存在提高的铁和提高的脂肪水平且存在非共振频率的情况下用于内脏器官的磁共振T1-映射的修正方法技术

本公开总体涉及医疗成像，且更具体地涉及用于执行对弛豫数据的处理的系统、装置和方法，该弛豫数据通过在存在提高的铁水平和提高的脂肪水平且在磁共振(MR)系统中存在非共振频率的情况下对肝脏或其它内脏器官的MR T1映射来获得。该处理得到在铁含量已处于正常水平、在映射的内脏组织中已具有零脂肪和/或在MR系统中已具有零非共振频率的情况下会测量到的被映射的内脏组织的细胞外液的T1弛豫数据的修正值。

Modification of MR T1-mapping for visceral organs in the presence of increased iron and fat levels and non-resonant frequencies

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存在提高的铁和提高的脂肪水平且存在非共振频率的情况下用于内脏器官的磁共振T1-映射的修正方法
本公开总体涉及医疗成像，且更具体地涉及用于执行肝脏或其它内脏器官的磁共振(MagneticResonance，MR)成像的处理的系统和方法，该系统和方法可用于例如进行关于肝脏或其它内脏器官中的炎症和纤维化的测量。
技术介绍
在英国有多达十分之一的成年人患有某种形式的肝病(BritishLiverTrust(英国肝脏信托基金会)，Alcoholandliverdisease(酒精与肝病)，Ringwood:BritishLiverTrust(英国肝脏信托基金会)，2006)。肝病目前是男性和女性的第五大常见死因(DepartmentofHealth(卫生署)，QualityStrategyTeamReportonLiverDisease:Ascopingstudyintothenatureandburdenofthedisease(关于肝病的品质策略小组报告：对疾病的性质和负担的概括研究)，2006)。然而，当另外四种主要死因的死亡率日益降低时，无论男女，肝病的趋势都在以惊人的速度上升，且肝硬化的发病率在过去的30年里已经增长了五倍。目前的儿童肥胖流行症、增加的酒精滥用和病毒性肝炎都导致该问题。肝病的问题在于，通常直到疾病进入晚期，该疾病的症状才明显。因此，迫切需要一种用于对肝病进行早期识别并对那些病人锁定可能有益的针对性治疗的可靠诊断工具(例如，在进展性丙型肝炎中的抗病毒治疗、脂肪肝中的减重手术)。用于诊断肝病的现行惯例或“黄金标准”是超声引导的肝活组织检查。这并不理想，因为存在小的但显著的并发症风险(1:1000的大出血，尤其在有凝血障碍的病人中)。此外，检查仅0.002％的肝脏，且在组织学解释中存在极大的观察者自身和观察者之间的可变性(参看例如RegevA等人的“Samplingerrorandintra-observervariationinliverbiopsyinpatientswithchronicHCVinfection”(Am.J.Gastroenterol，2002年10月；97(10):2614-8)；JaniecDJ等人的“Histologicvariationofgradeandstageofnon-alcoholicfattyliverdiseaseinliverbiopsies”(Obes.Surg.，2005年4月；15(4):497-501)；以及ElBadryAM等人的“AssessmentofHepaticSteatosisbyExpertPathologists:TheEndofaGoldStandard”(AnnalsofSurgery250(5)，2009年11月，691-697))。供肝活组织检查的相对较高比例的病人具有高肝脏铁。在该群体中无法使用未经一些修正的无创成像过程(诸如T1映射)准确地评估纤维化。在肝脏和其它内脏器官中的脂肪量可变的病人身上出现相似问题。肝脏脂肪分数在范围0％至50％内变化(TangA等人的“NonalcoholicFattyLiverDisease:MRImagingofLiverProtonDensityFatFractiontoAssessHepaticSteatosis”(Radiology，2013年；267:422-431)；IdilmanIS等人的“Hepaticsteatosis:quantificationbyprotondensityfatfractionwithMRimagingversusliverbiopsy”(Radiology，2013年；267:767-775)；以及SzczepaniakLS等人的“Magneticresonancespectroscopytomeasurehepatictriglyceridecontent:prevalenceofhepaticsteatosisinthegeneralpopulation”(Am.J.ofPhysiol.Endocrinol.Metab，2005年；288:E462-468))。另一问题在于，磁共振(MR)成像中使用的静态磁场的不均匀性可导致产生会影响T1的测量的非共振频率。相应地，需要解决上文提及的缺陷和不足。
技术实现思路
简洁地描述，提供了用于处理MR弛豫数据的方法和系统。这些数据可以是在存在提高的铁和提高的脂肪且在MR系统中存在非共振频率的情况下评估内脏组织的纤维化/炎症的值。在磁共振(MR)成像中，通过固有组织属性(诸如自旋晶格(T1)和自旋晶格(T2)弛豫时间)和非固有属性(诸如成像策略和设置)的组合产生组织对比度。传统MR图像中的信号强度以任意尺度来显示且因此不足以进行直接比较。T1弛豫时间取决于组织的组合物。T1弛豫时间在所选的磁场强度下展现正常值的特征范围。因此可以使用从所建立的范围的偏离来量化病理过程的效果。在九十年代，一些小组发现患有肝硬化的病人肝脏中的T1升高(例如，Thomsen等人的“ProlongedT1inpatientswithlivercirrhosis:AninvivoMRIstudy”，(Magn.Reson.Imaging，1990年；8:599-604)；以及Keevil等人的“Non-invasiveassessmentofdiffuseliverdiseasebyinvivomeasurementofprotonnuclearmagneticresonancerelaxationtimesat0.08T”(Br.J.Radiol，1994年；67:1084-1087))，但是这没有得到广泛认可，可能部分由于相矛盾的实验数据(Goldberg等人的“Hepaticcirrhosis:magneticresonanceimaging”(Radiology，1984年；153:737-9)；Chamuleau等人的“Isthemagneticresonanceimagingprotonspin-latticerelaxationtimeareliablenoninvasiveparameterofdevelopingliverfibrosis？”(Hepatology，1988年；8:217-21)；以及Aisen等人的“Detectionofliverfibrosiswithmagneticcross-relaxation”(Magn.Reson.Med.，1994年；31:551-6))以及缺少易于应用的机体内T1映射方法。