经改进的多时相动态对比增强磁共振成像的方法技术

一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，所述方法包括以下步骤：在向所述感兴趣对象(20)施予对比剂之前采集(48)磁共振图像数据的第一集合(xpre)，通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术来确定(52)所述感兴趣对象(20)的至少部分的脂肪的空间分布的第一图像(Ipre)，在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后采集(50)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合(x2)，通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术来确定(54)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像(I2ph)，参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)来对所述脂肪的空间分布的所述第二图像应用(56)图像配准方法，以用于校正所述感兴趣对象(20)的潜在运动；以及一种磁共振成像系统(10)，其具有被配置为执行这样的方法的步骤(56‑64)的控制单元(26)；以及一种用于执行这样的方法的软件模块(44)，其中，要被实行的方法步骤(56‑64)被转换为程序代码，所述程序代码可实施在存储器单元(30)中并且可由所述磁共振成像系统(10)的处理器单元(32)执行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法以及通过采用这样的方法操作的磁共振成像系统。
技术介绍
在磁共振成像的领域中，已知将动态对比增强(DCE)成像用于例如通过向感兴趣对象(通常为患者)施予对比剂来获得如器官功能和灌注的生理学信息，以供肿瘤评估。在本领域中已知若干类型的对比剂以及施予方式。标准临床实践是在施予对比剂之前(造影前)采集一幅磁共振图像或多幅图像，并且在施予对比剂之后(造影后)在指定数量的时相(phase)(例如，在动脉时相、门静脉时相、延迟静脉时相)处并且在平衡处采集图像。
技术实现思路
由于感兴趣对象的呼吸运动的运动伪影会降低图像质量。因此，优选在一系列屏息期间采集数据。在感兴趣对象的多个屏息期间的采集能够导致图像的空间位移，因为没有精确实现运动的先前状态，并且也因为患者可能在对比剂已经被施予之后处于紧张中。在磁共振图像的采集期间可能产生的另一问题是感兴趣对象的不充分的屏息能力。这尤其发生在动脉时相期间，其例如对于病灶的鉴别是关键的。在连续采集的磁共振图像之间发生的感兴趣对象的运动以及需要的屏息位置的有限的再现性因此能够导致针对诊断评估的退化的支持。因此，期望减少以上提到的伪影，以获得一致的磁共振图像数据，从而改进所采集的磁共振图像的时间分辨率，尤其是对于造影后时相。因此，本专利技术的目的是提供一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法，其具有以下中的至少一项：改进的时间分辨率、对感兴趣对象屏息的能力的经改进的独立性以及降低的努力和/或针对磁共振图像重建的改进的准确性。在本专利技术的一个方面中，所述目的通过一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法来实现，所述磁共振成像系统被配置用于采集感兴趣对象的至少部分的磁共振图像。所述方法包括以下步骤：-在向所述感兴趣对象施予对比剂之前采集磁共振图像数据的至少第一集合，-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，来根据磁共振图像数据的所述第一集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的脂肪的空间分布的第一图像，-在向所述感兴趣对象施予所述对比剂之后采集所述感兴趣对象的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合，-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，来根据磁共振图像数据的所述第二集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像，-参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像来对所述脂肪的空间分布的至少所述第二图像应用图像配准方法，以用于校正在采集磁共振图像数据的所述第一集合与采集磁共振图像数据的至少所述第二集合之间的时间中已经发生的所述感兴趣对象的潜在运动。如本申请中所使用的术语“动态磁共振成像”应当被具体理解为采集具有两个或三个空间坐标和作为额外的维度的时间的磁共振信号。在合适的变换域中，动态磁共振图像可以具有稀疏表示。如在本申请中所使用的短语“水/脂肪磁共振信号分离技术”应当被具体理解为涵盖在临床磁共振成像领域中已知用于在所采集的磁共振图像中区分和分离脂肪信号部分和水信号部分的方法。如在本申请中所使用的短语“图像配准”应当被具体理解为将图像数据的两个不同的集合变换到一个坐标系中的技术。图像配准技术在医学成像中是公知的并且是商业上可获得的(例如，的模块)。配准变换通常通过对根据图像数据的不同集合计算的相似性量度进行优化来确定。具体而言，短语“图像配准方法”应当涵盖基于强度和/或基于特征的方法、刚性和/或非刚性图像配准以及局部相关性方法和/或基于相互信息的配准技术。也可以应用表现为适合本领域技术人员的其他图像配准技术。本专利技术基于这样的思想，即：根据磁共振图像数据的第一集合确定的脂肪的空间分布与根据磁共振图像数据的至少第二集合确定的脂肪的空间分布是一致的，并且能够通过应用图像配准方法使其以高精度对齐，因为对应于感兴趣对象的所述部分中的脂肪的磁共振信号不受对比剂的施予的影响。本专利技术的优点在于，在采集所述磁共振图像数据的第一集合的时间点与采集所述磁共振图像数据的至少第二集合的时间点之间发生的所述感兴趣对象的任何运动能够被精确地校正，而不管磁共振图像已经因为对比剂的施予而改变的事实。优选地，在感兴趣对象的呼吸中的屏息时段期间采集磁共振图像数据的集合。然而，在原理上，它们也可以在感兴趣对象正在以规律的呼吸模式呼吸时来采集。在优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的至少所述第二集合的图像重建的先验知识。通过利用以下先验知识，即，从脂肪接收的磁共振信号对于在不同时相中采集的磁共振数据是公共的并且不非常受向感兴趣对象施予对比剂的影响，能够通过使用来自脂肪的空间分布的所确定的第一图像的数据作为先验知识来节省针对图像重建的努力的部分。在另一优选实施例中，所述方法包括以下步骤：-在施予所述对比剂之后采集磁共振图像数据的多个集合，并且-使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述多个集合中的磁共振图像数据的每个集合的图像重建的先验知识。以这种方式，能够节省针对图像重建的大量努力，并且能够加速图像重建。在所述方法的又一实施例中，所述水/脂肪磁共振信号分离技术基于由于化学位移的在被激励的原子核的拉莫尔频率中的差异。在该特定情况下，所述化学位移是结合在水中的质子对结合在脂肪中的质子的3.5ppm的共振频率的差异。