使用星形叠层采集的MR成像制造技术

本发明专利技术涉及对放置在MR设备(1)的检查体积中的至少一个对象(10)的MR成像的方法。本发明专利技术的一个目的是使用具有降低的条纹伪影水平的星形叠层采集方案来实现快速MR成像。本发明专利技术的方法包括：‑使所述对象(10)经受至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列，‑根据星形叠层方案采集MR信号，其中，所述MR信号从沿切片方向布置在不同位置处的多个平行切片(21‑27)被采集为径向k空间分布(S1‑S12)，其中，所述k空间分布(S1‑S12)的径向密度根据所述切片位置而变化，其中，所述径向密度在更靠中心的k空间位置处更高，并且在更靠外围的k空间位置处更低，并且其中，相比于从更靠外围的k空间位置处的切片采集k空间分布，以更高的时间密度来从更靠中心的位置处的切片采集k空间分布，并且‑根据所述MR信号重建MR图像。

MR imaging using stellate stacking

The present invention relates to a method of MR imaging of at least one object (10) in the inspection volume of the MR device (1). One of the objectives of the present invention is to use a star stack acquisition scheme with reduced stripe artifact levels to achieve fast MR imaging. The method of the invention comprises: the object (10) imaging magnetic field gradient is subjected to at least one RF pulse and switch, according to the star stack acquisition scheme based on MR signal, wherein the signal from the MR arranged along the slice direction at different positions of a plurality of parallel sections (21 27) by gathering the radial distribution of K space (S1 S12), among them, the spatial distribution of K (S1 S12) radial density according to the slice position changes, among them, the radial density in the K space center by more more and more in the space position of the periphery by K at the lower, and among them, compared to the distribution from a slice acquisition K space K by external space position, with a higher density from more time slice acquisition K space location on the distribution center, and according to the MR signal of MR image reconstruction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用星形叠层采集的MR成像
本专利技术涉及磁共振(MR)成像领域。本专利技术涉及一种对对象的MR成像的方法。本专利技术还涉及MR设备和在MR设备上运行的计算机程序。
技术介绍
利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维或三维图像的图像形成MR方法现今被广泛使用，特别是在医学诊断领域，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，不需要电离辐射并且通常不是有创的。根据一般的MR方法，将例如待检查的患者的身体的对象布置在强而均匀的磁场中，该磁场的方向同时限定了测量所依据的坐标系的轴(通常为z轴)。根据磁场强度，磁场为个体核自旋产生不同的能级，其能够通过应用限定频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激励(自旋共振)。从宏观角度来看，个体核自旋的分布产生整体磁化，通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)整体磁化能够偏转出平衡状态，从而磁化执行关于z轴的进动运动。进动运动描述了其孔径角被称为翻转角的锥体表面。翻转角的大小取决于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，自旋从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。在RF脉冲终止之后，磁化驰豫回到原始平衡状态，其中，在z方向上的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化能够借助于在MR设备的检查体积内布置和取向的接收RF线圈以在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化的方式来检测。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着核自旋(由局部磁场不均匀性引起)从具有相同相位的有序状态过渡到在其中全部相位角均匀分布(移相)的状态的过渡。移相能够借助重新聚焦脉冲(例如180°脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。为了实现身体内的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加在均匀磁场上，导致自旋共振频率的线性空间依赖性。接收线圈中拾取的信号则包含不同频率的分量，这些分量能够与身体中的不同位置相关联。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域并被称为k空间数据。k空间数据通常包括用不同相位编码采集的多条线。每条线都通过收集多个样本进行数字化。借助图像重建算法将一组k空间数据转换成MR图像。在已知的所谓的三维(3D)星形叠层(stack-of-stars)采集方案(参见例如WO2013/159044A1)中，应用了多个空间非选择性或板选择性RF激励，每个空间非选择性或板选择性RF激励之后是一个或多个MR信号(例如梯度回波信号)的采集，其中，每个MR信号表示k空间分布。MR信号被从多个平行切片采集为径向k空间分布。切片沿切片方向布置在不同的位置。在切片方向(例如kz方向)上执行标准笛卡尔相位编码，同时在沿着围绕中心(kx＝ky＝0)旋转的径向“辐条”的每个单个切片内采集MR信号。这导致由叠置的圆盘(“星形叠层”)组成的圆柱形k空间覆盖。从技术上讲，这是通过同时在切片的平面内方向上生成磁场梯度并调制其幅度来实现的。能够使用不同的方案来选择k空间分布采集步骤的时间顺序。例如，能够在采集不同角位置处的k空间分布之前顺序地采集沿切片方向的所有相位编码步骤。这确保了笛卡尔采样的周期保持较短，这导致在切片叠层中的高度的数据一致性，并且保持了对星形叠层方法的径向采样的一般运动鲁棒性。笛卡尔相位编码步骤可以从中心切片到k空间外围(中心向外)执行，或者以从-kz,最大到+kz,最大的线性顺序执行。对于角排序，成像序列能够使用具有多个交错的等距角采样或者所谓的黄金角度方案。在等距方案中，角距离根据ΔΦ＝180°/n总计算，其中，n总是辐条的总数。使用多个交错(或“旋转”)来采集辐条可能是有益的，因为交错减少了k空间中的时间相干性。因此，运动不一致性在k空间中分散并且伪影被衰减。在黄金角度方案中，k空间分布的角度每次递增ΔΦ＝111.25°，这对应于180°乘以黄金比例。因此，随后采样的辐条总是增加补充信息，同时填补先前采样的辐条集中最大的间隙。因此，采集的辐条的任何顺序集大致均匀地覆盖了k空间，这实现了时间子帧的重建，并且使得黄金角度方案非常适合于动态成像研究。上述的3D径向星形叠层方案为临床MR成像提供了几个有前景的优点，如高运动鲁棒性，良性混叠伪影和k空间中心的连续更新。然而，尽管有这些益处，条纹伪影往往是一个问题。结果是所需的径向采样密度更高，并且因此扫描时间更长。D.C.Peters等人的ISMRM-摘要2007第207页的“Radialundersamplingthatisvariableinkz”公开了一种在k空间中的星形叠层采样方法。使用在kz维上变化的径向欠采样模式，采集用于中心kz空间的更多数量的投影。
技术实现思路
从上述内容容易理解，需要一种改进的MR成像技术。因此，本专利技术的目的是使用具有降低的条纹伪影水平的星形叠层采集方案来实现快速MR成像。根据本专利技术，公开了一种对放置在MR设备的检查体积中的对象的MR成像的方法。该方法包括：-使对象经受至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列，-根据星形叠层方案采集MR信号，其中，所述MR信号在多个不同的角位置处从沿切片方向布置在不同位置处的多个平行切片被采集为径向k空间分布，其中，所述k空间分布的径向密度根据切片位置而变化，其中，所述径向密度在更靠中心的k空间位置处更高，并且在更靠外围的k空间位置处更低，其中，相比于从更靠外围的k空间位置处的切片采集k空间分布，以更高的时间密度(即，每单位时间采集的k空间分布的数量)来从更靠中心的k空间位置处的切片采集k空间分布，并且-根据所述MR信号重建MR图像。本专利技术提出应用修改的星形叠层采集策略。修改是径向k空间采样密度(即，每个切片的不同取向的径向k空间分布的数量)在切片之间变化。k空间分布的径向密度在更靠近k空间中心(kz＝0)定位的切片中更高，而k空间分布的径向密度在更远离k空间中心定位的切片中更低。k空间中心附近的径向k空间采样的增加的密度导致降低的条纹伪影水平，而总扫描时间能够保持在最小。由于k空间的中心区域的规则更新，所以在对比增强的MR成像的背景下，径向k空间采样通常被已知是感兴趣的，因为其允许跟随感兴趣区域中的造影剂的摄取。尽管如此，即使与k空间加权图像对比方法(参见Song等人，MagneticResonanceinMedicine，第44卷，2004年，第825-832页)结合以用于对比度操控，从常规径向的星形叠层采集重建的MR图像的时间序列显示模糊的对比度增强分布，使得造影剂到达特定图像体素的时间点不能被清楚地区分。这能够通过本专利技术的方法来改进。在优选的实施例中，本专利技术提出了一种采集顺序，其中，相比于从更靠外围的k空间位置处的切片采集径向k空间分布，以更高的时间密度来从更靠中心的k空间位置处的切片采集径向k空间分布。换句话说，中央奈奎斯特椭圆体内的径向k空间分布是在接近的时间点获得的，而外围径向k空间分布(即，在奈奎斯特椭圆体之外)在更远离的时间点被采样。注意，随着来自k空间的更多采样被采集，在其内部采样的k空间分布的(径向)密度等于或者高于针对视场的奈奎斯特准则的中央奈奎斯特椭圆体的尺寸将在k空间中径向向外逐渐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对放置在MR设备(1)的检查体积中的对象(10)的MR成像的方法，所述方法包括：‑使所述对象(10)经受至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列，‑根据星形叠层方案采集MR信号，其中，所述MR信号在多个不同的角位置处并且从沿切片方向布置在不同位置处的多个平行切片(21‑27)被采集为径向k空间分布(S1‑S12)，其中，所述k空间分布(S1‑S12)的径向密度根据切片位置而变化，其中，所述径向密度在更靠中心的k空间位置处更高，并且在更靠外围的k空间区域中的位置处更低，其中，‑相比于从更靠外围的k空间位置处的切片采集k空间分布，以更高的时间密度来从更靠中心的k空间位置处的切片采集k空间分布(S1‑S12)，并且‑根据所述MR信号重建一幅或多幅MR图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.15 EP 15172087.71.一种对放置在MR设备(1)的检查体积中的对象(10)的MR成像的方法，所述方法包括：-使所述对象(10)经受至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列，-根据星形叠层方案采集MR信号，其中，所述MR信号在多个不同的角位置处并且从沿切片方向布置在不同位置处的多个平行切片(21-27)被采集为径向k空间分布(S1-S12)，其中，所述k空间分布(S1-S12)的径向密度根据切片位置而变化，其中，所述径向密度在更靠中心的k空间位置处更高，并且在更靠外围的k空间区域中的位置处更低，其中，-相比于从更靠外围的k空间位置处的切片采集k空间分布，以更高的时间密度来从更靠中心的k空间位置处的切片采集k空间分布(S1-S12)，并且-根据所述MR信号重建一幅或多幅MR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了重建所述MR图像，沿着k空间中的径向辐条采集的并且在时间上彼此最接近的MR信号在围绕k空间的中心的椭圆体(28)中被选择，在所述椭圆体中，所述k空间分布的径向密度发生变化使得根据给定视场的奈奎斯特准则在围绕k空间的中心的所述椭圆体(28)内被满足。3.根据权利要求1-2中的任一项所述的方法，其中，为了重建所述MR图像，仅选择来自超过中心椭圆体的外围k空间区域中的k空间中的部分径向辐条的MR信号，并且k空间中的这些部分径向辐条从向外的径向k空间位置延伸，并且随着这些部分辐条向外移动至外围的k空间MR椭圆体，这些部分辐条具有较高的角密度。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，在重建所述MR图像之前，移除所述椭圆体(29)外部的k空间位置处的MR信号。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，在采集不同的角位置处的另外的k空间分布(S1-S12)之前，在相同的角位置处从至少两个不同的切片(21-27)采集k空间分布(S1-S12)。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述k空间分布的径向密度发生变化，使得相比于椭圆体(28)外侧，在所述椭圆体中，使用比根据给定视场的奈奎斯特准则更高的径向密度，并且所述椭圆体(28)外侧的所述k空间分布的径向密度等于或小于奈奎斯特准则。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，连续采集的k空间分布(S1-S12)的角度增量(ΔΦ)是黄金角度。8.如权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，所述k空间分布(S1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·贝克，
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