利用对k空间中心的采样的零回波时间MR成像制造技术

本发明专利技术涉及一种对被定位在MR设备(1)的检查体积中的目标进行MR成像的方法。本发明专利技术的目标是利用对k空间中心的采样实现“安静的”ZTE成像。根据本发明专利技术，所述目标(10)经受RF脉冲(20)和切换的磁场梯度(G)的成像序列，其中，在设定的读出磁场梯度(G)之前辐照初始RF脉冲(20)。利用在初始RF脉冲(20)之后的延迟之后斜升的读出磁场梯度(G)来采集初始MR信号。之后，所述磁场梯度(G)保持开启并且读出方向逐渐改变。在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下辐射另外的RF脉冲(22)，并且如在常规ZTE成像中采集另外的MR信号。最后，根据采集到的MR信号来重建MR图像。此外，本发明专利技术涉及一种MR设备和用于MR设备的计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振(MR)成像的领域。本专利技术关注于MR成像的方法。本专利技术还涉及MR设备并且涉及要在MR设备上运行的计算机程序。
技术介绍
图像形成MR方法，其利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维图像或三维图像，现今被广泛使用，尤其是在医学诊断的领域中，这是因为对于软组织的成像，它们在许多方面优于其他成像方法，其不要求电离辐射并且通常是无创的。根据一般的MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强的、均匀磁场(B0场)中，该磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(通常为z轴)。磁场针对取决于磁场强度的个体核自旋产生不同的能级，所述个体核自旋能够通过施加定义频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电磁交变场(RF场，也被称为B1场)来激励(自旋共振)。从宏观角度来看，个体核自旋的分布产生总体磁化，通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)能够使所述总体磁化偏离平衡状态，使得所述磁化执行绕z轴的进动运动。所述进动运动描绘了锥形的表面，所述锥形的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅度取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，所述自旋从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。在RF脉冲终止之后，所述磁化弛豫返回到最初的平衡状态，在所述最初的平衡状态中，再次以第一时间常量T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)建立z方向上的磁化，并且垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常量T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。借助于一个或多个接收RF线圈能够检测到磁化的变化，所述一个或多个接收RF线圈以这样的方式在MR设备的检查体积之内进行布置和取向，使得在垂直于z轴的方向上测量到磁化的变化。在施加例如90°的脉冲之后，横向磁化的衰减伴随有核自旋(由局部磁场不均匀感生的)从具有相同相位的有序状态到其中所有相位角不均匀分布(失相)的状态的转变。所述失相能够借助于重聚焦脉冲(例如，180°的脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。为了在身体中实现空间分辨，沿三个主轴延伸的线性磁场梯度被叠加在均匀磁场上，得到自旋响应频率的线性空间相关性。然后在接收线圈中拾取的信号包含不同频率的成分，其与身体中的不同位置相关联。经由所述RF线圈获得的MR信号数据对应于空间频率域并且被称为k空间数据。所述k空间数据通常包括利用不同的相位编码采集的多条线。每条线通过收集若干样本来数字化。借助于傅里叶变换或其他适当的重建算法，k空间数据的集合被转换为MR图像。对具有非常短的横向弛豫时间的组织(例如，骨骼或肺)的MR成像变得越来越重要。用于该目的的几乎所有已知方法基本上都采用三维(3D)径向k空间采样。在所谓的零回波时间(ZTE)技术中，在利用高带宽以及由此短、硬RF脉冲来激励磁共振之前设定读出梯度。通过这种方式，在激励磁共振之后立即开始梯度编码。在导致有效零“回波时间”(TE)的RF脉冲的辐射之后立即开始对自由感应衰减(FID)信号的采集。在FID读出之后，仅要求最小的时间用于在能够施加下一RF脉冲之前来设定下一读出梯度，由此实现非常短的重复时间(TR)。读出方向是随着逐次重复渐增变化的，直到k空间中的球形体积被采样到所要求的程度。在无需关闭在TR间隔之间的读出梯度的情况下，能够几乎无声地执行ZTE成像(参见Weiger等人，Magnetic Resonance in Medicine，第70卷，第328-332页，2013年)。ZTE成像中的挑战在于，归因于由RF脉冲、发射-接收切换和信号滤波的有限持续时间引起的初始死区时间，k空间数据在k空间中心是略微不完整的。该k空间间隙能够例如通过将径向ZTE采样与k空间中心的额外的笛卡尔采样进行组合来解决，如在已知的PETRA技术中(参见Grodzki等人，Magnetic Resonance in Medicine，第67卷，第510-518页，2012年)已知的。然而，PETRA方法的缺点在于，归因于针对k空间中心的笛卡尔采集的必要的梯度切换，成像不再是安静的。
技术实现思路
根据前述内容，容易意识到，存在对ZTE成像的改进的方法的需求。本专利技术的目标是利用对k空间中心的采样来实现“安静的”ZTE成像。根据本专利技术，公开了一种对被定位在MR设备的检查体积中的目标进行MR成像的方法。本专利技术的方法包括如下步骤：-使所述目标经受RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列，所述成像序列包括如下演替步骤：i)辐射初始RF脉冲；ii)设定具有读出方向和读出强度的读出磁场梯度；iii)在存在所述读出磁场梯度的情况下采集初始MR信号，其中，所述MR信号表示径向k空间样本；iv)在保持所述读出强度恒定的同时逐渐地改变所述读出方向；v)在存在所述读出磁场梯度的情况下辐射另外的RF脉冲；vi)在存在所述读出磁场梯度的情况下采集另外的MR信号，其中，所述另外的MR信号表示径向k空间样本；vii)通过将步骤iv)到步骤vi)重复若干次来对球形k空间体积的至少部分进行采样；-根据采集到的MR信号来重建MR图像。根据本专利技术，径向ZTE采集在原理上是以常规方式施加的。通过重复对RF脉冲的辐射，MR信号被采集作为径向k空间样本，而读出方向逐渐改变，直到k空间中的期望体积被采样并且MR图像能够根据采集到的MR信号来重建。然而，本专利技术提出了，第一RF脉冲——在本专利技术中被称为“初始RF脉冲”，用于与在常规ZTE成像中辐射的“另外的RF脉冲”区分开——在磁场梯度被关闭的情况下进行辐射。磁场梯度被开启以利用在对初始RF脉冲的辐射之后的延迟来初始地设定读出方向和读出强度。该延迟应当长于死区时间，以便实现对初始MR信号的采集，同时使所述磁场梯度从零斜升到给定读出强度。通过这种方式，实现了初始MR信号包括来自k＝0(即，k空间中心)的数据。MR图像最终是从根据本专利技术采集的包括“初始”MR信号和“另外的”MR信号的信号数据集来重建的。通过从k空间中心采集数据，本专利技术有效地避免了由常规ZTE成像中k＝0附近的采集到的数据的间隙所引起的空间响应函数的噪声放大和部分劣化。在磁场梯度从零斜升的同时对初始MR信号的采集对应于已知的超短回波时间(UTE)技术(例如，参见Rahmer等人，Magnetic Resonance in Medicine，第55卷，第1075-1082页，2006年)。因此，本专利技术能够被说成组合了UTE成像与ZTE成像。根据本专利技术，在辐射初始RF脉冲(如在UTE成像中)时关闭磁场梯度。然后，磁场梯度被开启并且在辐射另外的RF脉冲(如在ZTE成像中)时保持开启。尽管本专利技术的成像序列归因于在对初始RF脉冲的辐射之后对磁场梯度的切换而并非是完全安静的，但是其与诸如例如以上提及的PETRA技术相比明显产生了显著较少的梯度切换噪声。可以在磁梯度场被关闭的情况下施加额外的RF脉冲，并且从针对发射-接收切换的死区时间采集的(一个或多个)相关联的额外的MR信号形成额外的RF脉冲并且磁梯度场仍被关闭。这实现了沿着对应于零磁场梯度的径向方向远离k空间的中心(k＝0)对k空间进行采样。这些额外的MR信号加到在k空间的中心附近对k空间的更为完整的采样。MR图像最终是根据包括“初始”MR信号和“另外的”MR信号以及“额外的”MR信号的信号数据集来重建的。