使用最大似然重建的对心脏的T1映射制造技术

本发明专利技术提供了一种用于从来自成像区(108)内的感兴越区域(109)的对象(118)采集磁共振数据(146)的磁共振成像系统(100)。所述磁共振成像系统包括用于存储机器可执行指令(140)和脉冲序列命令(142)的存储器(134)。所述脉冲序列命令被配置用于控制磁共振成像系统以执行磁化准备脉冲，所述磁化准备脉冲在所述感兴趣区域内引起磁化反转并且启动T1弛豫过程。所述脉冲序列命令被配置为在所述对象的心脏时相的休息舒张间隔期间将磁共振数据的部分采集为离散的单元。所述磁共振成像系统还包括用于控制所述磁共振成像系统的处理器(130)。所述机器可执行指令的运行使所述处理器重复地：接收(202)描述所述对象的所述心脏时相的ECG信号(124)；使用ECG信号检测(204)所述心脏时相的所述休息舒张间隔的开始；通过利用所述脉冲序列命令控制(200)所述磁共振成像系统，在所述休息舒张间隔的所述开始后的预定延迟采集(206)所述磁共振数据的部分(146)，其中，所述磁共振数据的所述部分对k空间进行欠采样；使用所述磁化准备脉冲的定时和所述休息舒张间隔的开始，确定(208)所述磁共振数据的所述部分的反转延迟(308、502)。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器使用最大似然重建来计算所述感兴趣区域的T1图(150)，所述最大似然重建使用所述磁共振数据和针对所述磁共振数据的每个部分的所述反转延迟。

T1 Mapping of Heart Using Maximum Likelihood Reconstruction

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用最大似然重建的对心脏的T1映射
本专利技术涉及磁共振成像，尤其涉及针对T1图的由ECG信号触发的磁共振数据的采集。
技术介绍
作为用于生成患者体内的图像的过程的一部分，磁共振成像(MRI)扫描器使用大的静态磁场以使原子的核自旋对齐。这一大的静态磁场称为B0场。在MRI扫描期间，由一个或多个发射器线圈生成的射频(RF)脉冲引起所谓的B1场。额外地应用的梯度场和B1场引起对有效局部磁场的扰动。然后由核自旋发射RF信号并由一个或多个接收器线圈检测。这些RF信号被用于构建MR图像。这些线圈也可以称为天线。MRI扫描器能够构建切片或体积的图像。切片是仅一个体素厚的薄体积。体素是小的体积元素(在其上MR信号被平均)，并且表示MR图像的分辨率。如果考虑单个切片，则体素在本文中也可称为像素(图像元素)。取决于采集方法，可以在磁共振成像期间对各种类型的信息进行映射或成像。例如，所谓的反转恢复序列是一种T1加权的成像序列。在多个反转时间(TI)采集磁共振数据可用于计算空间相关的T1值，其通常被称为T1图。可用于制作心脏的T1图的磁共振成像协议被称为改进的查看锁定(Look-Locker)反转恢复(MOLLI)磁共振成像协议。MOLLI协议在Messroghli等人的期刊文章“ModifiedLook-LockerInversionRecovery(MOLLI)forHighResolutionT1MappingoftheHeart,”MagneticResonanceinMedicine52:141-146(2004)中描述。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种计算机程序产品和一种方法。心肌T1图在临床上是有用的。然而，由于其节律性运动，可能难以准确地制作心脏的T1图。当前存在的技术依赖于例如ECG信号来识别可以执行成像的心脏的休息舒张间隔。为了制作T1图，例如可以在各种反转时间对嵌入到反转恢复脉冲序列中的多幅图像进行采样。针对各反转时间产生的图像的强度可以用于计算T1图。这种方法的困难在于只能在有限的时间内测量磁共振数据。实际上，不可能在相同的反转时间内进行多次测量，因为从心跳到心跳的心脏定时存在小的不规则性。用于采集磁共振数据的脉冲序列在休息舒张间隔开始之前开始，并且检测心脏的放松间隔。这意味着获得磁共振数据的精确反转时间是不可控制的。示例可以通过避免一起重建中间图像来提供制作心肌T1图的改进方法。替代地，使用最大似然重建来将获得的磁共振数据重建为T1图。然后，随着在不同反转时间采集更多磁共振数据，所得到的T1图的质量增加。Doneva等人的"CompressedSensinginQuantitativeMRI."MRI:Physics,ImageReconstruction,andAnalysis.Eds.AngshulMajumdar,andRababKreidiehWard.CRCPress,51-71(2015年)中讨论了最大似然重建在压缩感测中的应用。具体参见该引用文献的公式3.6和第3.3节。在一个方面中，本专利技术提供了一种用于采集从来自成像区内的感兴元区域的对象的磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统包括用于存储机器可执行指令和脉冲序列命令的存储器。所述脉冲序列命令被配置用于控制磁共振成像系统以执行磁化准备脉冲，所述磁化准备脉冲在感兴趣区域内引起磁化反转并且启动T1弛豫过程。脉冲序列命令被配置为在对象心脏的休息舒张间隔期间将磁共振数据的部分采集为离散的单元。所述磁共振成像系统还包括被配置为控制所述磁共振成像系统的处理器。执行机器可执行指令使处理器重复接收描述对象心脏时相的ECG信号。休息舒张间隔是对象心脏时相的一个时相。机器可执行指令的执行还使处理器使用ECG信号重复检测心脏时相的休息舒张的开始。机器可执行指令的执行还使得处理器通过利用脉冲序列命令控制磁共振成像系统，在休息舒张间隔开始之后以预定延迟重复地采集一部分磁共振数据。所述磁共振数据的部分对k空间进行欠采样。通过对k空间进行欠采样，在此应理解，磁共振数据在一个部分内未被充分采样以重建准确检测对象的磁共振图像。机器可执行指令的执行还使得处理器使用磁化准备脉冲的定时和休息舒张间隔的开始来重复地确定针对磁共振数据的该部分的反转延迟。心脏的定时存在轻微的不规则性，这使得难以以精确确定的反转延迟触发磁共振数据的采集。因此，磁共振数据的部分用所确定的反转延迟标记。在休息舒张间隔开始之前执行磁化准备脉冲。使用脉冲序列命令的定时，可以确定采集磁共振数据时的精确反转延迟。所述机器可执行指令的执行还使得所述处理器使用最大似然重建来计算所述感兴趣区域的T1图，所述最大似然重建使用所述磁共振数据和针对所述磁共振数据的每个部分的所述反转延迟。在最大似然重建中，在计算T1图之前不将k空间数据重建为图像。测量的磁共振数据的模型可用于预测测量的磁共振数据。在最大似然重建中，使用直接测量的磁共振数据来计算T1图的最可能值。这是在k空间中执行的。该磁共振成像系统可以具有以下优点：计算出的T1图可以具有比传统T1图磁共振成像技术更高的分辨率和质量。在另一个实施例中，最大似然重建被制定为优化问题。该实施例可能是有利的，因为它可以提供使用磁共振数据的器件，所述磁共振数据未被充分采样以重建中间图像，以便以离散反转延迟构建查T1加权图像的传统T1图。在另一个实施例中，所述优化问题将磁共振数据与数据模型进行比较。数据模型取决于T1图和空间相关的自旋密度值。该实施例可能是有益的，因为它提供了精确的模型，其可以提供高质量的T1图而无需生成中间图像。在另一个实施例中，所述数据模型是感兴趣区域内的空间相关纵向磁化的近似。使用这种数据模型很有益，因为空间相关的纵向磁化与使用反转恢复的T1加权图像的强度直接相关。在另一个实施例中，所述数据模型还取决于脉冲序列命令。该实施例可能是有益的，因为它可以有助于考虑脉冲序列命令的特定定时和重复。例如，数据模型可以包括附加参数以考虑与T1弛豫无关的信号效应，例如由磁共振测量序列引入的饱和效应。这些参数可能不一定直接放入模型中，但可以从拟合模型中得出磁共振序列或脉冲序列命令对观察信号的影响。这可能有助于提取指数T1信号。在另一个实施例中，对每个反转延迟执行数据模型与磁共振数据的比较。采集磁共振数据作为磁共振数据的离散部分，并且磁共振数据的每个部分具有特定的反转延迟。在该实施例中，考虑了磁共振数据的每个部分的反转延迟。这可能是有益的，因为它可以提供高度准确的T1图。在另一实施例中，机器可执行指令的执行还使得处理器使用反转延迟将磁共振数据分组到预定的反转延迟分箱中。针对所述预定的反转延迟分箱中的每个，执行所述数据模型与所述磁共振数据的比较。在该实施例中，不是使用分配给磁共振数据的每个部分的反转延迟，而是首先对磁共振数据进行分箱。这可能是有益的，因为它可能降低优化问题的计算复杂性。这可能有利于加速T1图的计算。在另一个实施例中，优化问题将数据模型与k空间中的磁共振数据进行比较。这可能是有益的，因为它消除了在在磁共振数据的部分内对k空间进行采样以足够生成图像的需要。这使得能够采集更多的k空间数据，这使得能够重建更精确的T1图。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从来自成像区(108)内的感兴越区域(109)的对象(118)采集磁共振数据(146)的磁共振成像系统(100)，其中，所述磁共振成像系统包括：‑存储器(134)，其用于存储机器可执行指令(140)和脉冲序列命令(142)，其中，所述脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统以执行磁化准备脉冲，所述磁化准备脉冲在所述感兴趣区域内引起磁化反转并且启动T1弛豫过程，其中，所述脉冲序列命令被配置为在所述对象的心脏时相的休息舒张间隔期间将所述磁共振数据的部分采集为离散的单元；‑处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的运行使所述处理器重复地：‑接收(202)描述所述对象的所述心脏时相的ECG信号(124)；‑使用所述ECG信号检测(204)所述心脏时相的所述休息舒张间隔的开始；‑通过利用所述脉冲序列命令控制(200)所述磁共振成像系统，在所述休息舒张间隔的所述开始后的预定延迟采集(206)所述磁共振数据的部分(146)，其中，所述磁共振数据的所述部分对k空间进行欠采样；‑使用所述磁化准备脉冲的定时和所述休息舒张间隔的所述开始，确定(208)所述磁共振数据的所述部分的反转延迟(308、502)；并且‑其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用最大似然重建来计算所述感兴趣区域的T1图(150)，所述最大似然重建使用所述磁共振数据和针对所述磁共振数据的每个部分的所述反转延迟。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.22 EP 16206053.71.一种用于从来自成像区(108)内的感兴越区域(109)的对象(118)采集磁共振数据(146)的磁共振成像系统(100)，其中，所述磁共振成像系统包括：-存储器(134)，其用于存储机器可执行指令(140)和脉冲序列命令(142)，其中，所述脉冲序列命令被配置为控制所述磁共振成像系统以执行磁化准备脉冲，所述磁化准备脉冲在所述感兴趣区域内引起磁化反转并且启动T1弛豫过程，其中，所述脉冲序列命令被配置为在所述对象的心脏时相的休息舒张间隔期间将所述磁共振数据的部分采集为离散的单元；-处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的运行使所述处理器重复地：-接收(202)描述所述对象的所述心脏时相的ECG信号(124)；-使用所述ECG信号检测(204)所述心脏时相的所述休息舒张间隔的开始；-通过利用所述脉冲序列命令控制(200)所述磁共振成像系统，在所述休息舒张间隔的所述开始后的预定延迟采集(206)所述磁共振数据的部分(146)，其中，所述磁共振数据的所述部分对k空间进行欠采样；-使用所述磁化准备脉冲的定时和所述休息舒张间隔的所述开始，确定(208)所述磁共振数据的所述部分的反转延迟(308、502)；并且-其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用最大似然重建来计算所述感兴趣区域的T1图(150)，所述最大似然重建使用所述磁共振数据和针对所述磁共振数据的每个部分的所述反转延迟。2.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其中，所述最大似然重建被制定为优化问题。3.根据权利要求2所述的磁共振成像系统，其中，所述优化问题将所述磁共振数据与数据模型进行比较，其中，所述数据模型取决于所述T1图和空间相关的自旋密度值。4.根据权利要求3所述的磁共振成像系统，其中，所述数据模型是所述感兴趣区域内空间相关的纵向磁化的近似。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述数据模型还取决于所述脉冲序列命令。6.根据权利要求3、4或5所述的磁共振成像系统，其中，针对每个反转延迟，执行所述数据模型与所述磁共振数据的比较。7.根据权利要求3至6中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的执行还使所述处理器使用所述反转延迟将所述磁共振数据分箱到预定的反转延迟分箱(500)，其中，针对所述预定的反转延迟分箱中的每个，执行所述数据模型与所述磁共振数据的所述比较。8.根据权利要求3至6中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述优化问题将所述数据模型与k空间中的所述磁共振数据进行比较。9.根据前述权利要求1中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，反转恢复磁共振成像协议是改进的查看锁定反转恢复磁共振成像协议。10.根据前述权利要求1中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统还包括用于提供所述ECG信号的ECG系统。11.一种包括机器可执行指令(140)的计算机程序产品，所述机器可执行指令用于由控制磁共振成像系统(100)的处理器(130)执...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·施特宁，P·博尔纳特，T·E·阿姆托尔，M·I·多内瓦，J·斯明克，M·考恩霍文，
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