稳态磁共振指纹制造技术

本发明专利技术提供一种用于从处在测量区(108)内的对象(118)采集磁共振数据(142)的磁共振成像系统(100)，其中，所述磁共振成像系统包括：用于控制所述磁共振成像系统的处理器(130)以及用于存储机器可执行指令(150、152、154)和脉冲序列命令(140)的存储器(136)。所述脉冲序列命令用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振指纹协议来采集所述磁共振数据。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以生成RF脉冲序列(300)。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以采集所述磁共振数据作为多个k空间轨迹。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述RF脉冲序列被重复用于对所述多个k空间轨迹中的每个的所述采集。所述机器可执行指令使所述处理器：通过利用所述脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统来顺序地采集(200)磁共振数据的所述多个k空间轨迹，并且计算(202)在已经采集了所述多个k空间轨迹中的预定数量的k空间轨迹之后采集的k空间轨迹的预定物质集中的每个的丰度。通过将所述磁共振数据与稳态磁共振指纹字典(144)进行比较来确定预定物质集中的每个的丰度。所述稳态磁共振指纹字典包含响应于针对预定物质集的所述RF脉冲序列的计算的磁共振信号的列表。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稳态磁共振指纹
本专利技术涉及磁共振成像，尤其涉及磁共振指纹。
技术介绍
磁共振指纹(MRF)是一种新技术，其中许多按时间分布的RF脉冲被施加，使得它们使来自不同材料或组织的信号对测量的磁共振(MR)信号具有独特贡献。将来自物质集或固定数量的物质的预先计算的信号贡献的有限字典与测量的MR信号进行比较，并且在单个体素内能够确定成分。例如，如果已知一体素仅包括水、脂肪和肌肉组织，则仅需要考虑来自这三种材料的贡献，并且仅需要几个RF脉冲来准确地确定该体素的成分。在Ma等人的期刊文章“MagneticResonanceFingerprinting”(Nature，第495卷，第187至193页，doi：10.1038/Nature11971)中介绍了磁共振指纹技术。磁指纹技术还被描述于美国专利申请US2013/0271132A1和US2013/0265047A1中。US_patetn申请US2015/0346300公开了一种磁指纹(MRF)方法，其与同时多体积采集一起应用。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、计算机程序产品和方法。在从属权利要求中给出了实施例。Ma等人的Nature文章介绍了磁共振指纹的基本思想和用于描述这种技术的术语，例如字典，在本文中称为“稳态磁共振指纹字典”或“瞬态磁共振指纹字典”。单单术语“字典”应理解为是指磁共振指纹字典。磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的示例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为包含在磁共振成像数据内的解剖数据的重建的二维或三维可视化。能够使用计算机执行该可视化。在一个方面，本专利技术提供了一种用于从处在测量区内的对象采集磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器。所述磁共振成像系统还包括用于存储机器可执行指令的存储器。存储器用于进一步存储脉冲序列命令。所述脉冲序列命令适用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振指纹协议来采集所述磁共振数据。本文使用的脉冲序列命令包括指令或数据，其可以被转换成用于根据磁共振成像协议来控制磁共振成像系统的指令或命令。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以生成射频脉冲序列。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以采集所述磁共振数据作为多个k空间轨迹。在磁共振成像中，所述数据在所谓的k空间中被采样。k空间轨迹是通过被采样的k空间的路径。当在笛卡尔空间中采样时，k空间轨迹可以指代被采样的k空间的所谓的线。所述脉冲序列命令被配置用于控制所述射频脉冲序列被重复用于对所述多个k空间轨迹中的每个的所述采集。对所述机器可执行指令的执行使所述处理器通过利用所述脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统来顺序地采集磁共振数据的所述多个k空间轨迹。对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器计算在已经采集了所述多个k空间轨迹中的初始采集的预定成员的k空间轨迹之后采集的k空间轨迹的预定物质集中的每个的丰度。通过将所述磁共振数据与稳态磁共振指纹字典进行比较来确定预定物质集中的每个的丰度。所述稳态磁共振指纹字典包括响应于针对预定物质集的所述RF脉冲序列的计算的磁共振信号的列表。在该实施例中，在已经执行了初始采集的预定数量的k空间轨迹之后将k空间轨迹与稳态磁共振指纹字典进行比较使得能够更快速地执行对多个k空间轨迹的采集。在RF脉冲序列已经被执行了一次之后，在测量区内的分箱中可能存在残余磁化。在已经采集了预定数量的k空间轨迹之后，磁化最终将达到平衡点。在此之后，可以使用稳态磁共振指纹字典。这例如可以使得能够连续地采集磁共振数据。这还可以使得能够使用磁共振指纹来实现更复杂的磁共振技术。作为示例，在诸如SENSE的并行成像技术中，可以使用用于磁共振指纹的RF脉冲序列。这样做的一个困难是残余磁化可能需要很长的延迟才能够采集更多的数据。通过使用仅在已经执行了一定数量的RF脉冲序列之后使用的稳态磁共振指纹字典，使得磁共振数据能够用于准确地计算稳态磁共振指纹字典中的预定物质的丰度。在另一实施例中，对所述机器可执行指令的执行使所述处理器丢弃初始采集的预定数量的k空间轨迹。例如，为了使自旋置于稳态磁化中，脉冲序列可以被初始地执行预定次数。这可以具有如下技术效果：仅需要单个磁共振指纹字典并且使用该单个磁共振指纹字典，可以加速磁共振数据的采集。在一个示例中，丢弃第一预定数量的采集，并且在执行该采集之后，采集要使用的真实或实际数据。在另一实施例中，所述脉冲序列指令被配置用于控制所述RF脉冲序列被连续地重复。这可以具有尽可能快地采集磁共振数据的技术效果。在另一实施例中，所述脉冲序列指令被配置用于控制所述磁共振成像系统以在每个RF脉冲序列之间利用最大延迟来重复所述RF脉冲序列。最大延迟是以下项中的任何一个：小于5秒、小于1秒、小于0.5秒、小于0.1秒、小于0.05秒以及0.00秒。该实施例可以具有最小化采集之间的延迟的技术效果。在另一实施例中，所述磁共振成像系统包括具有主磁场的磁体。所述主磁场通常被称为所谓的B0场。主磁场在测量区内具有平均磁场大小。对所述机器可执行指令的执行使所述处理器比平均磁场大小中的预定物质集的最大T1时间快以下项中的任何一个来重复每个RF脉冲序列：5倍、1倍、0.5倍以及0.1倍。稳态磁共振指纹字典中的预定物质集中的每个将具有特定T1弛豫时间。所有这些物质的最大T1值也取决于主磁场的平均强度。与在不使用稳态磁共振指纹字典的情况相比，以上指出的倍数中的每个使得能够更快地采集磁共振数据。在另一实施例中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器计算所述稳态磁共振指纹字典。可以使用计算所述稳态磁共振指纹字典的标准方法中的任何一种来计算所述稳态磁共振指纹字典。例如，可以通过求解布洛赫方程或通过执行扩展相位图计算来计算所述字典。例如，可以通过重复RF脉冲序列来计算稳态磁共振指纹字典，计算收敛到稳态结果。在磁共振指纹中，针对特定RF脉冲计算字典。能够使用相同的技术来计算稳态字典。单个RF脉冲被重复多次，并使用相同的计算来计算自旋的响应。在计算已经被重复预定次数之后，对RF脉冲序列的响应达到稳态。以这种方式计算稳态磁共振指纹字典的过程也可以用于确定预定数量。在另一实施例中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器通过利用针对离散体素中的每个的布洛赫方程将预定物质中的每个建模为单个自旋来计算稳态磁共振指纹字典。例如，在离散体素中的每个中，能够使用布洛赫方程和使用脉冲序列指令的磁共振系统的模拟来对假设自旋进行建模。然后，在采样时间中的每个处计算的磁共振数据是用于被建模的特定自旋类型的磁共振指纹字典。对于仅将测量区划分为单个体素的情况，这将特别有效。它也适用于没有用于空间编码的梯度磁场的情况。例如，磁共振系统可以是用于对样品进行化学分析的所谓的NMR系统。在另一实施例中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器通过将对所述RF脉冲序列到所述预定物质集中的每个的重复应用进行建模来计算所述稳态磁共振指纹字典。在另一实施例中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在所述稳态磁共振指纹字典的计算期间确定所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从处在测量区(108)内的对象(118)采集磁共振数据(142)的磁共振成像系统(100)，其中，所述磁共振成像系统包括：‑处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像系统；‑存储器(136)，其用于存储机器可执行指令(150、152、154)和脉冲序列命令(140)，其中，所述脉冲序列命令用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振指纹协议来采集所述磁共振数据，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以生成RF脉冲序列(300)，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以采集所述磁共振数据作为多个k空间轨迹，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述RF脉冲序列被重复用于对所述多个k空间轨迹中的每个的所述采集，其中，所述机器可执行指令使所述处理器：·通过利用脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统来顺序地采集(200)磁共振数据的所述多个k空间轨迹；并且·计算(202)在已经采集了所述多个k空间轨迹中的预定数量的k空间轨迹之后采集的k空间轨迹的预定物质集中的每个的丰度，其中，通过将所述磁共振数据与稳态磁共振指纹字典(144)进行比较来确定预定物质集中的每个的丰度，其中，所述稳态磁共振指纹字典包含响应于针对预定物质集的所述RF脉冲序列的计算的磁共振信号的列表，并且‑所述预定数量的k空间轨迹被动态地适应于要确定的各个字典条目的T1和T2值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.09 EP 16154766.61.一种用于从处在测量区(108)内的对象(118)采集磁共振数据(142)的磁共振成像系统(100)，其中，所述磁共振成像系统包括：-处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像系统；-存储器(136)，其用于存储机器可执行指令(150、152、154)和脉冲序列命令(140)，其中，所述脉冲序列命令用于控制所述磁共振成像系统以根据磁共振指纹协议来采集所述磁共振数据，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以生成RF脉冲序列(300)，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以采集所述磁共振数据作为多个k空间轨迹，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述RF脉冲序列被重复用于对所述多个k空间轨迹中的每个的所述采集，其中，所述机器可执行指令使所述处理器：·通过利用脉冲序列命令控制所述磁共振成像系统来顺序地采集(200)磁共振数据的所述多个k空间轨迹；并且·计算(202)在已经采集了所述多个k空间轨迹中的预定数量的k空间轨迹之后采集的k空间轨迹的预定物质集中的每个的丰度，其中，通过将所述磁共振数据与稳态磁共振指纹字典(144)进行比较来确定预定物质集中的每个的丰度，其中，所述稳态磁共振指纹字典包含响应于针对预定物质集的所述RF脉冲序列的计算的磁共振信号的列表，并且-所述预定数量的k空间轨迹被动态地适应于要确定的各个字典条目的T1和T2值。2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，对所述机器可执行指令的执行使得所述处理器丢弃所述预定数量的k空间轨迹。3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以在每个RF脉冲序列之间利用最大延迟来重复所述RF脉冲序列，其中，所述最大延迟是以下项中的任何一个：小于5秒、小于1秒、小于0.5秒、小于0.1秒、小于0.05秒、以及小于0.00秒。4.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统包括具有主磁场的磁体(104)，其中，所述主磁场在所述测量区内具有平均磁场大小，其中，对所述机器可执行指令的执行使所述处理器比所述平均磁场大小中的所述预定物质集的最大T1时间快以下项中的任何一个来重复每个RF脉冲序列：5倍、1倍、0.5倍、以及0.1倍。5.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器计算所述稳态磁共振指纹字典。6.根据权利要求5所述的磁共振成像系统，其中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器通过对所述RF脉冲序列到所述预定物质集中的每个的重复应用进行建模来计算所述稳态磁共振指纹字典。7.根据权利要求6所述的磁共振成像系统，其中，对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器在所述稳态磁共振指纹字典的计算期间确定所述预定数量，其中，所述预定数量使用收敛标准以确定在所述稳态磁共振指纹字典的所述计算期间生成的模拟磁共振数据的收敛来确定。8.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述脉冲序列命令被配置用于控制所述磁共振成像系统以执行以下项中的任何一个：在k空间中旋转所述多个k空间轨迹、使用径向采样采集所述多个k空间轨迹、使用笛卡尔采样采集所述多个k空间轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·E·阿姆托尔，P·柯肯，K·佐默，M·I·多内瓦，P·博尔纳特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL