本發明涉及彌散成像技術領域，特別是涉及一種心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法和裝置。

背景技術：

磁共振(magneticresonance，mr)成像是隨著計算機技術、電子電路技術、超導體技術的發展而迅速發展起來的一種生物磁學核自旋成像技術。它利用磁場與射頻脈沖使人體組織內進動的氫核(即h+)發生振動產生射頻信號，經計算機處理而成像。

彌散(diffusion)是指分子的隨機不規則運動，是體內的物質轉運方式之一，又稱布朗運動。生物體的組織結構會對其中的水分子彌散運動造成影響，反過來水分子的彌散運動反映了所處位置的組織特性。彌散張量磁共振成像(diffusiontensorimagining，dti)在磁共振成像的基礎上利用非線性相關方向梯度磁場檢測組織內水分子在各個方向上的彌散速率，在此基礎上計算出水分子的彌散張量，從而研究組織內部的精細結構。

用受激回波(stimulated-echo，steam)單次激發平面回波成像可以實現活體心臟彌散張量成像。彌散編碼梯度加在相鄰心跳周期的同一時相上，可以避免心臟運動造成信號丟失。為防止呼吸運動對采集過程的影響，可以在steam序列前與steam序列后分別加上導航回波，其中導航條放在被掃描者的膈肌頂部。

然而，現有技術中采用導航回波的steam掃描方式具有掃描時間冗長的缺陷。

技術實現要素：

本發明實施方式提出一種心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法和裝置，從而降低掃描時間。

本發明實施方式的技術方案如下：

根據本發明實施方式的一方面，一種心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法，包括：

當接收到心電觸發信號時，使能受激回波序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息；

當所述第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行所述受激回波序列，等待接收下一個心電觸發信號。

在一個實施方式中，還包括：

當所述第一膈肌位置信息位于所述采集窗內時，執行所述受激回波序列。

在一個實施方式中，在執行所述受激回波序列之后，還包括：

使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

當所述第二膈肌位置信息位于所述采集窗內且所述第一膈肌位置信息與所述第二膈肌位置信息之間 的位置差小于預定門限值時，接受所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，在執行所述受激回波序列之后，該方法還包括：

使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

當所述第二膈肌位置信息不位于所述采集窗內時，丟棄所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，在執行所述受激回波序列之后，該方法還包括：

使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

當所述第一膈肌位置信息與所述第二膈肌位置信息之間的位置差不小于預定門限值時，丟棄所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

根據本發明實施方式的一方面，一種心臟彌散成像的受激回波序列掃描裝置，包括：

導航回波使能模塊，用于當接收到心電觸發信號時，使能受激回波序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息；

處理模塊，用于當所述第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行所述受激回波序列，等待接收下一個心電觸發信號。

在一個實施方式中，處理模塊，還用于當所述第一膈肌位置信息位于所述采集窗內時，執行所述受激回波序列。

在一個實施方式中，

導航回波使能模塊，還用于在處理模塊執行所述受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

處理模塊，還用于當所述第二膈肌位置信息位于所述采集窗內且所述第一膈肌位置信息與所述第二膈肌位置信息之間的位置差小于預定門限值時，接受所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，

導航回波使能模塊，還用于在處理模塊執行所述受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

處理模塊，還用于當所述第二膈肌位置信息不位于所述采集窗內時，丟棄所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，

導航回波使能模塊，還用于在處理模塊執行所述受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；

處理模塊，還用于當所述第一膈肌位置信息與所述第二膈肌位置信息之間的位置差不小于預定門限值時，丟棄所述受激回波序列所采集的心臟成像數據。

從上述技術方案可以看出，在本發明實施方式中，當接收到心電觸發信號時，使能受激回波序列前的 導航回波探測第一膈肌位置信息；當第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行受激回波序列，等待接收下一個心電觸發信號。由此可見，如果受激回波序列前的導航回波探測的膈肌位置不位于采集窗內，可以判定后續受激回波序列將要采集到的數據是無效數據，本發明實施方式不再執行后續的受激回波序列，從而省略受激回波序列的采集時間及受激回波序列后導航回波的探測時間，并由此顯著降低了掃描時間。

