期也使用回转复原纵向磁化矢量的极性一说念参与图像的重建,该模范或者有用缩短图像对比对回转时期TI的依赖。早期,相位敏锐回转复原序列PSIR主要应用于颅脑、脊柱等小畛域相对静止的成像部位,基本无须于胸部腹部等存在呼吸、心跳知晓的大畛域成像,其原因是:(1)相位敏锐回转复原成像的图像对比既来自信号的振幅,也来自信号的相位,怎么确保相位信息只来自于回转复原纵向磁化矢量的极性;(2)进行腹黑大视线成像时,配景相位开端复杂,怎么去除来自主磁场不均匀、射频场(辐照接受)不均匀以及组织间磁化率各异对相位信息产生的影响;(3)怎么进步心内膜下梗断念肌与血池的图像对比等。而在颅脑脊柱成像中,有关部位的成像视线较小,而况王人是相对静止的区域,相位变化按照低频的方式散播,或者赢得较为褂讪的配景相位场,利于相位敏锐回转复原序列的图像重建。为了或者将相位敏锐回转复原序列PSIR应用到腹黑成像,需要对该序列进行一定的优化和立异。本节将先容一下相位敏锐回转复原序列在心肌延伸强化中的优化决策、序列特色及临床应用。

一、心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列想象

      使用相位敏锐回转复原成像序列进行心肌延伸强化成像时,既要甩掉由于主磁场及射频场自身不均匀以及组织间磁化率各异导致的相位各异,又得减少受体部呼吸知晓以及腹黑大血管搏动导致的相位变化影响,终末还得平衡矩战线圈近线圈效疏忽图像信号散播及病变检出带来的影响。为此,建议使用经过非常优化的相位敏锐回转复原序列进行心肌的延伸强化成像。该序列的时序图如下图所示,序列的前半部分与传统的回转复原序列一致,在心电信号R波触发后恭候一定的延伸时期施加回转脉冲,在TI时刻使用较大的翻转角进行激勉并网罗T1W的回转复原图像,跟着纵向驰豫的复原,鄙人一个RR间期疏浚的心动周期时相内使用较小的翻转角并网罗类质子密度加权的参考图像。在该序列中,回转脉冲的作用是进行磁化准备,后续的信号激勉及网罗模块不错使用Turbo FLASH序列或者True FISP序列。

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      经过优化的相位敏锐回转复原序列与传统回转复原序列在腹黑延伸强化成像中的区别是:(1)传统回转复原序列在回转脉冲之后对应的心电周期内激勉网罗一种权重的图像,而经过优化的回转复原序列在回转脉冲之后的两个心动周期内网罗两种不同权重的图像;(2)传统回转复原序列使用幅值重建的方式进行图像重建,信号的大小主要取决于TI时刻纵向磁化矢量大小的竣工值,重建过程较为毛糙,而经过优化的回转复原序列则使用实部重建的方式进行图像重建,信号的大小主要与TI时刻纵向磁化矢量的极性有关,重建的过程较为复杂。

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       经过相应的序列想象,在一次回转脉冲之后两个心动周期内网罗一个T1W的回转复原图像和一个质子密度加权的参考图像。在第一个心动周期内网罗的T1W的回转复原图像的信息中包括组织纵向驰豫振幅的判袂,纵向驰豫的极性信息以及配景相位信息等,而第二个心动周期内网罗的质子密度加权的参考图像则是在纵向驰豫基本复原之后使用小角度激勉网罗的信息,主要包括组织的质子密度信息以及配景相位信息。欺诈参考图像的信息,经过一系列的后处置即可去除回转复原T1W图像的配景相位并对矩战线圈的近线圈效应进行平衡化处置。

