本发明专利技术涉及一种Dixon型MR成像的方法。本发明专利技术的目的是提供一种使用双极读出磁场梯度的MR成像技术，其具有对主场不均匀性的改进的估计以消除剩余伪影。根据本发明专利技术，提出了一种对被放置在MR设备的检查体积内的主磁场中的对象进行MR成像的方法，其中，所述方法包括以下步骤：‑使所述对象(10)经受成像序列以使用读出磁场梯度的双极对在两个或更多个不同回波时间处生成至少两组回波信号，一组回波信号是在第一回波时间(TE1)处生成的，并且另一组回波信号是在第二回波时间(TE2)处生成的；‑从所述对象(10)采集所述回波信号；‑根据归于所述第一回波时间(TE1)的所述回波信号来重建第一图像，并且根据归于所述第二回波时间(TE2)的所述回波信号来重建第二图像；‑通过分别补偿重建的第一图像和重建的第二图像中的脂肪位移来计算经修改的第一图像和经修改的第二图像；‑使用包括脂肪和水的共振谱和所述主磁场的空间变化的信号模型基于所述第一图像和所述第二图像和所述经修改的第一图像和所述经修改的第二图像来估计所采集的回波信号中的相位误差；并且‑通过使用估计的相位误差分离脂肪和水对所采集的回波信号的信号贡献来重建水图像和/或脂肪图像。此外，本发明专利技术涉及MR设备(1)和要在MR设备(1)上运行的计算机程序。
Dixon water / fat separation MR imaging with improved fat displacement correction
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有经改进的脂肪位移校正的Dixon型水/脂肪分离MR成像
本专利技术涉及磁共振(MR)成像的领域。其涉及一种对被放置于MR设备的检查体积内的主磁场中的对象进行MR成像的方法。本专利技术还涉及一种MR设备和一种要在MR设备上运行的计算机程序。
技术介绍
利用磁场和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方法现在被广泛使用，特别是在医学诊断领域中，因为对于对软组织的成像，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是无创的。根据一般的MR方法，要检查患者的身体被布置在强、均匀的磁场B0中，磁场B0的方向同时限定测量基于的坐标系的轴(通常地，z轴)。磁场B0根据可以通过施加限定频率(所谓的拉莫尔频率，或者MR频率)的电磁交变场(RF场)所激励(自旋共振)的磁场强度产生针对个体核自旋的不同的能级。从宏观的角度来看，个体核自旋的分布产生整体磁化，所述整体磁化可以通过施加垂直于z轴的适当频率(RF脉冲)的电磁脉冲而偏离平衡状态，使得所述磁化关于z轴执行进动运动。进动运动描述了圆锥的表面，所述圆锥的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅度取决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，自旋从z轴偏转到横向平面(翻转角度90°)。在RF脉冲的终止之后，磁化弛豫回到原始平衡状态，其中，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，并且所述磁化强度在垂直于z方向的方向上以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。可以借助于接收RF线圈来检测磁化的变化，所述接收RF线圈以这样的方式在MR设备的检查体积内被布置和取向：在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰变伴随着核自旋(由局部磁场不均匀性引起)从具有相同相位的有序状态到所有相位角均匀分布(失相)的状态的转变。失相可以借助于重聚焦脉冲(例如180°脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号。为了实现身体中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度叠加在均匀磁场B0上，从而导致自旋共振频率的线性空间相关性。然后，在接收线圈中拾取的信号包含可以与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码采集的多条线。通过收集多个样本来对每条k空间线进行数字化。例如借助于傅里叶变换将一组k空间数据转换为MR图像。在MR成像中，常常期望获得关于水和脂肪对总体信号的相对贡献的信息，以抑制它们中的一个的贡献或者分离地或共同地分析它们两者的贡献。如果组合来自在不同回波时间处采集的两个或更多个对应回波的信息，则可以计算这些贡献。这可以被认为是化学位移编码，其中，通过在略微不同的回波时间处采集两幅或更多幅MR图像来定义和编码额外的维度，化学位移维度。对于水-脂肪分离，这些类型的实验常常被称为Dixon型测量。借助于DixonMR成像或Dixon水/脂肪MR成像，通过计算来自在不同回波时间处采集的两个或更多个对应的回波的水和脂肪的贡献来实现水-脂肪分离。通常这样的分离是可能的，因为在脂肪和水中存在氢的已知的进动频率差异。在其最简单的形式中，水和脂肪图像通过“同相”和“异相”数据集的相加或相减来生成。近年来已经提出了若干Dixon型MR成像方法。除了用于水/脂肪分离的不同策略之外，已知技术的主要特征在于它们采集的回波(或“点”)的特定数量以及它们施加于使用的回波时间上的约束。常规的所谓两点和三点方法需要同相和反相回波时间，其中，水和脂肪信号分别在复平面中平行和反平行。三点方法已经逐渐被推广以允许灵活的回波时间。因此，它们不再将回波时间处的水和脂肪信号之间的角度或相位限制于某个值。以这种方式，它们在成像序列设计中提供了更大的自由度，并且具体地实现来自采集的信噪比(SNR)增益与分离中的SNR损失之间的权衡。另一方面，期望仅采样两个而不是三个回波以减少扫描时间。Eggers等人(Magn.Reson.Med.,65:96-107,2011)已经提出双回波灵活Dixon型MR成像方法。使用具有灵活回波时间的这样的Dixon型MR成像方法，同相和反相图像不再必要地采集，而是任选地由水和脂肪图像合成。各种策略可以使用在Dixon成像中以用于采集两个不同回波时间处的回波信号，包括：(i)双通策略，其中，每个回波信号使用正幅度读出磁场梯度在激励RF脉冲之后分离地采集；(ii)飞回策略，其中，这两个回波信号使用正幅度读出磁场梯度与负幅度重绕机磁场梯度组合在相同激励RF脉冲之后采集；以及(iii)双极策略，其中，这两个回波信号在相同激励RF脉冲之后被采集，一个回波使用正幅度读出磁场梯度来采集，并且另一回波使用负幅度读出磁场梯度来采集。双极策略提供许多有吸引力的优点，诸如较短的扫描时间、较高的SNR(信噪比)效率、更鲁棒的场图估计、降低的运动引起的伪影、以及对短T2*的较低的灵敏度。然而，交变读出磁场梯度引起若干问题，包括相位误差和几何失真，其限制现有的Dixon水/脂肪分离技术的直接应用。读出磁场梯度的极性的反转导致奇数回波与偶数回波之间的相反方向上的几何失真。Lu等人(Magn.Reson.Med.2008,60:198-209)提出解决这些问题的三步流程。第一，后处理在水/脂肪分离之前被应用于所采集的回波信号。该后处理包括对k空间数据进行移位以校正由于回波未对准的相位误差。第二，图像数据在场图的帮助下被重新采样以校正主场不均匀性引起的几何失真。场图根据低分辨率图像数据来估计，其中，几何失真是可忽略的，以避免引入场图估计误差。第三，水/脂肪分离在k空间中被执行，由此消除了化学位移引起的几何失真。该已知方法主要地成功校正/抑制与主场不均匀性和化学位移有关的伪影。然而，利用该方法重建的水图像呈现特别地不同组织之间或者组织与空气之间的界面处的不完全的脂肪分离。在美国专利申请US2017/0038446中，解决了与水-脂肪频移链接的相位校正。然而，该校正解决了由于不同回波之间和由于水-脂肪频移的水与脂肪之间的额外相位累积的相位误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用具有主场不均匀性的经改进的估计的双极读出磁场梯度来消除剩余伪影的Dixon型MR成像技术。根据本专利技术，提出了一种对被放置在MR设备的检查体积内的主磁场中的对象进行MR成像的方法，其中，所述方法包括以下步骤：-使所述对象经受成像序列以使用读出磁场梯度的双极对在两个或更多个不同回波时间处生成至少两组回波信号，一组回波信号在第一回波时间处生成，并且另一组回波信号在第二回波时间处生成，-从所述对象获得所述回波信号，-根据归于所述第一回波时间的回波信号重建第一图像，并且根据归于所述第二回波时间的回波信号重建第二图像，-通过分别补偿重建的第一图像和第二图像中的脂肪位移来计算经修改的第一图像和第二图像，-使用包括脂肪和水的共振谱和所述主磁场的空间变化的信号模型基第一图像和第二图像和经修改的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对被放置在MR设备(1)的检查体积内的主磁场中的对象(10)进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：/n-使所述对象(10)经受成像序列以使用读出磁场梯度的双极对在两个或更多个不同回波时间处生成至少两组回波信号，一组回波信号是在第一回波时间(TE1)处生成的，并且另一组回波信号是在第二回波时间(TE2)处生成的，/n-从所述对象(10)采集所述回波信号，/n-根据归于所述第一回波时间(TE1)的所述回波信号来重建第一图像，并且根据归于所述第二回波时间(TE2)的所述回波信号来重建第二图像，/n-通过分别补偿重建的第一图像和重建的第二图像中的脂肪位移来计算经修改的第一图像和经修改的第二图像，/n-使用包括脂肪和水的共振谱和所述主磁场的空间变化的信号模型基于所述第一图像和所述第二图像和所述经修改的第一图像和所述经修改的第二图像来估计所采集的回波信号中的相位误差，并且/n-通过使用估计的相位误差分离脂肪和水对所采集的回波信号的信号贡献来重建水图像和/或脂肪图像。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 EP 17193731.11.一种对被放置在MR设备(1)的检查体积内的主磁场中的对象(10)进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：
-使所述对象(10)经受成像序列以使用读出磁场梯度的双极对在两个或更多个不同回波时间处生成至少两组回波信号，一组回波信号是在第一回波时间(TE1)处生成的，并且另一组回波信号是在第二回波时间(TE2)处生成的，
-从所述对象(10)采集所述回波信号，
-根据归于所述第一回波时间(TE1)的所述回波信号来重建第一图像，并且根据归于所述第二回波时间(TE2)的所述回波信号来重建第二图像，
-通过分别补偿重建的第一图像和重建的第二图像中的脂肪位移来计算经修改的第一图像和经修改的第二图像，
-使用包括脂肪和水的共振谱和所述主磁场的空间变化的信号模型基于所述第一图像和所述第二图像和所述经修改的第一图像和所述经修改的第二图像来估计所采集的回波信号中的相位误差，并且
-通过使用估计的相位误差分离脂肪和水对所采集的回波信号的信号贡献来重建水图像和/或脂肪图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相位误差是在两个个体计算步骤中估计的，在一个计算步骤中使用所述第一图像和所述第二图像，并且在另一计算步骤中使用所述经修改的第一图像和所述经修改的第二图像，其中，针对每个体素位置，如果来自水的所述贡献被发现在相应体素位置处占主导，则选择基于所述第一图像和所述第二图像估计的所述相位误差，并且如果来自脂肪的所述贡献被发现在所述相应体素位置处占主导，则选择基于所述经修改的...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·埃格斯，
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
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