最近，随着稳健的单次屏气T1映射技术的发展(例如，Piechnik等人的“ShortenedModifiedLook-LockerInversionrecovery(ShMOLLI)forclinicalmyocardialT1-mappingat1.5and3Twithina9heartbeatbreathhold”(J.Cardiovasc.Magn.Reson，2010年，12:69))，对患有肝硬化的病人的肝脏的T1映射的兴趣再次增加(Heye等人的“MRrelaxome本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)从利用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)确定所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频率的测量值；c)针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率，模拟所述对象的内脏组织的关于细胞外液的来自所述T1映射方法的bSSFP信号；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的由所述T1映射方法提供的所述bSSFP信号与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的bSSFP信号相比较；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 GB 1618750.21.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)从利用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)确定所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频率的测量值；c)针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率，模拟所述对象的内脏组织的关于细胞外液的来自所述T1映射方法的bSSFP信号；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的由所述T1映射方法提供的所述bSSFP信号与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的bSSFP信号相比较；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。2.如权利要求1所述的方法，包括如下步骤：c)针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率，模拟所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的来自所述T1映射方法的bSSFP信号；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述bSSFP信号与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的bSSFP信号相比较，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率的情况下产生所述bSSFP信号；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(d)中确定的所述细胞外液分数值的T1修正值。3.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)从使用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)针对所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频率，确定测量值；c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的来自所述T1映射方法的所述bSSFP信号与所述对象的内脏组织的关于细胞外液的针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率所模拟的bSSFP信号相比较；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。4.如权利要求3所述的方法，包括如下步骤：c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的来自所述T1映射方法的所述bSSFP信号与所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率所模拟的bSSFP信号，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率的情况下产生所述bSSFP信号；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(c)中确定的所述细胞外液分数值的T1修正值。5.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)使用MR系统获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)针对所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频率，确定测量值；c)针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率模拟所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1测量值；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述T1测量值与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的T1测量值相比较；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。6.如权利要求5所述的方法，包括如下步骤：c)针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率模拟所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的T1测量值；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述T1测量值与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的T1测量值相比较，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率的情况下产生所测量的T1弛豫数据；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(d)中确定的所述细胞外液分数值的T1修正值。7.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)使用MR系统获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)针对所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频率，确定测量值；c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述T1测量值与所述对象的内脏组织的关于细胞外液的针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率所模拟的T1测量值相比较；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。