二、心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列图像重建

      为了优化相位敏锐回转复原序列的图像,需要使用第二个心动周期网罗的参考图像进行图像重建,重建的过程主要包括:配景相位的去除以及近线圈效应的平衡化。    

1、配景相位的去除

      使用优化后的相位敏锐回转复原序列进行相位信息的处置时,需要濒临主磁场不均匀、射频场不均匀、组织间磁化率各异、呼吸及腹黑知晓和多通说念线圈信号接受不一致及图像信噪比相对较低等问题。另外,更大的成像畛域也导致配景相位在成像视线内急巨变化。按照配景相位对图像的影响,不错分为两个部分,离别为自身主磁场、射频场以及组织磁化率各异导致的全局性相位偏移及由于不同的接受线圈在信号接受时导致的相位偏移。在进行配景相位的去除时,针对不同原因产生的配景相位需使用不同的模范。优化后的心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列配景相位的处置如下图所示。

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      数据网罗完成后,系统将离别重建在TI时刻T1W的幅值图和复数图以及纵向驰豫基本复原之后参考图像的幅值图和复数图。不同的线圈单位在信号网罗过程中会产生一定的相位差,需要在图像重建过程中给以甩掉,稀奇是相位图或者实部图像的重建中。如上图所示,最初野心每个线圈单位的复数权重Complex weights,用于矫正接受线圈导致的相位舛讹。通过每个单独线圈的图像野心赢得线圈的复数敏锐度权重后就不错对T1W图像及参考图像进行矫正,去除由于接受线圈各异导致的相位舛讹。

      相控阵接受线圈导致的相位舛讹去除之后【GESD-146】鍔╁钩銇屽懡锛?30浠d汉濡?缇庤倝銈傝笂銈?3浜?/a>2010-01-23鐝炬槧绀?&銇淬亗銇?/td>115鍒嗛挓,就需要去除在成像过程中由于主磁场及射频场(辐照)不均匀以及组织磁化率各异导致的相位变化。使用经过接受线圈相位舛讹立异后的参考图像的复数图进行一系列的运算处置,然后对T1W复数图进行点对点的配景相位去除,终末取复数的实部信息进行图像重建,就不错赢得去除了配景相位的实部图像。

2、近线圈效应的信号立异

      去除了配景相位之后,实部图像还受到近线圈效应的影响。使用相控战线圈或者矩战线圈进行成像时,近线圈效应会使得距离接受线圈不同空间位置的组织具有不同的信号强度。为了使网罗并重建的图像信号愈加均匀,同期为了加多血池与心肌的对比,进步心内膜下病变的检出率,使用对矩战线圈网罗赢得的图像进行近线圈效应的矫正。

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      近线圈效应信号立异的前提是赢得每个线圈单位在不同空间位置上的敏锐度信息,然后欺诈线圈的敏锐度信息对网罗赢得的图像进行立异。线圈敏锐度信息的赢得有许多的模范,具体不错参考之前的著述,磁共振快速成像时期(四)线圈敏锐度信息。现在常用的获取线圈敏锐度信息的模范是在成像过程中使用疏浚的序列离别使用矩战线圈和体线圈进行信号网罗,然后将两者信息相除即可赢得对应线圈单位的敏锐度信息。可是在心肌延伸强化相位敏锐回转复原成像序列中,并不使用传统的模范进行近线圈效应的立异,第四色 婷婷其原因是:(1)腹黑成像受呼吸知晓的影响,不同的呼吸景色可能导致线圈敏锐度信息野心的不准确;(2)不同的心动周期,血池或者心肌的形态会发生较大的变化,线圈敏锐度信息的野心或多或少会受到组织配景信号的影响。为了克服上述可能导致线圈敏锐度信息不准确的影响,心肌延伸强化相位敏锐回转复原成像序列使用在第二个心动周期中网罗的质子密度加权的参考图像来进行近线圈效应的信号立异,即用于赢得线圈敏锐度信息的参考图像与回转复原T1W图像王人是在疏浚的屏气及疏浚的心动时相内完成信号网罗,或者较好地匹配空间位置。使用参考图像进行线圈敏锐度信息重建的过程,需要经过空间平滑、种子滋长、噪声去除和名义线圈强度归一化等模范,终末将赢得的线圈敏锐度信息与配景相位去除之后的图像进行相除,即可辩别近线圈效应的信号立异,有关的历程如下图所示。

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三、心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列参数特色

      优化的相位敏锐回转复原序列在成像过程中与传统的回转复原序列基本莫得判袂,可是在某些序列参数的设定中存在一定的判袂。

1、Magn. Preparation磁化准备

      在进行心肌延伸强化成像时,施加的辱骂层面采选回转复原脉冲(一般2D序列使用的回转复原脉冲为层面采选回转复原脉冲),如下图所示,其原因是腹黑会受到呼吸及心跳知晓的影响而出现更大畛域的位移,当使用层面采选回转复原脉冲时,回转的区域会受到血流及心肌知晓的影响而导致与激勉成像的区域出现偏差,最终导致图像的伪影。为此,持续使用非层面采选回转复原脉冲对通盘视线进行回转,然后再使用层面采选梯度与采选性射频脉冲对相应层面进行激勉成像,即可保证激勉成像的区域王人资格了回转脉冲的作用。

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      使用相位敏锐回转复原序列进行心肌延伸强化时,回转时期TI的采选无需像回转复原序列一般严格。在回转复原序列中,回转时期的设定须使得平方心肌的纵向磁化矢量刚好接近于零点(模值图的信号取决于纵向磁化矢量的竣工值),方能使得平方心肌的信号泄露为低信号,卓著病变对等到检出,可是平方心肌回转复原后的零点时期受打针对比剂后的时期、组织清澈速率的影响,需要不断变化。而相位敏锐回转复原序列使用实部重建,信号的上下与纵向磁化矢量的极性和幅值有关,由于梗断念肌的纵向驰豫复原的更快(信号更高),平方心肌的纵向磁化矢量复原的更慢(信号更低),对回转时期TI的条目较低,如下图所示,上排为回转复原幅值重建的图像,图像的对比与回转时期TI密切有关,下排为相位敏锐回转复原序列实部重建的图像,图像的对比与纵向磁化矢量的极性和幅值有关。

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2、Reconstruction重建

      相位敏锐回转复原序列进行图像重建时,使用的重建模范是实部重建及幅值重建。在实部重建的过程中,系统将自动进行配景相位的去除、线圈敏锐度信息的立异等处置,以赢得准确的反应组织纵向磁化矢量极性的图像对比,而回转复原序列使用的重建方式是幅值重建。

四、心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列的临床应用

      心肌延伸强化相位敏锐回转复原序列PSIR因其优异的组织对比,被平庸应用于某些心肌疾病的会诊,举例透壁型心肌梗死、斑块状心肌梗死、心肌淀粉样变等,毛糙的病变进展暗示图如下图所示。跟着腹黑磁共振查抄的真切开展,相位敏锐回转复原序列PSIR在成像时期及应用方面也有了相应的进步。

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1、惯例PSIR的临床应用

      按照心肌延伸强化成像的时序,一般在对比剂打针后的8-10分钟初始进行2D心肌延伸强化成像。一般情况下,不错不进行TI Scout的成像提前测定回转时期TI,使用序列默许的回转时期即可赢得高超的图像对比(非常病变以外,如淀粉样变)。在成像历程方面,先使用二维单次激勉IR-True FISP序列先进行尽心较低分辨率的快速成像,然后凭证尽心成像的效果再使用IR-Turbo FLASH序列逐层进行高分辨的心肌延伸强化成像。如下图所示,在心肌详实辩别后恭候一定的时期,然后再进行心肌延伸强化成像,泄露梗死的心肌进展为低详实。跟着成像序列和临床需求的发展,更好卓著心内膜下病变的黑血心肌延伸强化成像序列被开发出来,有望或者徐徐应用于临床。

