使用多个脉冲序列类型的磁共振指纹的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了使用多个脉冲序列类型的磁共振指纹的系统和方法。一种用于执行磁共振指纹的方法，包括：使用至少两个脉冲序列类型来获取多个MR图像数据集，该多个MR图像数据集代表感兴趣区域中的图像要素的信号演化；将多个MR图像数据集与信号演化字典进行比较，从而识别MR图像数据集的至少一个参数；以及生成指示MR图像数据集的至少一个参数的报告。

The system and method of Mr fingerprint using multiple pulse sequence types

【技术实现步骤摘要】
使用多个脉冲序列类型的磁共振指纹的系统和方法相关申请的交叉引用本申请基于2018年4月6日提交的标题为“MethodForGeneratingAMagneticResonanceDataSet,ComputerProgramProduct,DataCarrierandMagneticResonanceSystem(用于生成磁共振数据集的方法、计算机产品、数据载体以及磁共振系统)”序列号为62/653,737的美国申请，要求其优先权并且将其内容全部通过引用并入于此。
本专利技术涉及使用多个脉冲序列类型的磁共振指纹的系统和方法。
技术介绍
使用核磁共振(“NMR”)表征组织种类可以包括识别共振种类(resonantspecies)的不同性质(例如，T1自旋-晶格弛豫、T2自旋-自旋弛豫、质子密度)。使用NMR信号也能够识别出其他性质，如组织类型和属性的超位置等其他性质。这些性质以及其他性质可以同时使用磁共振指纹(“MRF”)来识别，其作为示例，如D.Ma等人在“MagneticResonanceFingerprinting(磁共振指纹)”，Nature，2013；495(7440)：187-192所述。常规的磁共振成像(“MRI”)脉冲序列包括重复的类似准备阶段、等待阶段和获取阶段，这些重复的类似阶段连续地生成可以从其生成图像的信号。准备阶段确定何时可以获取信号并确定所获取信号的性质。例如，第一脉冲序列可以在第一回波时间(“TE”)生成T1加权信号，而第二脉冲序列可以在第二TE生成T2加权信号。这些常规的脉冲序列通常提供定性结果，其中利用突出特定参数(例如，T1弛豫、T2弛豫)的各种加权或对比来获取数据。当生成磁共振(“MR”)图像时，它们可以由解释特定疾病特征的定性图像的放射科医师和/或外科医生观察。放射科医师可以检查在多个成像平面中获取的多种图像类型(例如，T1加权、T2加权)以进行诊断。放射科医师或检查定性图像的其他个人可能需要特殊技能以能够评估从一个会话到另一个会话，从一个机器到另一个机器，以及从机器配置到机器配置的变化。与常规MRI不同，MRF采用一系列变化的序列块，这些序列块同时在应用射频(“RF”)的不同共振种类(例如，组织)中生成不同的信号演变。然而，来自不同共振组织的信号将是不同的并且可以使用MRF来区分。可以在一段时间内收集不同的信号以识别体积的信号演变。然后可以通过将信号演变与已知信号演变进行比较来表征体积中的共振种类。表征共振种类可以包括识别材料或组织类型，或者可以包括识别与共振类型相关的MR参数。“已知的”演变可以是，例如，根据物理原理和/或先前获得的演变而计算的模拟演变。可以将大量已知演进存储在字典中。MRF通常使用一系列变化的序列块来执行单脉冲序列类型。在变化的序列块中的至少两个变化序列块之间改变一个或多个采集参数。Ma等人使用的序列的缺点在于，长螺旋读出意味着重复时间TR存在下限，导致伪像。期望的是提供一种减少伪像并且具有高信噪比的用于磁共振指纹的系统和方法。
技术实现思路
一种用于执行磁共振指纹的方法，包括：使用至少两个脉冲序列类型来获取多个MR图像数据集，该多个MR图像数据集代表感兴趣区域中的图像要素的信号演化；将多个MR图像数据集与信号演化字典进行比较，从而识别MR图像数据集的至少一个参数；以及生成指示MR图像数据集的至少一个参数的报告。磁共振成像(MRI)系统包括：磁体系统，其用于生成围绕对象的至少一部分的极化磁场；磁梯度系统，其包括多个磁梯度线圈，该多个磁梯度线圈用于将至少一个磁梯度场施加到计划磁场；以及射频(RF)系统，其用于向对象施加RF场并且使用线圈阵列从该对象接收磁共振信号。MRI系统还包括计算机系统，该计算机系统被编程执行：使用至少两个脉冲序列类型来获取多个MR图像数据集，该多个MR图像数据集代表感兴趣区域中的图像要素的信号演化；将多个MR图像数据集与信号演化字典进行比较，从而识别MR图像数据集的至少一个参数；以及生成指示MR图像数据集的至少一个参数的报告。附图说明此后将参照附图描述本专利技术，其中相同的附图标记表示相同的要素。图1是根据实施例的示例MRI系统的示意图；图2示出根据实施例的磁共振指纹的方法；图3示出根据实施例的示例FLASH脉冲序列；图4示出根据实施例的示例FISP脉冲序列；图5示出根据实施例的示例TrueFISP脉冲序列；图6示出根据实施例的用于使用两个或更多个脉冲序列类型获取多个图像数据集的方法；图7示出根据实施例的使用多个脉冲序列类型的示例获取方法；图8示出根据实施例的使用FISP脉冲序列获取的示例磁共振数据集；图9示出根据实施例的使用TrueFISP脉冲序列获取的示例磁共振数据集；图10示出根据实施例的使用FLASH脉冲序列获取的示例磁共振数据集。具体实施方式磁共振指纹(“MRF”)是一种便于基于被成像的对象或物体的随机或伪随机测量结果而对组织或其他材料特性进行映射的技术。特别地，MRF可以概念化为采用在施加RF的不同“共振种类”中同时产生不同的信号演变的一系列变化的“序列块”。如本文所使用的，术语“共振种类”是指可以使用NMR使其共振的材料，例如水、脂肪、骨骼、肌肉、软组织等。举例来说，当射频(“RF”)能量施加到具有骨骼和肌肉组织的体积时，骨骼和肌肉组织都将产生核磁共振(“NMR”)信号；然而，“骨骼信号”代表第一共振种类，“肌肉信号”代表第二共振种类，因此两个信号将是不同的。可以在一段时间内同时收集来自不同物种的这些不同信号，以收集该体积的整体“信号演变”。可以通过从一个重复时间(“TR”)周期到下一个重复时间(“TR”)周期改变获取参数来实现在MRF技术中获得的测量结果，这产生具有不同对比度的信号的时间序列。可以改变的获取参数的例子包括翻转角(“FA”)、RF脉冲相位、TR、回波时间(“TE”)和采样模式，例如通过修改一个或多个读出编码梯度。获取参数以随机方式、伪随机方式或导致来自不同材料或组织的信号在空间上不相干、在时间上不相干或在空间和时间上都不相干的其他方式而变化。例如，在一些情况下，获取参数可以根据另外导致来自不同材料或组织的信号在空间上不相干、在时间上不相干或在空间和时间上都不相干的非随机或非伪随机模式而变化。从如上所述可以是随机的或伪随机的或者可以包含来自不同材料或组织的在空间上不相干、在时间上不相干或在空间和时间上都不相干的信号的这些测量结果，可以设计MRF过程以映射各种参数中的任何一个。可以映射的这些参数的例子可以包括但不限于纵向弛豫时间(T1)、横向弛豫时间(T2)、主或静磁场图(B0)和质子密度(ρ)。MRF总体描述在美国专利第8,723,518号和公开的美国专利申请第2015/0301141号中，它们中的每一个通过引用整体并入本文。将利用MRF技术获取的数据与已经针对来自磁共振信号模型的不同获取参数生成的信号模型或模板(例如，基于布洛赫方程的物理模拟)的词典进行比较。该比较允许估计物理参数，例如上面提到的那些。作为例子，可以使用任何合适的匹配或图案识别技术来执行所获取的信号与词典的比较。给定体素中的组织或其他材料的参数估计为提供最佳信号模板匹配的值。例如，所获取的数据与词典的比较可导致从最佳对应于观本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行磁共振指纹提取的方法，其包括：使用至少两个脉冲序列类型获取多个MR图像数据集，所述多个MR图像数据表示图像元素在感兴趣区域中的信号演变；将所述多个MR图像数据集与信号演变字典进行比较，以识别所述MR图像数据集的至少一个参数；以及产生表示所述MR图像数据集的所述至少一个参数的报告。

【技术特征摘要】
2018.04.06 US 62/653,7371.一种用于执行磁共振指纹提取的方法，其包括：使用至少两个脉冲序列类型获取多个MR图像数据集，所述多个MR图像数据表示图像元素在感兴趣区域中的信号演变；将所述多个MR图像数据集与信号演变字典进行比较，以识别所述MR图像数据集的至少一个参数；以及产生表示所述MR图像数据集的所述至少一个参数的报告。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个脉冲序列类型中的至少一个是FISP脉冲序列。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个脉冲序列类型中的至少一个是TrueFISP脉冲序列。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少两个脉冲序列类型中的至少一个是FLASH脉冲序列。5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用至少两个脉冲序列类型获取多个MR图像数据集包括：在第一阶段期间使用第一脉冲序列类型获取多个第一MR图像数据集；以及在第二阶段期间使用第二脉冲序列类型获取多个第二MR图像数据集。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一脉冲序列类型是TrueFISP脉冲序列并且所述第二脉冲序列类型是FLASH脉冲序列。7.根据权利要求5所述的方法，其中，使用至少两个脉冲序列类型获取多个MR图像数据集还包括在第三阶段期间使用第三脉冲序列类型获取多个第三MR图像数据集。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一脉冲序列类型是FISP脉冲序列，所述第二脉冲序列类型是TrueFISP脉冲序列，并且所述第三脉冲序列类型是FLASH脉冲序列。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一阶段、所述第二阶段和所述第三阶段是连续的阶段。10.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少两个脉冲序列类型中的至少一个中，翻转角在获取所述多个MR图像数据集期间变化。11.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述至少两个脉冲序列类型中的至少一个中，相位周期在获取所述多个MR图像数据集期间变化。12.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·尼特卡，格雷戈·科兹多费尔，彼得·斯派尔，马克·格里斯沃尔德，梁云，
申请(专利权)人：凯斯西储大学，西门子医疗保健股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US