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將針對mri的成像區(qū)域限制在不均勻的磁場中的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬對象（例如，金屬植入物）附近的磁共振成像，在所述附近發(fā)生靜態(tài)磁場的嚴(yán)重空間攝動。為了抑制遠(yuǎn)程非共振信號回折到感興趣區(qū)域中，借助與自旋回波序列中的激勵和重聚焦RF脈沖同時施加的選擇梯度，成像體積被空間限制。在所述激勵脈沖期間施加的選擇梯度具有與所述重聚焦脈沖期間施加的選擇梯度不同的幅度和/或極性，從而在非共振頻率相對空間坐標(biāo)的圖中分別選擇的切片變得相對于彼此傾斜。應(yīng)用的成像技術(shù)可以是SEMAC或MAVRIC型的，并且可以包含壓縮感測、平行成像、脂肪抑制和/或基于SVD的噪聲降低。
【專利說明】將針對MRI的成像區(qū)域限制在不均勻的磁場中
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁共振成像，具體而言涉及用于對來自受限制成像區(qū)域的自旋進行選擇性編碼的成像技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前正在研究多頻譜成像技術(shù)MAVRIC和SEMAC圖像采集技術(shù)，以降低由于金屬的存在導(dǎo)致的磁化率偽影。
[0003]MAVRIC采集不是體積選擇性的，并且如果編碼的體積太小，MAVRIC會因此遭受回折信號的影響。SEMAC中使用的切片選擇是與用于重聚焦和激勵兩者的單一選擇梯度強度相結(jié)合的單頻帶選擇，這會造成選擇遠(yuǎn)程非共振信號，從而導(dǎo)致回折信號。
[0004]在Koch 等人的《Multiple Resonant Frequency Offset Acquisitions forImaging of Metallic Implants》 (Magnetic Resonance in Medicine,第 61 卷，2009 年，第381-390頁)中解釋了 MAVRIC成像技術(shù)。
[0005]在Lu等人的《SEMAC:SliceEncoding for Metal Artifact Correction in MRI))(Magnetic Resonance in Medicine,第 62 卷，2009 年，第 66-76 頁)中解釋了 SEMAC 圖像采集技術(shù)。
[0006]在C.Bos 等人的《MR imaging near orthopedic implnatd with artefactredcution using view-angle tilting and off-resonance suppression〉〉(ISMRM2010 摘要1128)中解釋了視角傾斜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明在獨立權(quán)利要求中提供了一種醫(yī)療裝置、一種計算機程序產(chǎn)品和一種方法。在從屬權(quán)利要求中給出了實施例。
[0008]因此需要更好的采集技術(shù)以在金屬對象附近執(zhí)行磁共振成像。在一些實施例中，通過調(diào)整諸如MAVRIC和SEMAC的多頻譜成像技術(shù)的采集方案將信號選擇限制到受限制空間區(qū)域和受限制頻率范圍，可以解決上述問題和其他問題。通過在重聚焦期間使用與激勵相比不同的梯度強度和/或梯度極性來限制選擇。
[0009]對于SEMAC，能夠直接應(yīng)用這種選擇機制，因為當(dāng)前報告的SEMAC采集方案已經(jīng)包括了在激勵和重聚焦期間的梯度的使用。當(dāng)前報告的SEMAC采集方案不僅在有限體積中選擇在共振信號，而且還在該體積之外選擇非共振信號。使用這里提出的選擇機制限制了選定的體積還限制了選定的頻帶。因此，避免了遠(yuǎn)程非共振信號的回折。能夠?qū)⑦x定的體積匹配到由所選切片的相位編碼覆蓋的體積。相反，還能夠選擇相位編碼步驟的數(shù)目，以將相位編碼體積匹配到選定體積。
[0010]為了針對MAVRIC (迄今為止其一直被報告為非選擇性采集技術(shù))實現(xiàn)這種選擇機制，本發(fā)明提出向MAVRIC采集方案增加激勵梯度和重聚焦梯度。
[0011]有若干方案針對激勵使用與針對重聚焦不同的梯度強度或不同的梯度符號，以將選擇限制到受限制空間區(qū)域和受限制頻帶。
[0012]對于迄今為止公開的所有MAVRIC技術(shù)，激勵和重聚焦是空間非選擇性的，且僅選擇受限制的頻帶。為了使MAVRIC是空間選擇性的，本發(fā)明提出在激勵期間或在重聚焦期間或在兩者期間使用梯度。僅在激勵期間使用梯度與在重聚焦期間選擇等于零的梯度強度相同，反之亦然。如果在激勵以及重聚焦期間使用梯度，兩個梯度的強度或符號，或者強度符號兩者必須是不同的。
[0013]兩個梯度和RF脈沖的頻率帶寬的組合決定了受激勵和重聚焦兩者影響的自旋的空間范圍和頻帶。能夠在BO-Z圖中對此進行可視化，其中BO與自旋頻率直接成比例，并且Z是選擇方向中的空間位置。在BO-Z圖中，直垂直帶是具有受限頻帶的空間非選擇性RF脈沖，并且傾斜帶是與梯度組合的具有受限頻帶的RF脈沖。存在非共振自旋的情況下，梯度未必將RF脈沖的空間選擇性限制到預(yù)期的空間位置。具有大的非共振頻率以及具有與預(yù)期空間位置的大空間偏離的自旋仍然可能被選擇。
[0014]選擇具有與激勵梯度相反符號的重聚焦梯度將選擇限制到由激勵梯度和重聚焦梯度的交疊限定的空間區(qū)域。將重聚焦梯度選擇為零具有相似但較不突出的效果?；蛘撸軌蛲ㄟ^為激勵和重聚焦選擇符號相反的更強梯度，使交疊并因此使空間選擇性更小。這樣通過抑制在穿過平面的方向上的相位編碼，打開了執(zhí)行單切片MAVRIC的可能性。
[0015]對于迄今為止公布的SEMAC技術(shù)，借助用于激勵和重聚焦兩者的單一選擇梯度，意圖使激勵和重聚焦是空間選擇性的。然而，同樣對于SEMAC，由于存在非共振自旋，空間選擇性未必限制于預(yù)期的空間位置。具有大的非共振頻率以及具有與預(yù)期空間位置的大空間偏離的自旋仍然可能被選擇。
[0016]為了改善SEMAC的空間選擇性，本發(fā)明提出在激勵期間使用與在重聚焦期間不同的強度或不同的符號，或不同的強度和符號兩者的選擇梯度。這類似于為MAVRIC提出的。在激勵期間選擇與重聚焦期間不同的梯度強度(圖4)將切片的選擇限制到由激勵梯度和重聚焦梯度的交疊限定的空間區(qū)域。
[0017]在一個方面中，本發(fā)明被應(yīng)用于為對象的一部分，尤其是為金屬對象所在的待檢查患者的一部分成像，或為金屬對象附近的部分成像。如果未采取任何步驟，金屬對象能夠影響從待成像部分采集磁共振圖像。在該方面中，受限制成像區(qū)域位于受檢者體內(nèi)距金屬對象(1022)的預(yù)定距離之內(nèi)，或者所述受限制成像區(qū)域被定位從而使得所述受限制成像區(qū)域至少部分包含所述金屬對象。
[0018]本發(fā)明的實施例可以包括以下技術(shù):
[0019].先前公布的MAVRIC-SEMAC混合方案實質(zhì)上與這里提出的發(fā)明不同，因為單一厚片選擇梯度強度仍然被用于重聚焦和激勵。因此，盡管提出這項技術(shù)作為MAVRIC的體積選擇性版本，但其仍然有遠(yuǎn)程非共振信號回折的風(fēng)險，這與SEMAC的情況相同。并且類似于SEMAC,這里提出的發(fā)明也能夠應(yīng)用于MAVRIC-SEMAC混合技術(shù)，以避免遠(yuǎn)程非共振信號的這種回折。
[0020].通過減少相位編碼步驟的數(shù)量并由此對選定體積進行欠采樣，能夠根據(jù)所有選定信號的頻率范圍，在采集速度和源自選定體積邊界的非共振信號的潛在回折風(fēng)險之間進行折衷。這種折衷可以應(yīng)用于具有非共振抑制的體積選擇性MAVRIC和SEMAC，并應(yīng)用于具有非共振抑制的MAVRIC-SEMAC混合方案。[0021].可以將實施例與壓縮感測組合。
[0022].可以將實施例與平行成像組合(兩者都基于圖像并基于k空間)。
[0023]?可以將實施例與所有從來自單一 MAVRIC頻譜箱或單一 SEMAC切片激勵的圖像組合重建全帶寬圖像的技術(shù)組合。這些重建技術(shù)可以包括:
[0024]ο組合算法，其中
【權(quán)利要求】
1.一種磁共振成像系統(tǒng)(1002)，包括: -用于采集來自受檢者(1018)的磁共振數(shù)據(jù)(1044)的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，采集的所述磁共振數(shù)據(jù)來自成像區(qū)(1008)； -用于控制醫(yī)療裝置的處理器(1030);以及 -存儲由所述處理器執(zhí)行的機器可執(zhí)行指令(1058、1060、1062、1064、1066)的存儲器(1038)，其中，所述指令的執(zhí)行令所述處理器: -使用多頻譜成像脈沖序列(1040)生成(100)磁共振控制命令(1042)，其中，所述脈沖序列對來自受限制成像區(qū)域(1024)的磁共振數(shù)據(jù)進行選擇性編碼，其中，所述成像區(qū)包括所述受限制成像區(qū)域，其中，所述脈沖序列包括激勵磁場梯度(208、308、408、508、710、910)和重聚焦磁場梯度(210、310、410、510、712、912)，其中，所述激勵磁場梯度和所述重聚焦磁場梯度具有不同極性和/或不同大?。? -向所述磁共振成像系統(tǒng)發(fā)送(102)所述磁共振控制命令； -從所述磁共振成像系統(tǒng)接收(104)所述磁共振數(shù)據(jù)；并且 -使用所述磁共振數(shù)據(jù)重建(106)所述受限制成像區(qū)域的磁共振圖像(1046)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述磁共振成像系統(tǒng)包括用于生成BO磁場的磁體(10 04)，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器: -生成初級磁共振控制命令，所述初級磁共振控制命令使所述磁共振成像系統(tǒng)采集初級磁共振數(shù)據(jù)(1053)； -重建初級磁共振圖像(1055);并且 -使用所述初級磁共振圖像識別所述成像區(qū)之內(nèi)的BO不均勻性區(qū)域(1057)，其中，所述BO不均勻性區(qū)域是BO場與預(yù)定磁場強度相差超過預(yù)定量的區(qū)域， -將所述受限制成像區(qū)域至少部分地定位在所述BO不均勻性區(qū)域之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述多頻譜成像脈沖序列是MAVRIC脈沖序列(900)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，如下中的僅一項具有零的大小:所述激勵磁場梯度和所述重聚焦磁場梯度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述激勵磁場梯度和所述重聚焦磁場梯度具有相反的極性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述多頻譜成像脈沖序列是SEMAC脈沖序列(700)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器: -生成預(yù)掃描磁共振控制命令(1048)，其令所述磁共振成像系統(tǒng)采集預(yù)掃描磁共振數(shù)據(jù)(1050)，其中，所述預(yù)掃描磁共振數(shù)據(jù)描述了所述受限制成像區(qū)域； -重建預(yù)掃描磁共振圖像(1052);并且 -確定相位編碼因子(1054)，其使用所述預(yù)掃描磁共振圖像選擇所述受限制成像區(qū)域。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述脈沖序列包含壓縮感測。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述脈沖序列包含平行成像。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述脈沖序列包含用于脂肪抑制的倒置脈沖。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器使用所述磁共振數(shù)據(jù)重建全帶寬圖像。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，所述指令的執(zhí)行還令所述處理器使用奇異值分解在所述磁共振圖像中執(zhí)行噪聲降低。
13.一種計算機程序產(chǎn)品，包括用于控制磁共振成像系統(tǒng)(1002)的機器可執(zhí)行指令(1058、1060、1062、1064、1066)，其中，醫(yī)療裝置包括用于采集來自受檢者(1018)的磁共振數(shù)據(jù)(1044)的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，采集的所述磁共振數(shù)據(jù)來自成像區(qū)(1008)，其中，所述指令的執(zhí)行令處理器: -使用多頻譜成像脈沖序列(1040)生成(100)磁共振控制命令(1042)，其中，所述脈沖序列對來自受限制成像區(qū)域(1024)的磁共振數(shù)據(jù)進行選擇性編碼，其中，所述成像區(qū)包括所述受限制成像區(qū)域，其中，所述脈沖序列包括激勵磁場梯度(208、308、408、508、710、910)和重聚焦磁場梯度(210、310、410、510 、712、912)，其中，所述激勵磁場梯度和所述重聚焦磁場梯度具有不同極性和/或不同大小； -向所述磁共振成像系統(tǒng)發(fā)送(102)所述磁共振控制命令； -從所述磁共振成像系統(tǒng)接收(104)所述磁共振數(shù)據(jù)；并且 -使用所述磁共振數(shù)據(jù)重建(106)所述受限制成像區(qū)域的磁共振圖像(1046)。
14.一種控制醫(yī)療裝置(1000)的磁共振成像系統(tǒng)(1002)的方法，其中，所述醫(yī)療裝置包括用于采集來自受檢者(1018)的磁共振數(shù)據(jù)(1044)的磁共振成像系統(tǒng)(1002)，其中，采集的所述磁共振數(shù)據(jù)來自成像區(qū)(1008)，其中，所述方法包括如下步驟: -使用多頻譜成像脈沖序列(1040)生成(100)磁共振控制命令(1042)，其中，所述脈沖序列對來自受限制成像區(qū)域(1024)的磁共振數(shù)據(jù)進行選擇性編碼，其中，所述成像區(qū)包括所述受限制成像區(qū)域，其中，所述脈沖序列包括激勵磁場梯度(208、308、408、508、710、910)和重聚焦磁場梯度(210、310、410、510、712、912)，其中，所述激勵磁場梯度和所述重聚焦磁場梯度具有不同極性和/或不同大??； -向所述磁共振成像系統(tǒng)發(fā)送(102)所述磁共振控制命令； -從所述磁共振成像系統(tǒng)接收(104)所述磁共振數(shù)據(jù)；并且 -使用所述磁共振數(shù)據(jù)重建(106)所述受限制成像區(qū)域的磁共振圖像(1046)。
【文檔編號】G01R33/565GK103430037SQ201280013754
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月17日
【發(fā)明者】J·M·登哈德, C·博斯, U·A·布盧默 申請人:皇家飛利浦有限公司