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2、3D PSIR序列的临床应用

      传统2D相位敏锐回转复原心肌延伸强化成像的优点是成像速率相对较快,可是也存在着层厚较厚,层间距较大,部分容积效应较为明显,不可尽心粉饰等瑕玷,容易出现病变的遗漏,为此出现了3D相位敏锐回转复原成像序列,使用3D成像粉饰尽心,利经心电及呼吸触发为止伪影。传统的回转复原序列也不错辩别3D成像,可是由于3D序列成像时期较长,在成像过程中无法设定一个最好的平方心肌遏制的回转时期TI而导致举座的图像对比欠佳,穷乏临床兴味。而相位敏锐回转复原序列对回转时期TI的采选具有较大的宽厚性,或者在较长的成像时期内使用一个特定的回转时期TI赢得较好的图像对比,如下图所示,使用3D相位敏锐回转复原序列或者在2-6分钟内赢得一个粉饰通盘腹黑的心肌延伸强化图像,关于微小恙变以及心房病变具有穷苦的兴味。

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感谢钱李诚恳提供的图像

3、PSIR MoCo的旨趣及应用

     进行腹黑成像的受检者持续存在一定的心肺功能阻止,传统的腹黑磁共振查抄需要受检者不断地进行屏气以甩掉呼吸知晓导致的伪影,集会永劫期的屏气使得受检者的耐受性着落,导致查抄的见服从着落,稀奇是在通盘腹黑磁共振查抄末期的心肌延伸强化成像。为此,西门子医疗率先开发了基于目田呼吸的知晓立异心肌延伸强化成像PSIR MoCo。

     目田呼吸知晓立异心肌延伸强化成像PSIR MoCo的旨趣是使用单次激勉相位敏锐回转复原序列在目田呼吸景色下进行以4为倍数的数据网罗,举例进行4次或者8次单次激勉的成像,然后凭证东说念主工智能算法进行呼吸知晓导致图像位移的知晓立异,终末按照举例选出75%的空间位置匹配度最好的图像进行叠加和会,赢得莫得知晓伪影的图像。辩别目田呼吸知晓立异心肌延伸强化成像PSIR MoCo的时期重点是:单次激勉松开图像对知晓的敏锐性;东说念主工智能算法进行知晓立异;屡次平均提高图像信噪比和缩短知晓的敏锐性。

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     目田呼吸加上不明显依赖回转时期TI的PSIR MoCo序列或者使受检者在目田呼吸的景色下扫描赢得终点高信噪比,高图像对比的心肌延伸强化图像,缩短了腹黑磁共振查抄对受检者和技师的条目。如下图所示,上排为腹黑磁共振成像的受检者不可很好合作屏气赢得的图像,具有明显的呼吸知晓伪影,同期图像的信噪比拟低,病变与平方心肌的对比欠佳,下排图像为使用PSIR MoCo之后赢得的图像,图像基本莫得呼吸知晓的伪影,信噪比终点高,病变与平方心肌的对比高超。

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五、回来

     用于腹黑成像的相位敏锐回转复原成像序列需要克服大畛域成像导致的主磁场不均匀、射频场不均匀、自身组织磁化率各异以及多通说念接受线圈导致的相位影响以及线圈敏锐度信息各异对图像对比的影响。欺诈优化后的相位敏锐回转复原序列PSIR,在一次回转脉冲后,离别在两个心动周期网罗一组T1W的图像以及一组纵向驰豫复原后的质子密度加权的参考图像,然后欺诈参考图像进行T1W图像的配景相位的去除以及线圈敏锐度信息的立异,终末赢得一个褂讪的【GESD-146】鍔╁钩銇屽懡锛?30浠d汉濡?缇庤倝銈傝笂銈?3浜?/a>2010-01-23鐝炬槧绀?&銇淬亗銇?/td>115鍒嗛挓,回转时期TI依赖性较小的相位敏锐回转复原序列PSIR。跟着磁共振时期的发展,尽心成像的3D PSIR以及目田呼吸成像的PSIR MoCo序列也徐徐在临床中使用起来,随之而来的黑血相位敏锐回转复原序列也可能在行将的改日被实施使用。

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