针对3D径向MR成像的优化的k空间概况排列制造技术

本发明专利技术涉及一种对对象(10)进行MR成像的方法。本发明专利技术的目的是实现具有降低水平的相位失真和对应图像伪影的使用径向采集的MR成像。本发明专利技术的方法包括以下步骤：a)通过使所述对象(10)经受成像序列来生成MR信号，所述成像序列包括RF脉冲和切换的磁场梯度；b)将所述MR信号采集为径向k空间概况，其中，在相反方向上采集空间相邻的k空间概况的对，并且其中，在时间上接近地采集的k空间概况在k空间中彼此靠近；c)根据所采集的MR信号来重建MR图像。此外，本发明专利技术涉及一种MR设备(1)和一种用于MR设备(1)的计算机程序。计算机程序。计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对3D径向MR成像的优化的k空间概况排列


[0001]本专利技术涉及磁共振(MR)成像领域。本专利技术涉及对被放置在MR设备的检查体积中的对象进行MR成像的方法。本专利技术还涉及MR设备以及在MR设备上运行的计算机程序。

技术介绍

[0002]如今，利用磁场与核自旋之间的相互作用来形成二维或三维图像的图像形成MR方法已经得到广泛使用，在医学诊断领域中尤其如此，因为它们与其他成像方法相比对于软组织成像在许多方面都具有优越性，它们不需要电离辐射并且通常是无创的。
[0003]通常，根据MR方法，将被检查的患者的身体布置在强且均匀的磁场B0中，该磁场B0的方向同时定义了测量与之相关的坐标系的轴(通常为z轴)。磁场B0针对个体核自旋产生取决于磁场强度的不同能级，该磁场强度能够通过施加定义频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激励(自旋共振)。从宏观的角度看，个体核自旋的分布会产生整体磁化，能够通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)使该整体磁化偏离平衡状态，而该RF脉冲的对应磁场B1垂直于z轴延伸，使得该磁化绕z轴进行进动运动。进动运动描述了圆锥的表面，其锥角被称为翻转角。翻转角的幅值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，该磁化从z轴偏转到横向平面(翻转角90
°
)。
[0004]在RF脉冲终止之后，该磁化弛豫回原始的平衡状态，在该状态下，以第一时间常数T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)再次建立z方向上的磁化，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以较短的第二时间常数T2(自旋
‑
自旋或横向弛豫时间)弛豫。能够借助于接收RF线圈来检测横向磁化及其变化，该接收RF线圈以在垂直于z轴的方向上测量磁化变化的方式被布置和定向在MR设备的检查空间内。横向磁化的衰减伴随着由局部磁场不均匀性引起的在RF激励之后发生的失相，该失相促进了从具有相同信号相位的有序状态转变到所有相角均匀分布的状态。能够借助于重新聚焦RF脉冲(例如，180
°
脉冲)来补偿失相。这会在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
[0005]为了在体内实现空间分辨率，将沿着三个主轴延伸的时变磁场梯度叠加在均匀磁场B0上，从而使得自旋共振频率具有线性空间依赖性。然后，在接收线圈中拾取的信号包含不同频率的分量，这些分量能够与体内的不同位置相关联。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括对不同相位编码采集的多条线。通过收集大量样本将每条线数字化。借助于傅立叶变换将k空间数据集转换为MR图像。
[0006]在本领域中已知不同的三维(3D)径向或螺旋MR成像技术。
[0007]在3D径向MR成像中，采集多个k空间概况，这多个k空间概况构成以不同取向通过被成像对象的投影。在所有三个坐标轴上同时施加具有变化的幅度的频率编码，以在k空间中产生所要求的旋转图案，从而根据所期望的视场(FOV)和图像分辨率来完全覆盖k空间中的球形体积。通过在采集期间独立增大的极轴和方位角旋转角度来定义径向k空间概况。由于3D径向方法采集具有沿着所有三个笛卡尔坐标轴(k
x
、k
y
、k
z
)的分量的径向投影，因此该技术通常被称为Koosh球成像，因为它与对应的儿童玩具相似。在径向MR成像中，通常不使
用滤波反投影来重建所采集的信号数据，而是将所采集的信号数据“重新网格化”到常规的笛卡尔k空间图案上，然后经由直接傅立叶变换来重建所采集的信号数据。
[0008]已经提出了不同的技术来在k空间中布置和排列径向概况，以便实现有效且均匀的k空间覆盖。一种方法被称为“螺旋叶序”(参见Piccini等人的文章(Magn.Reson.Med.，第66卷，第1049
‑
1056页，2011年)。所提出的方案基于螺旋叶序，在植物学中，螺旋叶序是叶子在茎杆上的一种特定布置形式。这种图案以简单的数学实现方式为特征，并且能够被容易地集成到现有的3D径向采集框架中。螺旋叶序图案结合了k空间概况的分布的整体均匀性和减少涡流效应的读出结果的固有布置。螺旋叶序图案已被证明是针对其中涉及径向欠采样和运动的体积采集的鲁棒解决方案。
[0009]在首字母缩写词FLORET(费马环状正交编码轨迹，参见Pipe等人的文章(Magn.Res.Med.，第66卷，第1303
‑
1311页，2011年)下已知3D螺旋采集方案。根据FLORET方法，沿着3D螺旋轨迹采集k空间概况。轨迹集基于单个费马螺旋波形，该单个费马螺旋波形在k空间的中心基本上被欠采样。多条轨迹被组合在堆叠的锥形配置中。该技术在梯度性能和均匀轨迹间距方面非常有效。作为中心向外的轨迹，它提供了较短的最小回波时间并且具有良好的k空间覆盖。
[0010]在已知的所谓的星形堆叠采集方案(参见例如WO 2013/159044 A1)中，应用了多个空间非选择性或板层选择性RF激励，在每个RF激励之后采集一个或多个MR信号(例如，梯度回波信号)，其中，每个MR信号表示一个k空间概况。从在k空间中的多个平行平面中，将MR信号采集为径向k空间概况。这些平面被布置在沿着k空间中的一个坐标轴的不同位置处。在这个方向(例如，k
z
方向)上执行标准笛卡尔相位编码，同时在每个单个平面内沿着围绕中心(k
x
＝k
y
＝0)旋转的径向“辐条”采集MR信号。这样得到了由堆叠的圆盘(“星形堆叠”)组成的圆柱形k空间覆盖。从技术上讲，这是通过在切片的平面内方向上同时生成磁场梯度并调制其幅度来实现的。
[0011]类似地，在也是已知的螺旋堆叠采集方案中，在每个非选择性或平板选择性RF激励之后采集表示螺旋k空间概况的一个或多个MR信号。与星形堆叠方法一样，平面也被布置在沿着k空间中的一个坐标轴的不同位置处，其中，在这个方向上执行标准笛卡尔相位编码，同时在每个单个平面内沿着以k空间中心(k
x
＝k
y
＝0)为原点的螺旋轨迹采集MR图像。
[0012]上述3D径向和螺旋采集方案为临床3D和4D MR成像提供了若干有前景的优点，例如，高运动鲁棒性和温和的混叠伪影。然而，一个缺点是：例如由于被成像对象引发的主磁场的不均匀性和在采集期间生成的涡流、梯度通道延迟等，规定的径向或螺旋k空间轨迹通常不是采集MR信号所沿着的真实轨迹。这样的偏差可能导致相位误差和重建图像中的伪影。
[0013]在使用笛卡尔采样方案的MR成像中，k空间概况是以直线方式采集的，因此所有k空间概况都在一个特定方向上累积相位误差，这通常不会导致图像伪影。另一方面，非笛卡尔k空间轨迹明显更容易受到相位失真的影响。例如，在径向MR成像中，k空间概况围绕k空间的中心旋转，每个k空间概况根据旋转角度累积不同的相位误差。这些多方向相位误差会导致重建图像中出现严重的伪影。

技术实现思路

[0014本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对被定位在MR设备(1)的检查体积中的对象(10)进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：a)通过使所述对象(10)经受3D径向成像序列来生成MR信号，所述3D径向成像序列包括RF脉冲和切换的磁场梯度，所述RF脉冲和切换的磁场梯度定义视场并且包括多回波成像序列的多个击发，每个击发包括后跟有多个重新聚焦磁场梯度或重新聚焦RF脉冲的RF激励脉冲，以生成快速演替的MR回波信号的队列，每个MR回波信号对应于一个k空间概况，并且其中，来自一个k空间片段的k空间概况是在所述成像序列的一个击发期间采集的，其中，不同的k空间片段与每个击发相关联；b)针对个体k空间片段将所述MR信号采集为径向k空间概况，其中，第一组k空间概况是在第一旋转角度采集的，并且其中，第二组k空间概况是在第二旋转角度采集的，所述第二旋转角度相对于所述第一旋转角度增大了最小角度以满足根据所述视场和所述第一组k空间概况和所述第二组k空间概况的奈奎斯特准则，所述第一组k空间概况和所述第二组k空间概况是在相反方向上采集的；并且c)根据所采集的MR信号来重建MR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在相反方向上采集空间相邻的k空间概况的对，并且其中，在时间上接近地采集的k空间概况在k空间中彼此靠近。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在相反方向上采集一个k空间片段的空间相邻的k空间概况。4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据黄金角度方案从击发到击发增大所述k空间概况的取向，以均匀地覆盖k空间。5.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的方法，其中，根据Koosh球方案、螺旋叶序方案、Floret螺旋方案、星形堆叠方案或螺旋堆叠方案来采集所述MR信号。6.根据权利要求1
‑
5中的任一项所述的方法，其中，所述成像序列包括脂肪抑制准备序列。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述脂肪抑制准备序列的每个实例之后反转所述k空间概况的采集顺序。8.根据权利要求1
‑
7中的任一项所述的方法，其中，在相反方向上采集的空间相邻的k空间概况的对在取向方面的差异最小。9.根据权利要求1
‑
8中的任一项所述的方法，其中，在重建所述MR图像的步骤中将所采集的MR信号数据重新网格化到笛卡尔k空间网格上。10.根据权利要求1
‑
9中的任一项所述的方法，其中，重建所述MR图像的步骤涉及对所述MR信号数据的相位校正。11.根据权利要求1
‑
10中的任一项所述的方法，其中，根据至少一个k空间概况来导出在所述采集期间发生的所述对象(10)的运动，并且在重建所述MR图像的步骤中校正检测到的运动。12.根据权利要求1
‑
13中的任一项所述的方法，其中，使用非笛卡尔SENSE或压缩感测或深度学习方法来重建所述MR图像。13.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：