优选地，水/脂肪磁共振信号分离技术基于Dixon方法，Dixon方法是在本领域中已知的并且在Dixon,W.T.的文章“SimpleProtonSpectroscopicImaging”，Radiology153:189(1984)中首次被描述。Dixon方法的一些实施例要求采集多于磁共振图像数据的一个集合，例如，“同相”图像集合和“反相”图像集合(术语“同相”和“反相”描述结合在水中的质子与结合在脂肪中的质子的自旋相位之间的关系)，能够根据其来计算分离的脂肪和水图像。应当理解，一种水/脂肪磁共振信号分离方法所需的图像数据被认为是采集磁共振图像数据的一个集合。以这种方式，能够容易地获得感兴趣对象的至少部分的脂肪的空间分布的图像。在另一优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：-利用根据磁共振图像数据的所述第一集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的所述第一图像，获得局部静态磁场强度B0的空间分布，-通过使用所述局部静态磁场强度的所获得的空间分布，来根据在向所述感兴趣对象施予所述对比剂之后的磁共振图像数据的所述集合中的任何集合重建磁共振图像。局部静态磁场强度的所确定的空间分布能够被用于将由静态磁场强度的变化(遵从所采集的磁共振数据)感应的自旋相位干扰互相关。这些互相关能够有利地被用于改进和/或加速图像重建过程。在所述方法的又一实施例中，通过采用压缩感测方法来获以下得中的至少一个：在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述第二集合；或者磁共振图像数据的所述多个集合中的磁共振图像数据的至少一个集合。在磁共振成像的领域中，压缩感测被已知为提供对采集时间的潜在显著降低的图像重建的方法。压缩感测磁共振成像的范例例如在M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，所述磁共振成像系统(10)被配置用于采集感兴趣对象(20)的至少部分的磁共振图像，所述方法包括以下步骤：‑在向所述感兴趣对象(20)施予对比剂之前采集(48)磁共振图像数据的至少第一集合(xpre)，‑通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)确定(52)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的脂肪的空间分布的第一图像(Ipre)，‑在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后采集(50)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合(x2)，‑通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第二集合(x2)确定(54)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像(I2ph)，‑参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)来对所述脂肪的空间分布的至少所述第二图像应用(56)图像配准方法，以用于校正在采集磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)与采集磁共振图像数据的至少所述第二集合(x2)之间的时间中发生的所述感兴趣对象(20)的潜在运动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 US 61/980,6681.一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，所述磁共振成像系统(10)被配置用于采集感兴趣对象(20)的至少部分的磁共振图像，所述方法包括以下步骤：-在向所述感兴趣对象(20)施予对比剂之前采集(48)磁共振图像数据的至少第一集合(xpre)，-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)确定(52)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的脂肪的空间分布的第一图像(Ipre)，-在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后采集(50)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合(x2)，-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第二集合(x2)确定(54)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像(I2ph)，-参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)来对所述脂肪的空间分布的至少所述第二图像应用(56)图像配准方法，以用于校正在采集磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)与采集磁共振图像数据的至少所述第二集合(x2)之间的时间中发生的所述感兴趣对象(20)的潜在运动。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：-使用(60)所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像(Ipre)作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的至少所述第二集合(x2)的图像重建的先验知识。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：-在施予所述对比剂之后采集磁共振图像数据的多个集合(xi)，并且-使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像(Ipre)作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述多个集合(xi)中的磁共振图像数据的每个集合的图像重建的先验知识。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述水/脂肪磁共振信号分离技术基于由于化学位移的被激励的原子核的拉莫尔频率的差异。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：-利用根据磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)确定所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)，来获得局部静态磁场强度B...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·格达尼斯，P·博尔纳特，M·I·多内瓦，I·佩德罗萨，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，德克萨斯大学西南医学中心，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL