用于三维磁共振成象的分段K-空间方法技术

本申请提供用于对诸如受检体的发生周期运动的心脏区域之类的结构进行三维磁共振成象的一种方法。该方法包括检测多个连续运动周期中每一个的开始点，和在每个运动周期期间获取该区域的一组磁共振视图。每个视图与一个两维Ｋ－空间中心之间具有已知的径向距离，并且每一组包括具有最低空间频率的一个视图，该视图位于所说Ｋ－空间中心附近。选择获取各组视图的次序，使得各组的最低频率视图分别在与其相应的运动周期开始点之后的相同特定时间获取。每一组的视图共同限定Ｋ－空间中的一个分段，各个分段按照彼此交错的螺旋线或椭圆排列方式定位。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一般来说，本申请公开和要求保护的专利技术涉及用于三维(3D)磁共振成象的一种分段k-空间方法。具体地说，本专利技术涉及用于获取体内发生周期性或基本周期性运动的病人或其它受检体的磁共振图象的一种上述方法。更具体地说，本专利技术涉及在所说运动周期的任何时间可以获取较低空间频率的磁共振数据的一种上述方法。众所周知，受检体内的周期性或基本周期性运动，例如呼吸或心脏运动会引起磁共振图象的严重虚影或其它畸变。为了在获取心脏的三维图象时减少这类虚影，已经开发出两种不同的获取心动选通三维图象的技术。按照其中一种技术，以相位编码方向作为外循环方向，而以片层编码方向作为内循环方向。在每个心动周期，获取一个相位编码梯级的所有片层编码。因此，总扫描时间为相位编码梯级总数与心动周期时间长度的乘积。按照第二种技术，为了实现缩短扫描时间的目的，以相位编码作为内循环方向，而以片层编码作为外循环方向。在每个心动周期，获取片层编码之一的所有相位编码。因此，总扫描时间为片层数与心动周期持续时间的乘积。对于这种技术，获取一个片层编码的所有相位编码的时间量必须小于在每个心动周期中可以用于成象的时间。因此，可以看出上述技术是有局限性的，或者受到相位编码总数的限制，或者受到片层总数的限制。可以相信，仍然需要一种更加全面的三维心脏成象技术，这种技术通过允许在周期性运动中获得任何数量的相位/片层编码，而可以更加灵活地选择扫描时间。分段k-空间方法是用于获取其体内发生周期性运动的受检体的磁共振图象的另一种方法。按照分段k-空间方法，图象获取分为多个段，每一段在一个不同的运动周期内获得。对于每一段获得的视图或取样的数目的唯一限制是这个数目与脉冲序列重复时间相乘的结果必须不大于每个心动周期可以用于成象的时间。按照常规的两维(2D)分段k-空间成象方法，给每个段指定一个数目。在一定的脉冲序列重复期间获取给定段的各个视图，其出现在给定段相应的运动周期的特定时间间隔。可取的是，提供一个查阅表，其将一个特定段数及其重复时间变换或排序到与一个特定视图相关的一个特定的相位编码值。相位编码次序的一个例子是分段交错，其中每一段中的对应视图数目都由等于段总数的多个梯级分隔开来。视图数逐段交错。在Edelman等人所写的文章“Segmented TurboFLASHMethod forBreath-Hold MR Imaging of the Liver with Flexible Contrast”(Radiology 177515-521(1990))中介绍了现有技术中的各种分段k-空间技术。在磁共振图象构成过程中，最有用的视图或数据采样值是在k-空间中心或原点附近获得的那些数据，就是与低空间频率相关的那些数据。例如，对于重构图象有贡献的磁共振信号的80％可以由从以原点为中心的k-空间的10％中获得的视图提供。在上述类型的分段k-空间技术中，仅仅在每个运动周期开始时获取具有低阶k-空间值的磁共振采样信号。结果，如果使用这种技术在心动周期的其它时间获取心脏图象，可能会受到极大的限制。如本领域技术人员所熟知的，心脏构造，例如冠状动脉的运动在一个心动周期内具有两个阶段或运动分量，即在心脏收缩期(心脏的机械收缩)内的运动和在心脏舒张期(心脏的机械舒张)内的运动。例如可能希望在收缩运动周期的近似中点获取心脏结构的磁共振图象。在这个时间，心脏是相当稳定的。但是，如果使用现有技术的分段k-空间技术，则必须主要利用具有较高空间频率的k-空间采样值，而不是利用位于k-空间中心附近的更有用的低频采样值来构成该图象。一般来说，本专利技术涉及用于对受检体的一个区域进行三维磁共振成象的一种方法，其中所说区域发生周期性或基本周期性运动，例如心动。本专利技术还可以应用于呼吸运动或类似运动。该方法包括检测一系列运动周期中每一个周期的开始时间点，和在每个运动周期获取成象区域的一组磁共振视图或采样值。每个视图都是在距一个两维k-空间的中心已知径向距离内获得的，并且每一组视图都包括一个具有最低空间频率的视图，其位于所说k-空间中心附近。该方法还包括选择获取各组视图的次序，从而在各自对应的运动周期的开始点之后，分别在相同的特定时间获取所说的最低频率视图。在本专利技术的一个优选实施例中，所说的一组视图共同限定两维k-空间中的一段，其中每一段具有与之相关的多个连续的磁共振信号序列重复，其出现在相应的一个所说运动周期中的选定时间间隔。限定给定段的给定组视图是以与给定段的重复之一一致的关系分另获取的。给定组的最低频率视图在一个指定重复中获取的，其出现在相应运动周期开始之后的特定时间。在一个实施例中，借助于心动选通方法检测每个运动周期的开始，其中在每个周期的开始时间检测ECG脉冲。在另一个实施例中，运动周期的开始是借助于呼吸选通检测的。在一个优选实施例中，每组视图都存储在一个查阅表中，并且各个视图都按照从最小径向k-空间距离到最大径向k-空间距离的顺序存储在所说查阅表中的。该方法的顺序选择步骤包括将一个特定段的一个特定重复映射到每个保存的视图。可取的是，为保存在查阅表中的每个视图使用一个指定的索引来实现上述映射。本专利技术的一个目的是提供一种改进的心动选通三维磁共振成象方法。本专利技术的另一个目的是提供也可应用于呼吸和其它类型周期运动的一种上述类型的成象方法。本专利技术的再一个目的是提供应用分段k-空间方法的一种上述类型的方法。本专利技术的又一个目的是提供允许在每个心搏或心动周期获取分别相应于一个相位/片层编码对的任意数量视图的一种上述类型的方法。本专利技术的再另一个目的是一种上述类型的方法，其中具有低空间频率的视图，即位于k-空间中心附近的那些视图，分别在多个连续的各自对应的心动周期的每一个周期中的、相同的任意选定时间点获取。本专利技术的再又一个目的是提供一种上述类型的方法，其中每个视图包括在读出方向获取的磁共振数据。根据以下结合附图进行的描述，可以更加清楚地了解本专利技术的这些和其它目的和优点。附图说明图1为表示用于实施本专利技术的一个实施例的一个磁共振系统的主要组成部分的示意图。图2为表示分段和重复排列，以说明在多个连续运动周期中获取磁共振数据方式的示意图。图3为表现根据本专利技术的一个优选实施例在两维k-空间中交错段的排列方式的示意图。图4表示磁共振数据在查阅表中的排列方式。图5-7为表示在本专利技术的几个改进实施例中在一个运动周期中的视图顺序的示意图。参见图1，其中表示了一个磁共振系统10的主要组成部分，如在本说明书中所述，该系统可以用于获取磁共振数据。系统10包括一个射频发射线圈12，以及用于在一个圆柱体形磁体芯中产生一个主磁场或静磁场B0的一个磁体。射频线圈12用于向驻留在所说磁体芯中的病人或其它受检体16的一个三维区域36发射射频激励信号。可取的是，区域36以所说磁体的等角点为中心。系统10还包括用于分别相对于正交的X-、Y-和Z-基准轴产生Gx、Gy、和Gz磁场梯度的多个梯度线圈18、20和22。图1表示各个梯度线圈18、20和22分别由梯度放大器24、26和28驱动，而射频线圈12由发射放大器30驱动。进一步参见图1，其中表示出系统10包括一个射频线圈40，这个射频线圈40用于与一个接收放大器38结合以从病人16身体上的区域36获取三维磁共振信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对受检体内的一个区域三维磁共振成象的一种方法，其中所说区域发生着周期运动，所说方法包括以下步骤：检测所说连续的运动周期中每一个的开始点；在所说连续运动周期的每一个周期内获取所说区域的一组磁共振视图，其中每个所说视图距两维ｋ－空间 中心具有已知的径向距离，所说各组视图中的每一组包括位于所说ｋ－空间中心附近的一个最低频率视图；和选择获取各组视图的次序，使得所说最低频率视图分别在其各自对应的运动周期开始点之后的相同特定时间获取。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA波尔津，沈杰锋，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]