磁共振成像中信号表征确定的系统与方法技术方案

提供了一种用于确定MRI中对象的信号表征的方法。该方法可以包括获取该对象的多个信号。多个信号可以使用MRI设备生成，并且多个信号中的每一个可以对应于使用MRI设备信号获取的多个信号维度中的一组值。该方法可以包括在多个信号维度中确定主信号维度和至少一个次信号维度，主信号维度与信号表征相关联。该方法还可以包括基于主信号维度、至少一个次信号维度和多个信号确定对象的信号表征。

The system and method of signal characterization in MRI

【技术实现步骤摘要】
磁共振成像中信号表征确定的系统与方法
本公开总体涉及磁共振成像(MRI)，尤其涉及用于确定MRI中对象(subject)的信号表征和/或定量参数的方法和系统。
技术介绍
通过利用强磁场和射频(RF)技术，MRI系统广泛应用于医学诊断和/或治疗。在对象的MR扫描中，MRI设备的多个线圈单元可以检测在对象上应用MR脉冲序列后表示多个回波的多个回波信号。在一些情况下，可以根据回波信号确定对象的一个或多个参数，如纵向弛豫时间(T1)、横向弛豫时间(T2)和表征横向弛豫时间(T2*)。定量参数(多个)可反映对象的生理特征，并可用于疾病诊断。传统上，可以基于对应的回波信号为每个线圈单元重建一系列图像。对应于同一回波的不同线圈单元的图像可以组合成回波图像，例如，使用平方和(SOS)算法或自适应线圈组合(ACC)算法。然后，可以使用数据拟合算法基于对应于不同回波的回波图像确定定量参数(多个)。然而，这是一种低效的定量参数确定方法，以及有时确定结果是不准确的。通常，对象的定量参数可能与在对象的检查或成像中获取或确定的对象的信号表征相关联。对象的这种信号表征也可以反映对象的一个或多个生理特征，所述一个或多个生理特征可直接用于疾病诊断中和/或用于定量参数的确定中。因此，期望开发有效的系统和方法，以基于检查或成像技术来确定对象的信号表征和/或定量参数。
技术实现思路
在本公开的一个方面中，提供了一种系统。该系统可包括至少一个存储介质，所述至少一个存储介质包括用于确定MRI中对象的信号表征的一组指令。该系统还可以包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为与至少一个存储介质通信。当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器可被配置为引导(direct)系统以获取所述对象的多个信号。该多个信号可以使用MRI设备产生，并且多个信号中的每一个可以对应于使用MRI设备的信号获取的多个信号维度中的一组值。至少一个处理器还可被配置为引导系统以在多个信号维度中确定主信号维度和至少一个次信号维度，主信号维度与信号表征相关联。至少一个处理器还可被配置为引导系统以基于多个信号、主信号维度和至少一个次信号维度来确定对象的信号表征。在一些实施例中，为了确定对象的信号表征，至少一个处理器还可被配置为引导系统以针对至少一个次信号维度中的至少一个值，基于与至少一个次信号维度的值相对应的多个信号中的一部分，确定与主信号维度相关联的、对象的至少一个初步信号表征。至少一个处理器还可被配置为引导系统以基于对象的至少一个初步信号表征的至少一部分来确定对象的信号表征。在一些实施例中，为了确定对象的信号表征，至少一个处理器还可被配置为引导系统以获得对象的信号表征的优化函数，所述优化函数包含主信号维度和至少一个次信号维度。至少一个处理器还可被配置为引导系统以通过将多个信号输入到优化函数中以确定对象的信号表征。在一些实施例中，为了通过将多个信号输入到优化函数中来确定对象的信号表征，至少一个处理器还可被配置为引导系统以针对至少一个次信号维度中的至少一个值，在多个信号中确定与至少一个次信号维度中的值对应的至少一对信号，其中至少一对信号中的每一对信号对应于主信号维度中的不同值。至少一个处理器还可被配置为引导系统通过将至少一对信号输入到优化函数中以确定对象的信号表征。在一些实施例中，为了通过将多个信号输入到优化函数中来确定对象的信号表征，至少一个处理器还可被配置为引导系统以使MRI设备将MR脉冲序列应用在对象上。至少一个处理器还可被配置为引导系统通过MRI设备的至少一个线圈单元来检测多个回波信号。至少一个处理器还可被配置为引导系统基于多个回波信号确定对象的多个信号。在一些实施例中，对象可以是目标(object)的物理点，并且为了基于多个回波信号确定对象的多个信号，至少一个处理器还可被配置为引导系统基于多个回波信号重建包括物理点的图像数据的多个图像。至少一个处理器还可被配置为引导系统将多个图像中与物理点对应的图像数据指定为物理点的多个信号。在一些实施例中，对象的信号表征可以与感兴趣的定量参数相关联。主信号维度可能与感兴趣的定量参数相关联。至少一个次信号维度可能与感兴趣的定量参数不相关联。所述至少一个处理器还可被配置为引导系统基于对象的信号表征来确定对象的感兴趣的定量参数的值。在一些实施例中，为了确定该对象的感兴趣的定量参数的值，该至少一个处理器可以进一步被配置为引导系统获得与该对象的信号表征和感兴趣的定量参数的值相关的关系。至少一个处理器还可被配置为引导系统基于对象的信号表征和关系来确定对象的感兴趣的定量参数的值。在一些实施例中，对象可以是目标的物理点。信号表征可以是物理点处随回波时间的信号强度变化。物理点的感兴趣的定量参数可以包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间、表观扩散系数(ADC)、表征横向弛豫时间、场分布或旋转坐标系中纵向弛豫时间中的至少一个。在一些实施例中，主信号维度可以是回波时间，而感兴趣的定量参数可以是横向弛豫时间、表征横向弛豫时间或场分布中的至少一个。或者，主信号维度可以是T2准备时长，而感兴趣的定量参数可以是横向弛豫时间。或者，主信号维度可以是T1ρ准备时长，而感兴趣的定量参数可以是旋转坐标系中的纵向弛豫时间。或者，主信号维度可以是反转时间，而感兴趣的定量参数可以是纵向弛豫时间。或者，主信号维度可以是b值，而感兴趣的定量参数可以是ADC。在一些实施例中，信号表征可以由包括相位分量和幅度分量的复数表示，并且感兴趣的定量参数的值可以基于复数的相位分量或幅度分量中的至少一个来确定。或者，信号表征可以用实数来表示，而感兴趣的定量参数的值可以基于该实数来确定。在一些实施例中，多个信号维度可以包括回波时间(TE)、单位重复时间(TR)、反转恢复时间(TI)、b值、T1ρ准备时长、T2准备时长、重复、速度编码值、射频(RF)信道计数、翻转角、RF中心频率，或者射频接收线圈单元中的至少两个。在本公开的另一方面中，提供了一种方法。该方法可以在具有至少一个处理器和至少一个计算机可读存储介质的计算装置上实施，所述计算机可读存储介质包括用于确定MRI中对象的信号表征的一组指令。所述方法可以包括获取所述对象的多个信号。可以使用MRI设备生成多个信号，并且多个信号中的每一个可以对应于使用MRI设备的信号获取的多个信号维度中的一组值。该方法可以包括在多个信号维度中确定主信号维度和至少一个次信号维度，主信号维度与信号表征相关联。所述方法还可以包括基于主信号维度、至少一个次信号维度和多个信号确定对象的信号表征。在本公开的又一个方面中，一种非易失性计算机可读存储介质可以包括用于确定MRI中对象的信号表征的至少一组指令。当由电气设备的至少一个处理器执行时，至少一组指令可引导至少一个处理器执行一种方法。该方法可以包括获取该对象的多个信号。该多个信号可以使用MRI设备产生，并且多个信号中的每一个可以对应于使用MRI设备的信号获取的多个信号维度中的一组值。该方法还可以包括在多个信号维度中确定主信号维度和至少一个次信号维度，主信号维度与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁共振成像(MRI)系统，包括：/n至少一个存储介质，包括用于确定MRI中对象的信号表征的一组指令；以及/n至少一个处理器，被配置成与所述至少一种存储介质通信，其中，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器被配置成引导系统执行操作，包括：/n获取对象的多个信号，所述多个信号使用MRI设备产生，所述多个信号中的每一个对应于使用所述MRI设备的信号获取的多个信号维度中的一组值；/n在所述多个信号维度中，确定主信号维度和至少一个次信号维度，所述主信号维度与信号表征相关联；以及/n基于所述多个信号、主信号维度和至少一个次信号维度来确定所述对象的信号表征。/n

【技术特征摘要】
20190318 US 16/357,3131.一种磁共振成像(MRI)系统，包括：
至少一个存储介质，包括用于确定MRI中对象的信号表征的一组指令；以及
至少一个处理器，被配置成与所述至少一种存储介质通信，其中，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器被配置成引导系统执行操作，包括：
获取对象的多个信号，所述多个信号使用MRI设备产生，所述多个信号中的每一个对应于使用所述MRI设备的信号获取的多个信号维度中的一组值；
在所述多个信号维度中，确定主信号维度和至少一个次信号维度，所述主信号维度与信号表征相关联；以及
基于所述多个信号、主信号维度和至少一个次信号维度来确定所述对象的信号表征。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，为了确定对象的信号表征，所述至少一个处理器还被配置成引导所述系统执行附加操作，所述附加操作包括：
针对所述至少一个次信号维度中的至少一个值，基于与所述至少一个次信号维度的值相对应的所述多个信号中的一部分，确定与所述主信号维度相关联的、所述对象的至少一个初步信号表征；以及
基于所述对象的所述至少一个初步信号表征的至少一部分来确定所述对象的所述信号表征。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，为了确定所述对象的所述信号表征，所述至少一个处理器还被配置成引导所述系统执行附加操作，所述附加操作包括：
获得所述对象的所述信号表征的优化函数，所述优化函数包含所述主信号维度和所述至少一个次信号维度；以及
通过将所述多个信号输入到所述优化函数中以确定所述对象的所述信号表征。


4.根据权利要求3所述的系统，其中，为了确定所述对象的所述信号表征，所述至少一个处理器还被配置成引导所述系统执行附加操作，所述附加操作包括：
针对所述至少一个次信号维度中的至少一个值，在所述多个信号中确定与所述至少一个次信号维度中的值对应的至少一对信号，其中所述至少一对信号中的每一对信号对应于所述主信号维度中的不同值；以及
通过将所述至少一对信号输入到所述优化函数中以确定所述对象的所述信号表征。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，为了获得所述对象的多个信号，所述至少一个处理器还被配置成引导所述系统执行附加操作，所述附加操作包括：
使所述MRI设备将MR脉冲序列应用在所述对象上；
通过所述MRI设备的至少一个线圈单元来检测多个回波信号；以及
基于所述多个回波信号确定所述对象的所述多个信号。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述对象可以是目标(object)的物理点，并且为了基于所述多个回波信号确定所述对象的所述多个信号，所述至少一个处理器还可被配置为引导系统执行附加操作，所述附加操作包括：
基于所述多个回波信号重建包括所述物理点的图像数据的多个图像；以及
将所述多个图像中与所述物理点对应的所述图像数据指定为所述物理点的所述多个信号。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述对象的所述信号表征可以与感兴趣的定量参数相关联，所述主信号维度可能与所述感兴趣的定量参数相关联，所述至少一个次信号维度与所述感兴趣的定量参数不相关联，并且所述至少一个处理器还可被配置为引导系统执行附加操作，所述附加操作包括：
基于所述对象的所述信号表征来确定所述对象的所述感兴趣的定量参数的值。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，为了确定所述对象的所述感兴趣的定量参数的值，所述至少一个处理器还可被配置为引导系统执行附加操作，所述附加操作包括：
获得与所述对象的所述信号表征和所述感兴趣的定量参数的值相关的关系；以及
基于所述对象的所述信号表征和所述关系来确定所述对象的所述感兴趣的定量参数的值。


9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述对象是目标的物理点，所述信号表征是所述物理点处随回波时间的信号强度变化，以及
所述物理点的所述感兴趣的定量参数包括纵向弛豫时间、横向弛豫时间、表观扩散系数(ADC)、表征横向弛豫时间、场分布或旋转坐标系中纵向弛豫时间中的至少一个。


10.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述主信号维度是回波时间，而所述感兴趣的定量参数是所述横向弛豫时间、所述表征横向弛豫时间或所述场分布中的至少一个，或者
所述主信号维度是T2准备时长，而所述感兴趣的定量参数是所述横向弛豫时间，或者
所述主信号维度是T1ρ准备时长，而所述感兴趣的定量参数是旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶永泉，吕靖原，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31