一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法和系统与流程

本说明书涉及核磁共振成像领域，特别涉及一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法和系统。

背景技术：

1、以非接触方式控制的颗粒状机器人在磁共振环境下的运动具有很重要的科学及医学层面的意义。能够精确跟踪颗粒状机器人的位置，是对其进行准确控制的关键。然而现有方法受到磁化率伪影等因素的影响，对颗粒状机器人的位置跟踪精度有限，大大限制了临床应用。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种能够提升对磁性颗粒的定位精度的方法。

2、本说明书实施例的第一方面提供一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法，包括：利用预先配置的快速自旋回波序列沿一个或多个空间轴中的每个空间轴对磁性颗粒引起的磁场不均匀区域进行一维成像。其中，所述快速自旋回波序列包括一个或多个采集模块，每个采集模块用于对所述一个或多个空间轴中的至少一个空间轴进行一维成像，所述每个采集模块包括：激发脉冲，所述激发脉冲的激发频率高于主磁场频率；以及沿所述至少一个空间轴中的每个空间轴施加的至少两个成像梯度，所述至少两个成像梯度的梯度面积之和等于0。

3、在一些实施例中，所述每个采集模块进一步包括偏转角为180°的回聚脉冲，所述回聚脉冲的数量为偶数，所述激发脉冲的偏转角小于90°。在一些实施例中，所述回聚脉冲的数量为2。在一些实施例中，所述激发脉冲的偏转角等于恩斯特角。

4、在一些实施例中，对所述每个采集模块，沿其对应的每个空间轴施加的至少两个成像梯度包括依次施加的第一成像梯度、第二成像梯度和第三成像梯度，所述第一成像梯度、所述第二成像梯度和所述第三成像梯度的梯度面积之和等于0。

5、在一些实施例中，所述第一成像梯度和所述第三成像梯度的方向与所述第二成像梯度的方向相反，所述第一成像梯度和所述第三成像梯度的梯度面积绝对值等于所述第二成像梯度的梯度面积绝对值的一半。

6、在一些实施例中，所述一个或多个空间轴包括两两正交的第一横轴、第二横轴和纵轴，其中，纵轴平行于主磁场方向，所述一个或多个采集模块包括第一采集模块和第二采集模块，所述第一采集模块用于对所述第一横轴和所述第二横轴进行成像，所述第二采集模块用于对所述纵轴进行成像，所述第一横轴对应的第一成像梯度、第二成像梯度和第三成像梯度施加于所述第一采集模块的两个回聚脉冲之间，所述第二横轴对应的第一成像梯度、第二成像梯度和第三成像梯度施加于所述第一采集模块的第二个回聚脉冲之后、所述第二采集模块之前，所述纵轴对应的第一成像梯度、第二成像梯度和第三成像梯度施加于所述第二采集模块的两个回聚脉冲之间。

7、在一些实施例中，对所述每个采集模块，沿其对应的每个空间轴施加的至少两个成像梯度还包括前置成像梯度和后置成像梯度，所述前置成像梯度施加于所述第一成像梯度之前，所述后置成像梯度施加于所述第三成像梯度之后，所述前置成像梯度和所述后置成像梯度方向相反且梯度面积绝对值相等。

8、在一些实施例中，所述前置成像梯度在所述第一成像梯度之前施加两次，所述后置成像梯度在所述第三成像梯度之后施加两次。

9、在一些实施例中，所述第一横轴对应的前置成像梯度在所述第一采集模块的第一个回聚脉冲之前和之后各施加一次，所述第一横轴对应的后置成像梯度和所述第二横轴对应的前置成像梯度在所述第一采集模块的第二个回聚脉冲之前和之后各施加一次；所述第二横轴对应的后置成像梯度在所述第一采集模块的第二个回聚脉冲之后施加两次；所述纵轴对应的前置成像梯度在所述第二采集模块的第一个回聚脉冲之前和之后各施加一次，所述纵轴对应的后置成像梯度在所述第二采集模块的第二个回聚脉冲之前和之后各施加一次。

10、在一些实施例中，第二次施加的前置成像梯度和所述第一成像梯度合并施加，第一次施加的后置成像梯度和所述第三成像梯度合并施加。

11、在一些实施例中，所述快速自旋回波序列还包括一个或多个调整模块，每个调整模块对应所述一个或多个采集模块中的一个采集模块，所述每个调整模块包括沿所述一个或多个空间轴中的每个空间轴施加的受力梯度，以调整所述磁性颗粒的位置，其中，所述受力梯度的梯度面积与总梯度面积和已有梯度面积有关，所述总梯度面积为调整所述磁性颗粒的位置所需的总冲量对应的梯度面积，所述已有梯度面积为所述调整模块对应的采集模块中所有梯度的梯度面积之和。

12、在一些实施例中，所述一个或多个空间轴包括两两正交的第一横轴、第二横轴和纵轴，其中，纵轴平行于主磁场方向；所述一个或多个采集模块包括第一采集模块和第二采集模块，所述第一采集模块用于对所述第一横轴和所述第二横轴进行成像，所述第二采集模块用于对所述纵轴进行成像；所述第一采集模块中的激发脉冲的中心频率为正偏转中心频率，以使所述第一横轴和所述第二横轴的一维图像中仅出现一个亮峰；所述第二采集模块中的激发脉冲的中心频率为负偏转中心频率，以使所述纵轴的一维图像中仅出现一个亮峰。

13、在一些实施例中，所述磁性颗粒为以非接触方式驱动的颗粒状机器人。

14、本说明书实施例的第二方面提供一种基于核磁共振的磁性颗粒成像系统，包括：序列获取单元，用于获取预先配置的快速自旋回波序列；成像单元，用于利用所述快速自旋回波序列沿一个或多个空间轴中每个空间轴对磁性颗粒引起的磁场不均匀区域进行一维成像。其中：所述快速自旋回波序列包括一个或多个采集模块，每个采集模块用于对所述一个或多个空间轴中的至少一个空间轴进行一维成像，所述每个采集模块包括：激发脉冲，所述激发脉冲的激发频率高于主磁场频率；以及沿所述至少一个空间轴中的每个空间轴施加的至少两个成像梯度，所述至少两个成像梯度的梯度面积之和等于0。

15、本说明书实施例的第三方面提供一种核磁共振成像设备，包括处理器和存储设备，所述存储设备存储有用于磁性颗粒成像的指令，当所述处理器执行所述指令时，实现如权利要求1～12中任一项所述的磁性颗粒成像方法。

16、本说明书实施例的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有用于磁性颗粒成像的指令，当计算机运行所述指令时，实现如本说明书任一实施例所述的磁性颗粒成像方法。

17、本说明书实施例提供一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法和系统。在任意一个空间轴上，成像梯度的梯度面积之和等于0。即，成像梯度的设计考虑了力学平衡，能够避免对磁性颗粒的成像影响到对磁性颗粒的力学控制，从而提高磁性颗粒定位的空间分辨率。

技术特征：

1.一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个采集模块进一步包括偏转角为180°的回聚脉冲，所述回聚脉冲的数量为偶数，所述激发脉冲的偏转角小于90°。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回聚脉冲的数量为2。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述每个采集模块，沿其对应的每个空间轴施加的至少两个成像梯度包括依次施加的第一成像梯度、第二成像梯度和第三成像梯度，

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个空间轴包括两两正交的第一横轴、第二横轴和纵轴，其中，纵轴平行于主磁场方向，

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述每个采集模块，沿其对应的每个空间轴施加的至少两个成像梯度还包括前置成像梯度和后置成像梯度，

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述前置成像梯度在所述第一成像梯度之前施加两次，所述后置成像梯度在所述第三成像梯度之后施加两次。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第二次施加的前置成像梯度和所述第一成像梯度合并施加，第一次施加的后置成像梯度和所述第三成像梯度合并施加。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激发脉冲的偏转角等于恩斯特角。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快速自旋回波序列还包括一个或多个调整模块，每个调整模块对应所述一个或多个采集模块中的一个采集模块，

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个空间轴包括两两正交的第一横轴、第二横轴和纵轴，其中，纵轴平行于主磁场方向；

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒为以非接触方式驱动的颗粒状机器人。

13.一种核磁共振成像设备，其特征在于，包括处理器和存储设备，所述存储设备存储有用于磁性颗粒成像的指令，当所述处理器执行所述指令时，实现如权利要求1～12中任一项所述的磁性颗粒成像方法。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有用于磁性颗粒成像的指令，当计算机运行所述指令时，实现如权利要求1～12中任一项所述的磁性颗粒成像方法。

15.一种基于核磁共振的磁性颗粒成像系统，其特征在于，包括：序列获取单元，用于获取预先配置的快速自旋回波序列；成像单元，用于利用所述快速自旋回波序列沿一个或多个空间轴中每个空间轴对磁性颗粒引起的磁场不均匀区域进行一维成像；其中：

技术总结本说明书实施例公开了一种基于核磁共振的磁性颗粒成像方法和系统。在任意一个空间轴上，成像梯度的梯度面积之和等于0。即，成像梯度的设计考虑了力学平衡，能够避免对磁性颗粒的成像影响到对磁性颗粒的力学控制，从而提高磁性颗粒定位的空间分辨率。技术研发人员：谢强,臧剑锋,张雪晴受保护的技术使用者：武汉联影智融医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6