核磁共振彈性成像技術在肝纖維化檢測中的應用研究.pdf

1、核磁共振技術正在飛速發(fā)展成為醫(yī)學和生物學等領域不可或缺的重要工具，MRI已經成為當今最普遍的臨床醫(yī)學診斷和功能成像工具之一。所有醫(yī)學影像技術的本質是通過影像灰度或顏色的差別來反映不同組織或正常組織和病變組織之間的某種物理參數的差別，從而達到疾病診斷目的。目前能夠已經實現臨床應用的核磁共振所反映的物理參數主要有反映組織宏觀參數的縱向弛豫時間(T1)、橫向弛豫時間(T2)、質子密度等，以及能反映組織功能的灌注系數、擴散系數、血氧水平系數以及

2、分子化學位移等。而用核磁共振技術檢測組織彈性是近年來才提出來的一種新的成像檢測手段。
　　 由于彈性具有組織間差異大，從1～108KPa不等，分辨率高，臨床應用潛力巨大。采用影像技術檢測彈性，既無創(chuàng)還可實現彈性的二維或三維分布，因此受到臨床醫(yī)生的極大青睞與期待。近年來國外有多家研究結構都在進行相關研究，但目前還未形成成熟的臨床應用。本文針對彈性核磁共振成像技術的理論與技術進行了全面的研究，開發(fā)了核磁共振彈性圖研究平臺，并以肝纖維

3、化(硬度)檢測為目標，進行了相關實驗效果的檢驗。
　　 論文的主要內容如下：
　　 1.核磁共振彈性成像理論研究
　　 首先介紹了核磁共振彈性成像技術的基本原理，相位圖像的基本概念以及周期位移的相位檢測原理。提出了進行彈性核磁共振研究的基本流程和主要研究內容，并簡要說明了彈性核磁共振成像研究中涉及到的科學與關鍵技術問題。
　　 2.剪切波激勵裝置的開發(fā)
　　 剪切波是彈性核磁共振研究中的激勵源，是

4、技術關鍵之一。根據不同研究項目，需要開發(fā)頻率、初相及幅值可調，與核磁共振成像系統(tǒng)兼容性好，又能接受序列門控的剪切波發(fā)生與激勵裝置。本文采用基于Mega16的AVK單片機實現正弦激勵源的產生，經音頻功放后通過電磁激勵裝置產生橫波驅動，并采用碳纖維棒和推片實現剪切波的傳播，并饋入受檢組織。
　　 3.位移相位成像序列的設計與開發(fā)
　　 對質點周期位移進行相位檢測是彈性核磁共振成像技術中的關鍵點之一。一般采用基本成像序列配合施

5、加運動敏感梯度(MSG)來實現。但針對運動器官的彈性檢測，需要具有速度快，消除背景相位噪聲的功能。本文采用基本的FLASH+MSG序列來做為彈性成像序列，并采用了每兩個TR周期內，分別一次正、負MSG來實現背景相位的消除。對于肝臟運動的抑制，采用掃描過程屏氣來完成。
　　 4.組織生物力學模型的分析
　　 生物體組織生物力學模型分析的作用是將建立一個剪切波在組織內部的傳播速度(或波長、頻率)與組織彈性系數之間的物理模型。

6、對于一個復雜的生物體內部組織而言，建立這樣的模型無疑非常困難。本文從基礎的彈性力學理論出發(fā)，針對各向同性、小形變、不受外力，并忽略黏性的影響下，得出了剪切波在組織中的傳播波長，剪切波頻率與組織彈性系數之間的關系。為后續(xù)計算彈性奠定基礎。
　　 5.彈性擬合算法的研究與實現
　　 彈性成像序列將剪切波在組織內的傳播形成的質點周期位移，檢測形成相位圖像。根據生物彈性力學模型建模的結果，采用相關擬合算法將相位圖轉換成彈性圖。本