低场磁共振成像系统中扩散成像方法的研究

论文摘要

扩散MRI可以研究活体生物组织中水的运动和输运过程,有很高的临床应用价值。该技术能诊断常规MR序列不能显示的超急性期和急性期脑梗塞,对急性出血性脑梗塞的诊断也很有价值,能区分急性期和慢性期脑梗塞,还可用于脑肿瘤、脑白质病变的诊断和鉴别诊断。扩散各向异性可以揭示正常人脑的结构特征。扩散张量图能特征化脑组织中的微结构,能识别正常脑白质结构的微小变化,能区分病理严重性不同的病变以及不同的发展阶段如急性炎症和慢性非炎症病变。用最佳采集协议和数据处理算法,扩散张量可以产生高质量的脑神经传导束图。传导束图和传统MRI以及fMRI的结合,为术前计划和术后评价提供一个有用的新的工具。近年来由于技术的进步,中低场MRI仪器的性能不断提高而其售价以及运行和维护费用很低,因此在市场得到越来越多的普及。同时,由于中低场仪器都采用开放式的磁体结构,可消除病人的幽闭恐惧症,并且可以进行介入治疗,易于使用生命支持系统和监护设备。但是,扩散成像不管是应用在高场还是中低场,其图像质量还不够理想,都还有一系列需要解决的问题:如涡流、剩磁、磁化率产生严重的图像变形,生理运动产生鬼影状伪影,图像信噪比差等,上述问题会导致诊断和定量分析困难。基于以上原因,本论文对中低场磁共振系统中扩散成像方法进行了研究。本论文主要内容如下:1.扩散加权成像方法研究:采用线扫描（Line scan）序列实现扩散加权成像,测量了正常人健康大脑的表现扩散系数（ADC）。2.扩散张量成像方法研究:采用线扫描序列实现扩散张量成像,测量正常人健康大脑各组织结构的扩散参数。3.扩散成像中运动伪影校正方法的研究:实现了导航回波扩散加权自旋回波（NAV-DWSE:Navigated Diffusion Weighed Spin Echo）方法并进行扫描实验,与线扫描扩散加权成像的结果进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 核磁共振成像发展与现状
• 论文研究的主要内容
• 第二章 磁共振成像基本原理
• 2.1 核磁共振的基本原理
• 2.2 磁共振成像的基本原理
• 2.2.1 成像基本原理
• 2.2.2 层面选择
• 2.2.3 相位编码
• 2.2.4 频率编码
• 2.3 常规成像序列和K空间
• 2.3.1 常规成像序列简介
• 2.3.2 K空间
• 第三章 磁共振成像系统的基本结构
• 3.1 磁体系统
• 3.2 梯度场系统
• 3.3 射频系统
• 3.3.1 线圈构型、表面线圈和相阵控线圈
• 3.3.2 发射器和接收器
• 3.4 计算机和辅助系统
• 第四章 扩散磁共振成像
• 4.1 扩散对磁共振信号的影响
• 4.1.1 扩散原理
• 4.1.2 扩散对MR信号的影响
• 4.2 Bloch-Torrey方程
• 4.3 磁共振扩散测量方法和脉冲序列
• 4.4 扩散磁共振成像
• 4.4.1 扩散成像自旋回波序列
• 4.4.2 受激回波扩散成像序列
• 4.4.3 扩散EPI成像
• 4.5 扩散磁共振成像的应用价值
• 第五章 线扫描扩散成像在低场的实现
• 5.1 低场扩散磁共振成像的现状
• 5.2 线扫描扩散成像原理
• 5.3 线扫描扩散成像在0.35T系统上的实现
• 5.3.1 水模扩散实验
• 5.3.2 正常人大脑实验
• 5.3.3 ADC图像的计算和显示
• 第六章 线扫描序列实现扩散张量成像
• 6.1 扩散张量描述和计算方法
• 6.2 线扫描扩散张量成像的实现和效果
• 6.2.1 实现参数设置
• 6.2.2 数据分析
• 6.2.3 对比扫描
• 6.2.4 试验结果
• 6.3 结果讨论
• 第七章 导航回波在低场扩散成像中的应用
• 7.1 运动对K空间数据相位的影响
• 7.2 使用导航回波对运动进行校正
• 7.3 在扩散成像中应用导航回波
• 7.3.1 扩散梯度对运动自旋的相位影响
• 7.3.2 导航回波在扩散成像中的实现和讨论
• 7.4 论文的工作总结
• 参考文献
• 已发表文章
• 致谢