核磁共振彈性成像技術(shù)在肝纖維化檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、核磁共振技術(shù)正在飛速發(fā)展成為醫(yī)學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域不可或缺的重要工具，MRI已經(jīng)成為當(dāng)今最普遍的臨床醫(yī)學(xué)診斷和功能成像工具之一。所有醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的本質(zhì)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(shù)的差別，從而達(dá)到疾病診斷目的。目前能夠已經(jīng)實現(xiàn)臨床應(yīng)用的核磁共振所反映的物理參數(shù)主要有反映組織宏觀參數(shù)的縱向弛豫時間(T1)、橫向弛豫時間(T2)、質(zhì)子密度等，以及能反映組織功能的灌注系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、血氧水平系數(shù)以及

2、分子化學(xué)位移等。而用核磁共振技術(shù)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(yīng)用潛力巨大。采用影像技術(shù)檢測彈性，既無創(chuàng)還可實現(xiàn)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(jié)構(gòu)都在進(jìn)行相關(guān)研究，但目前還未形成成熟的臨床應(yīng)用。本文針對彈性核磁共振成像技術(shù)的理論與技術(shù)進(jìn)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(biāo)，進(jìn)行了相關(guān)實驗效果的檢驗。
　　 論文的主要內(nèi)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(shù)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(jìn)行彈性核磁共振研究的基本流程和主要研究內(nèi)容，并簡要說明了彈性核磁共振成像研究中涉及到的科學(xué)與關(guān)鍵技術(shù)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(shù)關(guān)鍵之一。根據(jù)不同研究項目，需要開發(fā)頻率、初相及幅值可調(diào)，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(jī)實現(xiàn)正弦激勵源的產(chǎn)生，經(jīng)音頻功放后通過電磁激勵裝置產(chǎn)生橫波驅(qū)動，并采用碳纖維棒和推片實現(xiàn)剪切波的傳播，并饋入受檢組織。
　　 3.位移相位成像序列的設(shè)計與開發(fā)
　　 對質(zhì)點周期位移進(jìn)行相位檢測是彈性核磁共振成像技術(shù)中的關(guān)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(xiàn)。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(nèi)，分別一次正、負(fù)MSG來實現(xiàn)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(xué)模型的分析
　　 生物體組織生物力學(xué)模型分析的作用是將建立一個剪切波在組織內(nèi)部的傳播速度(或波長、頻率)與組織彈性系數(shù)之間的物理模型。

6、對于一個復(fù)雜的生物體內(nèi)部組織而言，建立這樣的模型無疑非常困難。本文從基礎(chǔ)的彈性力學(xué)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(shù)之間的關(guān)系。為后續(xù)計算彈性奠定基礎(chǔ)。
　　 5.彈性擬合算法的研究與實現(xiàn)
　　 彈性成像序列將剪切波在組織內(nèi)的傳播形成的質(zhì)點周期位移，檢測形成相位圖像。根據(jù)生物彈性力學(xué)模型建模的結(jié)果，采用相關(guān)擬合算法將相位圖轉(zhuǎn)換成彈性圖。本