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对被定位在MR设备(1)的检查体积中的目标(10)进行MR成像的方法，所述方法包括如下步骤：‑使所述目标(10)经受RF脉冲(20)和切换的磁场梯度(G)的成像序列，所述成像序列包括如下演替步骤：i)辐射初始RF脉冲(20)；ii)随后施加具有设定的读出方向和读出强度并且具有在所述初始RF脉冲(20)之后的长于在RF发射与RF接收之间切换的死区时间的延迟的读出磁场梯度(G)；iii)在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下采集初始MR信号，其中，所述MR信号表示径向k空间样本；iv)在保持所述读出强度恒定的同时逐渐地改变所述读出方向；v)在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下辐射另外的RF脉冲(22)；vi)利用在所述另外的RF脉冲(22)之后的所述死区时间的延迟在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下采集另外的MR信号，所述另外的RF脉冲(22)具有比在随后的另外的RF脉冲(22)之间的时间短得多的脉冲持续时间，其中，所述另外的MR信号表示径向k空间样本；vii)通过将步骤iv)到步骤vi)重复若干次来对球形k空间体积的至少部分进行采样；‑根据采集到的MR信号来重建MR图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 EP 14152843.01.一种对被定位在MR设备(1)的检查体积中的目标(10)进行MR成像的方法，所述方法包括如下步骤：-使所述目标(10)经受RF脉冲(20)和切换的磁场梯度(G)的成像序列，所述成像序列包括如下演替步骤：i)辐射初始RF脉冲(20)；ii)随后施加具有设定的读出方向和读出强度并且具有在所述初始RF脉冲(20)之后的长于在RF发射与RF接收之间切换的死区时间的延迟的读出磁场梯度(G)；iii)在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下采集初始MR信号，其中，所述MR信号表示径向k空间样本；iv)在保持所述读出强度恒定的同时逐渐地改变所述读出方向；v)在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下辐射另外的RF脉冲(22)；vi)利用在所述另外的RF脉冲(22)之后的所述死区时间的延迟在存在所述读出磁场梯度(G)的情况下采集另外的MR信号，所述另外的RF脉冲(22)具有比在随后的另外的RF脉冲(22)之间的时间短得多的脉冲持续时间，其中，所述另外的MR信号表示径向k空间样本；vii)通过将步骤iv)到步骤vi)重复若干次来对球形k空间体积的至少部分进行采样；-根据采集到的MR信号来重建MR图像。2.根据权利要求1所述的MR成像的方法，其中，所述初始MR信号是在使所述磁场梯度(G)从零斜升到给定的读出强度的同时而被采集的。3.根据权利要求1或2所述的MR成像的方法，其中，辐射额外的RF脉冲，并且在所述磁场梯度(G)被关闭的情况下利用在所述额外的RF脉冲之后的所述死区时间的延迟来采集额外的MR信号。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在对所述球形k空间体积的部分进行采样之后关闭所述磁场梯度，其中，通过在延迟时段之后重复步骤i)到步骤vii)来对所述球形k空间体积的另外的部分进行采样。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，在辐射所述初始RF脉冲(20)之前辐射至少一个磁化准备预脉冲。6.根据步骤1-5中的任一项所述的方法，其中，所述初始MR信号和/或所述另外的MR信号是FID信号。7.一种MR设备，包括：至少一个主磁体线圈(2)，其用于在检查体积之内生成均匀、稳定的磁场；若干梯度线圈(4、5、6)，其用于在所述检查体积之内的不同空间方向上生成切换的磁场梯度(G)；至少一个RF线圈(9)，其用于在所述检查体积之...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯明克，P·R·哈维，
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