8.如权利要求7所述的方法，所述方法包括如下步骤：c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述T1测量值与所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率所模拟的T1测量值，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率的情况下产生所测量的T1弛豫数据；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的零脂肪含量和正常铁含量、以及优选地零非共振频率来确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(c)中确定的所述细胞外液分数值的T1修正值。9.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)从使用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)针对所述对象的内脏组织的铁含量，确定测量值；c)针对所确定的铁含量模拟所述对象的内脏组织的关于细胞外液的来自所述T1映射方法的bSSFP信号；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的由所述T1映射方法提供的所述bSSFP信号与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的bSSFP信号相比较；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的正常铁含量来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。10.如权利要求9所述的方法，包括如下步骤：c)针对所确定的铁含量模拟所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的来自所述T1映射方法的bSSFP信号；d)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的所述bSSFP信号与步骤(c)的所述对象的内脏组织的关于细胞外液的所模拟的bSSFP信号相比较，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的铁含量的情况下产生所述bSSFP信号；以及e)从所述比较步骤(d)，基于针对所述对象的内脏组织的正常铁含量来确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(d)中确定的所述细胞外液分数的T1修正值。11.一种用于处理对象的内脏组织的磁共振(MR)弛豫数据的方法，所述方法包括：a)从使用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)针对所述对象的内脏组织的铁含量，确定测量值；c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的来自所述T1映射方法的所述bSSFP信号与所述对象的内脏组织的关于细胞外液的针对所确定的铁含量所模拟的bSSFP信号相比较；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的正常铁含量来确定用于所述对象的内脏组织的关于细胞外液的T1修正值。12.如权利要求11所述的方法，包括如下步骤：c)将步骤(a)的所述对象的内脏组织的来自所述T1映射方法的所述bSSFP信号与所述对象的内脏组织的关于不同的细胞外液分数的针对所确定的铁含量所模拟的bSSFP信号相比较，并从所述比较中确定所述模拟中使用的细胞外液分数值，所述细胞外液分数值在存在所确定的铁含量的情况下产生所述bSSFP信号；以及d)从所述比较步骤(c)，基于针对所述对象的内脏组织的正常铁含量来确定用于所述对象的内脏组织的关于在步骤(c)中确定的所述细胞外液分数值的T1修正值。13.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，使用包括磁共振(MR)扫描仪的医疗成像设备获得所述MR弛豫数据，且其中，所述设备用于在所述内脏组织中测量组织中的一个或多个特性弛豫时间。14.如权利要求5至8中任一项所述的方法，其中，使用T1映射测量所述内脏组织的细胞外液。15.如权利要求1至4、9至12或14中任一项所述的方法，其中，使用改进型LookLocker反转(MOLLI)恢复脉冲序列或缩短的改进型LookLocker反转(Sh-MOLLI)恢复序列执行所述T1映射。16.如权利要求1至8或14中任一项所述的方法，其中，通过1HMR波谱法获得对所述对象的内脏组织的铁含量的所述测量值。17.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，使用T2映射、T2*映射、磁共振波谱法、或对一个或多个血液分子生物标记的测量中的一者或多者来测量所述内脏组织的铁含量。18.如权利要求1至8、14或16中任一项所述的方法，其中，所述模拟包括：针对所确定的脂肪含量、铁含量和非共振频率确定关于细胞外液所预测的T1测量值。19.如权利要求1至8、14、16或18中任一项所述的方法，其中，所述模拟包括所述内脏组织中的脂肪含量、铁含量和非共振频率在所述内脏组织中的不同的细胞外液分数的多腔模型中对细胞内和细胞外弛豫时间的影响。20.如权利要求19所述的方法，其中，所述多腔模型具有如下腔：(i)细胞外血液腔；(ii)细胞外组织液腔；(iii)细胞内液体池腔；(iv)细胞内半固体池腔；以及(v)细胞内脂质(脂肪)腔。21.如权利要求1至8、14、16或18至20中任一项所述的方法，其中，所述模拟包括脂肪含量、铁含量和非共振频率对细胞内液和细胞外液弛豫时间的影响，以及结合对成像序列的模拟而针对不同的细胞外液分数模拟所述内脏组织的预测测量值。22.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述模拟涉及布洛赫方程模拟，所述布洛赫方程模拟具有或不具有细胞内液腔和细胞外液腔之间的交换、且具有或不具有磁化传递效应。23.如权利要求1至22中任一项所述的方法，其中，所述内脏组织为肝脏、肾脏、脾脏或心脏，优选地为肝脏。24.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其中，所述方法为计算机实现的。25.一种包括至少一个计算设备和在所述至少一个计算设备中可执行的至少一个应用的系统或装置，所述至少一个应用包括如下逻辑：a)从使用MR系统由T1映射方法提供的bSSFP信号中获得对象的内脏组织的关于细胞外液的T1弛豫数据测量值；b)测量所述对象的内脏组织的脂肪含量、所述对象的内脏组织的铁含量和所述MR系统的非共振频...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·罗博逊，F·莫兹，
申请(专利权)人：牛津大学创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB