用于屏气腹部核磁共振成像的片层调整方法技术

应用快速自旋回波脉冲序列（附图３）来采集一组腹部片层图像（１０）的ＭＲ图像数据。将这些片层分组成切片（１２，１４），在患者一次屏气的过程中采集每个切片。在每次屏气开始之后可以执行一种导引器脉冲序列以采集导引器数据，该导引器数据使切片（１２，１４）能够重新对准或者能够预期地调整扫描参数（２５６）以采集对准的每个切片（１２，１４）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核磁共振成像(“MRI”)的方法和系统。更具体地说，本专利技术涉及穿过腹部器官的一组片层图像的MRI数据的采集。当对物质比如人体组织施加均匀的磁场(极化磁场B0)时，在该组织中的自旋的各个磁矩趋于与这种极化场一致，但以它们的特征拉莫尔频率无序地绕其进动。如果物质或组织受到一种在x-y平面中并在拉莫尔频率附近的磁场(激励磁场B1)的作用，一致的净矩Mz可以被旋转或说“倾斜”到x-y平面中以产生横向净磁矩Mt。在激励信号B1结束之后受激励的自旋发射信号，可以接收这种信号并对其进行处理以形成图像。当应用这些信号来产生图像时，要应用磁场梯度(Gx、Gy和Gz)。通常，通过一序列测量周期扫描要成像的区域，在这些测量周期中这些梯度随所应用的特定的局部方法改变。对最终所接收的NMR信号组进行数字化并应用多种公知的重构技术中的一种重构技术进行处理以重构该图像。在采集NMR图像数据的过程中目标运动会在相位编码的方向上产生模糊和“重影”。当运动为周期性或近似周期性时重影尤其明显。对于大多数的生理运动在足够短的周期内采集每个视图的NMR信号以使在采集窗口内该目标可以认为是静止的。在这种情况下模糊和重影是由于在视图之间的目标的不一致的外部特征引起的。在下文中将改变在视图之间的外观的运动称为“视图间的运动”，这些运动例如有由患者的移动、呼吸或心动周期或蠕动产生的运动。在脉冲序列过程中当运动发展时运动还可以改变NMR信号的幅值和相位，在下文中称这种运动为“视图内的运动”。如果数据采集与目标的功能循环同步以降低视图间的运动则可以降低模糊和重影。这种方法通常称为选通NMR扫描，其目的是在连续的功能循环的过程中在相同的点上采集NMR数据以使在每个视图中目标“看起来”相同。选通方法的缺陷在于只可以在一小部分的目标的功能周期内采集NMR数据，只有当应用可接受的最短脉冲序列时，选通技术才能够极大地加长数据采集时间。在1986年2月4日公布的美国专利US4,567,893中提出了另一种消除重影假象的方法。该已有专利教导当NMR脉冲序列的重复时间为周期性信号变化的持续时间的四分之一的奇数倍时在图像中在重影和要成像的目标之间的距离最大。应用这种技术就可以减小由于呼吸运动引起的重影。虽然这种方法真正改善了图像质量，但是它限制了NMR脉冲序列的重复时间并且它通常导致更长的总的扫描时间。该技术还假设该运动为周期性的。另一种降低由于周期性的信号的变化造成的不良影响的方法公开在1987年11月10日公布的题为“在NMR成像中降低由于周期性的变化引起的图像假象的方法”的美国专利US4,706,026中。在该方法的一个实施例中，假定信号变化的周期(例如由于患者的呼吸引起的)并将视图顺序从通常的单调增加的相位编码梯度改变为预选的顺序。例如，对于给定的信号变化的周期，选择视图的顺序以使NMR信号变化在所需的频率按照相位编码幅值的函数变化。在一个实施例中，选择视图顺序以使变化周期等于总的NMR扫描时间(低频率)，从而使重影假象尽可能的接近所成像的目标。在另一个实施例中(高频率)，选择视图顺序以使变化周期尽可能地短，从而使重影假象尽可能地远离目标。这种已有的方法能够有效地降低假象，并且如果变化不是规则的且频率已知的话则在某些方面是较理想的。在另一方面，如果不能满足关于该运动的时间周期的假设(例如因为患者的呼吸模式的变化或无规律)，则该方法并不很好。如果发生这些，则会因为重影的聚焦(不管是尽可能地接近目标还是尽可能地远离目标)变得模糊，造成该方法失去某些有效性。解决这种问题的方案公开在题为“在NMR成像中降低由于周期性的变化引起的图像假象的方法”的美国专利US4,663,591中。在该方法中，当进行扫描时确定非单调的视图顺序并响应在该周期中的变化以在信号变化和梯度参数之间产生所需的关系(低频或高频)。当然该方法的有效性取决于用于感测患者的运动尤其是在该运动的周期性中的任何变化的装置的精度。校正MR图像的运动假象的最成功的方法应用在扫描过程中所采集的导引器(navigator)信号。如在美国专利US4,937,526中所描述，在扫描的过程中周期性地采集这种导引器信号，并应用这些信号的信息来校正患者运动时的图像数据。当进行腹部MR成像时呼吸运动是最难对付的问题。一种方案是应用对运动不敏感的技术比如单脉冲快速自旋回波(“SSFSE”)或单脉冲回波平面(“EPI”)序列采集所有的图像数据，这些技术在一次屏气过程中采集整个图像数据。然而，在这些技术中没有一种技术能够最佳地获得T2-加权腹部图像。应用SSFSE所采集的图像更加模糊并且由于激励回波对所采集的信号的作用造成T1对比度太大。在另一种单脉冲EPI技术中，由于在肺部和消化道中的空气引起的磁化率梯度的原因，对于常规的临床腹部成像它并不太可靠。此外，对于腹部成像在这些技术中没有一种技术可以用于产生具有可接受的对比度的T1-加权图像。本专利技术是一种从患者的腹部区域中采集一组片层图像的方法，该方法不会由于患者的呼吸造成运动假象。更具体地说，将一组片层分成许多连续的切片，其中每个切片由应用所指定的脉冲序列在单次屏气过程中能够采集的许多片层构成。然后通过初始化患者的屏气过程并应用所选择的脉冲序列采集在切片中的所有的片层的MR图像数据来采集每个切片。从所采集的MR图像数据中重构图像。本专利技术的另一方面为在每个切片采集之前测量患者的位置并改变MRI系统的扫描参数以便以对准的方式采集连续的切片。在采集每个切片之前应用导引器脉冲序列来测量患者的位置，在扫描过程中调整切片位置以考虑患者运动造成的偏离参考位置。附附图说明图1所示为应用本专利技术的MRI系统的方块图；附图2所示为构成附图1的MRI系统的一部分的收发器的电路方块图；附图3所示为用于实施本专利技术的优选实施例的快速自旋回波(FSE)脉冲序列的图形表示；附图4所示为说明应用附图3的脉冲序列采集片层图像数据的顺序的患者图形表示；附图5所示为附图1的MRI系统来采集图像数据所执行的步骤流程图；附图6所示为依据一种变型实施例附图1的MRI系统来采集图像数据所执行的步骤流程图。首先参考附图1，所示为并入本专利技术的优选MRI系统的主要部分。操作员控制台100控制该系统的操作，该操作员控制台100包括键盘和控制板102和显示器104。控制台100通过连接116与分离的计算机系统107进行通信，该计算机系统107使操作员能够控制在显示屏104上的图像的产生和显示。计算机系统107包括通过底板彼此进行通信的许多模块。这些模块包括一个图像处理器模块106、CPU模块108以及在本领域中公知的作为帧缓冲器以存储图像数据阵列的存储器模块113。计算机系统107链接磁盘存储器111和磁带驱动器112以存储图像数据和程序，它还通过高速串行链路115与分离的系统控制器122进行通信。系统控制器122包括通过底板连接在一起的一组模块。这些模块包括一CPU模块119和脉冲发生器模块121，该脉冲发生器模块121通过串行链路125连接到操作员控制台100。系统控制器122通过这种链路125从操作员接收表示要执行的扫描序列的指令。脉冲发生器模块121运行系统部件以执行所需的扫描序列。它产生表示要产生的RF脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用磁共振成像（ＭＲⅠ）系统产生一组图像的方法，包括如下的步骤：ａ） 指定一脉冲序列（２３０）；ｂ） 指定该组图像的数量和位置（２３２）；ｃ） 将该组图像分成许多切片（２３６），每个切片（１２，１４）包含许多相邻的图像； ｄ） 通过如下的步骤迭代地采集每个切片（１２，１４）来采集该组图像；ｉ） 初始化患者屏气过程（２４２）；ｉｉ） 应用ＭＲⅠ系统执行所规定的脉冲序列以从患者身上采集用于在切片中的每个指定的图像的ＭＲ图像数据（２４４）；以及ｅ） 应 用在步骤ｄ）中所采集的ＭＲ图像数据重构该组图像（２４８）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CF迈尔，G谭，
申请(专利权)人：GE医疗系统环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]