针对选择性动脉自旋标记MR成像方法的规划支持技术

本发明专利技术涉及一种用于对被置于MR设备(1)的检查体积内的主磁场中的身体(10)的至少部分进行MR成像的方法。本发明专利技术的目的是促进动脉自旋标记(ASL)MR成像会话的规划并改善灌注加权MR成像中的图像质量。本发明专利技术的方法包括以下步骤：通过使被检查身体(10)的一部分经受一次或多次MR血管造影扫描来采集血管造影MR信号数据；‑从血管造影MR信号数据导出定量血流参数；‑根据ASL序列的序列参数和所述定量血流参数来计算ASL序列的标记效率；通过最大化标记效率来优化所述序列参数；通过使所述身体的部分经受ASL序列来采集灌注加权的MR信号数据；并且‑从所述灌注加权的MR信号数据重建MR图像。此外，本发明专利技术涉及MR设备(1)并且涉及针对MR设备(1)的计算机程序。

Planning support for selective arterial spin labeling MR imaging

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对选择性动脉自旋标记MR成像方法的规划支持
本专利技术涉及磁共振(MR)的领域。它特别适用于用于诊断目的MR成像方法和的MR装置，并将特别参考其进行描述。
技术介绍
当今广泛地使用图像形成MR方法，其利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像，特别是在医学诊断的领域使用，因为对于对软组织的成像，它们相对于其他方法在许多方面是有优势的，不需要电离辐射并且通常是非侵入性的。根据一般的MR方法，要被检查的患者的身体被布置于强的均匀的磁场B0中，所述磁场的方向同时定义的测量有关的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场B0产生取决于磁场强度的针对个体核自旋不同的能级，所述能级可以通过施加具有限定频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激发(自旋共振)。从宏观的视角，个体核自旋的分布产生总体磁化，其可以通过施加合适频率的电磁脉冲(RF脉冲)而被偏离出平衡态，而该RF脉冲的对应的磁场B1垂直于z-轴延伸，使得自旋执行关于z轴的进动。进动描绘锥形的表面，其孔径角被称为翻转角。翻转角的幅度依赖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，磁化被从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。在RF脉冲结束后，磁化弛豫回初始的平衡态，其中，z方向的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格弛豫或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的磁化以第二更短时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。横向磁化和其变化可以借助于接收RF线圈检测到，其以如下的方式在MR设备的检查体积内被布置和取向：使得磁化的变化在垂直于z轴的方向被测量。横向磁化的衰减伴随着在RF激励之后由局部磁场不均匀性引起的发生的失移，这有利于从具有相同信号相位的有序状态转变到所有相位角均匀分布的状态。所述失相可以借助于重新聚焦RF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)。为实现身体中的空间分辨，沿着主轴延伸的时变磁场梯度被叠加到均匀磁场上，造成自旋共振频率的线性空间依赖性。在所述接收天线中拾取的信号则包括不同频率的分量，所述分量可以与所述身体/对象中的不同位置相关联。经由所述接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称作k空间数据。所述k空间数据通常包括用不同的相位编码采集的多条线。每条线都通过收集若干样本进行数字化。k空间数据的集合借助于逆傅里叶变换而被转换成MR图像。灌注是指借助于血流将氧和营养物输送到患者的组织，并且是最基本的生理参数之一。灌注障碍是导致医学残疾和死亡的一些主要原因。用于测量组织灌注的几种MR成像方法在本领域中是已知的。例如，可以应用可以用MR成像监测的可扩散示踪剂。这些示踪剂包括例如氟化卤代烃，氘代水，17O水和13C标记的烃。然而，磁性标记的内源性血液也可用作灌注MR成像的示踪剂。为了实现这一点，可以操纵动脉血中水的纵向磁化，使其不同于组织磁化。这些方法通常称为动脉自旋标记(ASL)灌注MR成像(参见例如US6564080B1)。在ASL成像中，流入的动脉血中的水质子的空间选择性反转或饱和被用于标记血流。从标记的血液中发出的MR信号幅度相对于未标记的血液减少或变为负值。当标记的血液到达成像区域内的组织时，它衰减从灌注组织发出的MR信号。从对照(即未标记的)图像中逐体素地减去标记的图像产生流入成像组织的标记的血液的量的量度。该量与组织灌注密切相关。标记图像和对照图像的MR信号强度的差异通常是组织MR信号的百分之几，并且因此，ASL差异MR图像在一定程度上受到图像噪声的影响。通常，ASL采集的若干(10-50)次重复被平均以增加信噪比(SNR)。ASL技术可用于测量通过单个供血动脉的灌注(称为“选择性”ASL)。在这种情况下，用于标记血液质子的空间选择性准备序列在标记区域中激发核磁化，所述标记区域被限制以便仅标记单条血管或若干选定血管中的血液。在选择性ASL技术中需要仔细规划以最佳地标记感兴趣的动脉而不是其他相邻血管。通常，预先采集的MR血管造影图，例如通过飞行时间MR血管造影术(TOF)，被用于可视化血管结构。这用作血管图以在空间上定义选择性标记的位置，例如通过将标记区域放置在感兴趣的动脉上(参见Helle等人的，MagneticResonanceinMedicine，2010，第64卷，第777-786页)。除了选择性标记的优化定位之外，还存在许多其他影响因素，其控制选择性标记的效率，特别是血流参数，包括用于标记的脉管系统的解剖学和血液动力学参数，例如血流速度和血管直径。这些参数可能由于血管位置，局部血管腔等而改变。这些影响可能对所使用的ASL序列的不同序列参数和最终图像质量产生影响。然而，在临床实践中，对上述参数的考虑使得选择性ASL中的计划成为耗时的过程。这也是由于在所使用的MR设备的图形用户界面中标记区域通常不充分的可视化的事实。此外，在规划ASL序列期间，操作者无法获得上述血流参数。因此，基于用户的先验知识和ASL技术的经验来执行标记区域的定位，ASL技术影响整个计划过程以及最终图像质量。M.E.Johnston等人的在JMRI38(2013)1111-1118中的文章“Cerebralbloodflowquantificationinswineusingpseudo-continuousarterialspinlabeling”(D1)提到PCASL参数关于要标记血液的速度而被调整。
技术实现思路
根据上述内容容易理解，存在对改进的ASLMR成像方法的需要。因此，本专利技术的目的是促进ASLMR成像会话的规划并改善灌注加权MR成像中的图像质量。根据本专利技术，公开了一种用于对被置于MR设备的检查体积内的主磁场中的身体的至少部分进行MR成像的方法。所述方法包括以下步骤：-通过使被检查身体的一部分经受一次或多次MR血管造影扫描来采集血管造影MR信号数据；-从血管造影MR信号数据导出定量血流参数；-根据ASL序列的序列参数和所述定量血流参数来计算ASL序列的标记效率；-通过最大化标记效率来优化所述序列参数；-通过使所述身体的部分经受ASL序列来采集灌注加权的MR信号数据；并且-从灌注加权的MR信号数据重建MR图像。根据本专利技术(如在传统的ASLMR成像中)，身体的部分经受ASL序列，包括(脉冲的、连续的或伪连续的)准备，用于通过在实际成像区域之外激发血液水质子来标记血液。ASL序列还包括从成像区域采集MR信号，其中，标记血液流入成像区域改变最终从采集的MR信号数据重建的MR图像的图像对比度。通过产生RF脉冲和切换磁场梯度来执行准备，所述RF脉冲和切换磁场梯度被控制以激发(即，反转或饱和)上游区域(标记区域)内的血液质子的核磁化，血液从所述上游区域流入所述成像区域。在渡越时间之后，在标记的血液已到达成像区域的时刻，从成像区域采集MR信号。优选地，在标记模式下在成像区域之外的先行准备之后采集MR信号数据，其中在控制模式中无先行准备地采集另外的MR信号数据。这对应于传统的ASL方法，其中，如上所述，从在控制模式中采集的MR图像中减去在标记模式中采集的MR图像产生成像区域中的组织灌注的量度。本专利技术基于以下认识：为了在选择性ASL技术中成功标记个体动脉，重要的是考虑影响标记效率并因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对被置于MR设备(1)的检查体积内的主磁场中的身体(10)的至少部分进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：‑通过使所述身体(10)的所述部分经受一次或多次MR血管造影扫描来采集血管造影MR信号数据；‑从所述血管造影MR信号数据导出定量血流参数，所述定量血流参数至少包括：个体血管的血管直径和血液通过所述血管的流速；‑根据所述动脉自旋标记(ASL)序列的所述序列参数和所述定量血流参数来计算所述ASL序列的标记效率；‑通过使所述标记效率最大化来优化所述序列参数；其中，基于关于所述血管直径的定量信息来调整所述标记区域的尺寸；‑通过使所述身体(10)的所述部分经受所述ASL序列来采集灌注加权的MR信号数据；并且‑从所述灌注加权的MR信号数据重建MR图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.17 EP 16199252.41.一种对被置于MR设备(1)的检查体积内的主磁场中的身体(10)的至少部分进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：-通过使所述身体(10)的所述部分经受一次或多次MR血管造影扫描来采集血管造影MR信号数据；-从所述血管造影MR信号数据导出定量血流参数，所述定量血流参数至少包括：个体血管的血管直径和血液通过所述血管的流速；-根据所述动脉自旋标记(ASL)序列的所述序列参数和所述定量血流参数来计算所述ASL序列的标记效率；-通过使所述标记效率最大化来优化所述序列参数；其中，基于关于所述血管直径的定量信息来调整所述标记区域的尺寸；-通过使所述身体(10)的所述部分经受所述ASL序列来采集灌注加权的MR信号数据；并且-从所述灌注加权的MR信号数据重建MR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对由所述ASL序列的所述序列参数定义的标记区域(21、31、41)所覆盖的血管段计算所述定量血流参数和所述标记效率。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：-根据所述血管造影MR信号数据来产生血管的可视化结果；并且-将所述可视化结果显示给所述MR设备(1)的操作者。4.根据权利要求2和3所述的方法，其中，所述标记区域(21、31、41)的图形表示被叠加在血所述管的所述可视化结果上。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述定量血流参数和/或所述标记效率与所述标记区域(21、31、41)被空间关联地显示给所述操作者。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，通过所述操作者执行对所述ASL序列的所述序列参数的逐步交互式调整来使所述标记效率最大化，其中，在每个调整步骤之后重新计算所述标记效率。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，还包括：-从所述血管造影MR信号数据重建MR血管造影图；并且-通过对所述MR血管造影图的分割来自动识别血管(42)。9.根据权利要求8的方法，还包括：-定位所识别的血管中的至少一条血管的直段；并且-确定所述ASL序列的所述序列参数，使得所述标记区域覆盖所定位的直段。10.根据权利要求9所述的方法，其中，针对所定位的直段导出所述定量血流参数。11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·G·赫勒，P·博尔纳特，K·C·C·范德芬，
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