而且，本發明還延長了實際的重復時間(tr)，縱向磁化矢量可以有足夠的弛豫時間，從而還可以提高圖像的信噪比。

附圖說明

圖1為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法流程圖。

圖2為具有導航回波的受激回波(steam)序列的序列圖。

圖3為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法的示范性流程圖。

圖4a為現有技術的導航回波的示范性數據接收示意圖。

圖4b為根據本發明實施方式的導航回波數據接收示意圖。

圖5為現有技術的2d前瞻性采集校正(2dprospectiveacquisitioncorrection，pace)方法、現有技術的導航回波方法與本發明實施方式的示范性成像效果對比圖。

圖6為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描裝置結構圖。

具體實施方式

為了使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以闡述性說明本發明，并不用于限定本發明的保護范圍。

為了描述上的簡潔和直觀，下文通過描述若干代表性的實施方式來對本發明的方案進行闡述。實施方式中大量的細節僅用于幫助理解本發明的方案。但是很明顯，本發明的技術方案實現時可以不局限于這些細節。為了避免不必要地模糊了本發明的方案，一些實施方式沒有進行細致地描述，而是僅給出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根據……”是指“至少根據……，但不限于僅根據……”。由于漢語的語言習慣，下文中沒有特別指出一個成分的數量時，意味著該成分可以是一個也可以是多個，或可理解為至少一個。

steam序列之前與之后的導航回波分別用于探測膈肌位置。steam序列用于獲取心臟成像數據。

在現有技術采用導航回波的steam掃描方式中，steam序列之前與之后的導航回波分別探測到膈肌位置以及steam序列獲取到心臟成像數據之后，判斷是否接受steam序列所采集的心臟成像數據。其中：只有當steam序列前的導航回波所探測的膈肌位置符合需求、steam序列后的導航回波所探測 的膈肌位置符合需求，以及steam序列前的導航回波所探測的膈肌位置與steam序列后的導航回波所探測的膈肌位置的差值符合需求時，才判定接受steam序列所采集的心臟成像數據。

申請人通過觀察分析發現，如果steam序列前的導航回波所探測的膈肌位置不符合需求，即足以判定不接受steam序列所采集的心臟成像數據，而沒有必要再執行后續steam序列的心臟數據采集工作，也沒有必要執行后續的steam序列后導航回波的探測工作，并由此省略steam序列后導航回波的探測時間及steam序列的采集時間，從而顯著降低掃描時間。

圖1為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法流程圖。在本方法中，在steam序列的前后分別加上導航回波，其中導航條放在被掃描者的膈肌頂部。在steam序列的前后分別加上導航回波，可讓病人在采集過程中自由呼吸。

如圖1所示，該方法包括：

步驟101：當接收到心電觸發(ecgtrigger)信號時，使能steam序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息。

步驟102：當第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行steam序列，等待接收下一個心電觸發信號。

可見，在接收到心電觸發信號后及steam序列開始掃描前，steam序列前的導航回波首先探測膈肌位置，得到第一膈肌位置信息。如果判定第一膈肌位置信息不位于采集窗內，判定后續steam序列將要采集到的數據是無效數據，因此不再執行后續的steam序列的心臟數據采集工作，也不執行steam后導航回波的探測工作，從而省略steam序列的采集時間和steam后導航回波的探測時間，并由此顯著降低掃描時間。

另外，本發明還延長了實際的重復時間，因此縱向磁化矢量可有足夠的弛豫時間，從而可以使圖像有更高的信噪比。

在本發明實施方式中，當步驟102中判定不執行steam序列并等待接收到下一個心電觸發信號后，重復執行圖1所示方法。具體包括：當不執行steam序列并等待接收到下一個心電觸發信號后，繼續使能steam序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息，當此時探測到的第一膈肌位置信息依然不位于采集窗內時，仍然不執行steam序列，而是繼續等待接收當前心電觸發信號之后的下一個心電觸發信號。依此類推，如果steam序列前的導航回波探測的第一膈肌位置信息持續不位于采集窗內，則持續不執行steam序列。

在一個實施方式中，該方法還包括：

當第一膈肌位置信息位于采集窗內時，執行steam序列。

在這里，如果判定該第一膈肌位置信息位于采集窗內，則意味著后續steam序列將采集到的數據可能是有效數據，不能立即被廢棄，因此執行steam序列，steam序列采集心臟成像數據。

在一個實施方式中，在執行steam序列之后，該方法還包括：

使能steam序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；當第一膈肌位置信息與第二膈肌位置信息之間的位置差小于預定門限值時，接受steam序列所采集的心臟成像數據。

在這里，當因判定steam序列前的導航回波檢測的第一膈肌位置信息位于采集窗內而執行steam序列之后，如果steam序列后的導航回波檢測的第二膈肌位置信息同樣位于采集窗內，而且第一膈肌位置信息與第二膈肌位置信息之間的位置差小于預定門限值，則意味著steam序列采集到的心臟成像數據為有效數據，因此接受steam序列采集到的心臟成像數據。

在一個實施方式中，在執行steam序列之后，該方法還包括：

使能steam序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；當第二膈肌位置信息不位于采集窗內時，丟棄steam序列所采集的心臟成像數據。

在這里，當因判定steam序列前的導航回波檢測的第一膈肌位置信息位于采集窗內而執行steam序列之后，如果進一步判定steam序列后的導航回波檢測的第二膈肌位置信息不位于采集窗內，則意味著steam序列采集到的數據為無效數據，因此丟棄steam序列所采集的數據。

在一個實施方式中，在執行steam序列之后，該方法還包括：

使能steam序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；當第一膈肌位置信息與第二膈肌位置信息之間的位置差不小于預定門限值時，丟棄steam序列所采集的心臟成像數據。

在這里，當因判定steam序列前的導航回波檢測的第一膈肌位置信息位于采集窗內而執行steam序列之后，使能steam序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息，如果第一膈肌位置信息與第二膈肌位置信息之間的位置差不小于預定門限值，則意味著steam序列采集到的數據為無效數據，因此丟棄steam序列所采集的數據。

下面結合steam序列的序列圖對本發明進行示范性闡述。為防止呼吸運動對采集的影響，在steam序列的前后同時加上導航回波，其中導航條放在被掃描者的膈肌頂部。

圖2為具有導航回波的steam序列的序列圖。

在圖2中，ecg為心電觸發信號；fatsat表示壓脂；gdiff為彌散梯度；td為觸發延遲；te為回波時間；tm為混合或彌散演化時間；epi為平面回波成像。

如圖2所示，在steam序列之前具有導航回波(navbefore)，在steam序列之后具有導航回波(navafter)。navbefore用于探測steam序列開始時的膈肌位置，navafter用于探測steam序列結束時的膈肌位置。

條件(1)：navbefore探測到的膈肌位置必須在采集窗內(比如：正負4mm)；

條件(2)：navafter探測到的膈肌位置必須在采集窗內(比如：正負4mm)；

條件(3)：navbefore探測到的膈肌位置與navafter探測到的膈肌位置的位置差必須小于預定門限值(比 如：2mm)。

若以上三個條件中任意一個不滿足，就需要廢棄steam序列采集到的數據。換句話說，只有以上三個條件全部滿足，才接受steam序列采集到的數據。測試經驗表明，在病人自由呼吸情況下，這三個條件很難同時滿足，數據接受效率低。

實際上，若條件(1)不滿足，就沒有必要進行steam序列的采集，也無須對條件(2)和條件(3)進行判斷。因此，在steam序列掃描開始前，navbefore探測到膈肌位置后，就可以進行條件(1)的判斷，若條件(1)不滿足，則不再執行后續的steam序列。

具體地，當獲得ecg觸發信號后，navbefore獲取膈肌位置信息，判斷該膈肌位置信息是否在采集窗內，若不在采集窗內，則不執行steam序列，而是等待下一個ecg信號并重新獲取膈肌信息后再判斷是否滿足條件(1)，直到條件(1)獲得滿足才執行steam序列和探測navafter。

當條件(1)獲得滿足后，執行steam序列和探測navafter，并對條件(2)和條件(3)進行判斷。只有條件(2)和條件(3)都滿足時，才接受steam序列采集的心臟成像數據。當條件(2)和條件(3)不能同時滿足時，丟棄steam序列采集的心臟成像數據。

圖3為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法的示范性流程圖。

如圖3所示，該方法包括：

步驟300：開始本流程。

步驟301：接收ecg觸發信號。

步驟302：使能導航回波navbefore檢測膈肌位置。

步驟303：判斷導航回波navbefore檢測到的膈肌位置是否位于采集窗內，如果是，執行步驟304及其后續步驟，否則返回執行步驟301。

步驟304：執行steam序列，steam序列用于采集心臟成像數據。

步驟305：使能導航回波navafter檢測膈肌位置。

步驟306：判斷是否同時滿足以下兩個條件：(1)、navafter檢測到的膈肌位置位于采集窗內；(2)、navbefore檢測到的膈肌位置與navafter檢測到的膈肌位置的位置差小于預定門限值d，如果同時滿足這兩個條件，執行步驟307及其后續步驟，如果不能同時滿足這兩個條件，執行步驟310。

步驟307：接受steam序列采集的心臟成像數據，并將預先設定的采集變量nimage遞增加一。

步驟308：判斷采集變量nimage是否等于預先設定的采集次數n，如果是，則執行步驟309，否則返回執行步驟301。

步驟309：結束本流程。

步驟310：丟棄steam序列采集的心臟成像數據，并返回執行步驟301。

下面結合附圖對本發明的有益效果進行示范性闡述說明。

圖4a為現有技術的導航回波的示范性數據接收示意圖；圖4b為根據本發明實施方式的導航回波數據接收示意圖。在圖4a和圖4b中，導航條都放在被掃描者的膈肌頂部。

圖4a和圖4b都顯示了肝臟隨著呼吸的運動情況。在圖4a和圖4b中，圖形上方的黑色區域對應的是肺；白色柱形條對應的是navbefore的檢測數據；黑色柱形條對應的是navafter的檢測數據。在白色柱形條與黑色柱形條之間執行steam序列的掃描。在圖4a和圖4b中，勾號表示條件(1)、條件(2)和條件(3)都已滿足，采集到的數據可以接受。

在steam序列之后才檢測navafter，因此黑色柱形條表示steam序列已被執行。圖4b中的黑色柱形條數目相比較圖4a中的黑色柱形條數目更少，這意味著本發明實施方式不執行沒有意義的steam序列掃描，因此節省了大量的掃描時間。

在圖4b中，左邊的圓圈表示吸氣；右邊的圓圈表示呼氣。由圖4b可見，白色柱形條不斷重復，直到白色柱形條落入采集窗內。該落入位置是呼氣末期的開始，之后出現黑色柱形條，表明steam序列已執行。若黑色柱形條仍在采集窗內，并且白色柱形條與黑色柱形條的差值小于d(比如，d為2mm)，則可確保在呼氣末期呼吸運動較小時執行steam序列，steam序列采集到的數據將被接受?？梢?，采用本發明之后，navbefore可以找到最佳的呼氣末期開始時間來觸發執行序列，條件(2)和條件(3)也更易滿足。因此，與圖4a相比，圖4b中的數據接受率顯著提高。

如圖4a和圖4b中的雙箭頭顯示，實際tr即為兩個黑色柱形條之間的時間。對比圖4a和圖4b可見，圖4b的雙箭頭比圖4a的雙箭頭更長，這表明本發明還延長了實際的重復時間(tr)。因此，應用本發明之后，縱向磁化矢量可有足夠的弛豫時間，使圖像有更高的信噪比。

本發明已在西門子公司的idea平臺上實現，并在實驗中得到證實。圖5為應用2d前瞻性采集校正(2dprospectiveacquisitioncorrection，pace)方法、現有技術的導航回波方法與本發明的示范性成像效果對比圖。這三種方式的掃描序列分別為：pace掃描序列；現有技術的導航回波掃描序列；steamep2d_diff掃描序列。在這三種掃描方式中，相位編碼梯度加在六個方向上，b值為350s/mm²，層數為4(短軸位)。而且，這三種方式獲得的所有圖像都呈現在同一窗寬窗位下。

在圖5中：

第一行(即行a)為基于pace的掃描結果?？梢姡趐ace的掃描結果具有魯棒性欠缺的缺點，有部分成像受到了呼吸運動的影響。

第二行(即行b)為基于現有技術的導航回波的掃描結果?；诂F有技術的導航回波的掃描方式具有掃描時間較長的缺點，臨床上并不適用。而且，基于現有技術的導航回波的掃描結果具有圖像信噪較低的缺點，這是因為實際tr為2個rr間期，縱向磁化矢量沒有足夠的弛豫時間。

第三行(即行c)為本發明實施方式的掃描結果。可見，本發明對基于現有技術的導航回波的掃描方式進行改進，在保持魯棒性優的基礎上，進一步縮小了掃描時間(比如，可以減少一半)，而且圖像的信 噪比還得到了顯著提高。

表1列出了基于pace,現有技術的導航回波與本發明的導航回波的比較結果。

表1

由表1可見，在pace方案中：信噪比良好，魯棒性較差，效率優秀，舒適度良好；在現有技術的導航回波方案中：信噪比較差，魯棒性良好，效率較差，舒適度良好。在本發明實施方式中：信噪比良好，魯棒性良好，效率良好，舒適度良好。

可見，相比較pace方案和現有技術的導航回波方案，本發明同時保證了信噪比、魯棒性、效率優秀和舒適度。

圖6為根據本發明實施方式心臟彌散成像的受激回波序列掃描裝置結構圖。

如圖6所示，該裝置600，包括：

導航回波使能模塊601，用于當接收到心電觸發信號時，使能受激回波序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息；

處理模塊602，用于當第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行受激回波序列，等待接收下一個心電觸發信號。

在一個實施方式中，處理模塊602，還用于當第一膈肌位置信息位于所述采集窗內時，執行受激回波序列。

在一個實施方式中，導航回波使能模塊601，還用于在處理模塊602執行受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；處理模塊602，還用于當第二膈肌位置信息位于采集窗內且第一膈肌位置信息與第二膈肌位置信息之間的位置差小于預定門限值時，接受受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，導航回波使能模塊601，還用于在處理模塊602執行受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；處理模塊602，還用于當第二膈肌位置信息不位于采集窗內時，丟棄受激回波序列所采集的心臟成像數據。

在一個實施方式中，導航回波使能模塊601，還用于在處理模塊602執行受激回波序列之后，使能受激回波序列后的導航回波探測第二膈肌位置信息；處理模塊602，還用于當第一膈肌位置信息與第二膈肌 位置信息之間的位置差不小于預定門限值時，丟棄受激回波序列所采集的心臟成像數據。

可以遵循一定規范的應用程序接口，將本發明實施方式所提出的心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法編寫為安裝到磁共振彌散成像系統的控制主機、個人電腦、移動終端等中的插件程序，也可以將其封裝為應用程序以供用戶自行下載使用。

可以通過指令或指令集存儲的儲存方式將本發明實施方式所提出的心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法存儲在各種存儲介質上。這些存儲介質包括但是不局限于：軟盤、光盤、dvd、硬盤、閃存等。

另外，還可以將本發明實施方式所提出的心臟彌散成像的受激回波序列掃描方法應用到基于閃存(nandflash)的存儲介質中，比如u盤、cf卡、sd卡、sdhc卡、mmc卡、sm卡、記憶棒、xd卡等。

綜上所述，在本發明實施方式中，當接收到心電觸發信號時，使能受激回波序列前的導航回波探測第一膈肌位置信息；當第一膈肌位置信息不位于采集窗內時，不執行受激回波序列，等待接收下一個心電觸發信號?？梢姡绻芗せ夭ㄐ蛄星暗膶Ш交夭ㄌ綔y的膈肌位置不位于采集窗內，可以判定后續steam序列將要采集到的數據是無效數據，本發明實施方式不再進行后續的steam序列采集，從而省略steam序列的采集時間和steam后導航回波的探測時間，并由此顯著降低掃描時間。

而且，本發明還延長了實際的重復時間，縱向磁化矢量可以有足夠的弛豫時間，從而還可以提高圖像的信噪比。另外，相比較pace方案和現有技術的導航回波方案，本發明同時保證了信噪比、魯棒性、效率優秀和舒適度。

以上所述，僅為本發明的較佳實施方式而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。