增强型3D径向MR成像制造技术

本发明专利技术涉及一种对被定位在MR设备(1)的检查体积中的对象(10)进行MR成像的方法。本发明专利技术的目的是提供对用于3D径向成像的径向k空间辐条的布置和排序以实现高效且均匀的k空间覆盖。本发明专利技术的方法包括以下步骤：指定径向k空间辐条的集合以覆盖球形k空间体积，所述集合被细分成多个子集，其中，每个子集的所述辐条的终点是利用沿着在k空间中形成球形螺旋的轨迹进行欠采样而沿着所述轨迹分布的，并且其中，不同子集的所述轨迹相对于彼此绕通过k空间原点的轴线旋转；通过使所述对象(10)经受成像序列来生成MR信号，其中，所述MR信号被采集为对所述子集中的一个子集的所述辐条进行采样；针对所述子集中的每个子集执行步骤b)，直到对辐条的完整集合都进行了采样为止；以及根据所采集的MR信号来重建MR图像。此外，本发明专利技术还涉及一种MR设备和一种用于MR设备的计算机程序。一种MR设备和一种用于MR设备的计算机程序。一种MR设备和一种用于MR设备的计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强型3D径向MR成像


[0001]本专利技术涉及磁共振(MR)成像领域。本专利技术涉及关于对k空间的三维(3D)径向采样的MR成像方法。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场)中，该磁场(B0场)的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(通常为z轴)。该磁场针对个体核磁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(拉莫尔频率或MR频率)的交变电磁场(RF场，也被称为B1场)而被激励(磁共振)。从宏观的角度看，个体核磁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，而该磁场垂直于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RF脉冲的强度和持续时间。在90
°
的翻转角的情况下，该核磁自旋从z轴偏转到横向平面。
[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第二时间常数T2(自旋
‑r/>自旋或横向弛豫时间)弛豫。能够借助于一个或多个接收RF线圈来检测磁化的变化，这一个或多个接收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。在施加了例如具有90
°
的翻转角的RF脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着(由局部磁场不均匀性引起的)核磁自旋的转变，这种核磁自旋的转变是从具有相同相位的有序状态转变到所有相位角都均匀分布(失相)的状态。能够借助于重新聚焦RF脉冲(例如，具有180
°
的翻转角的RF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]为了在患者体内实现空间分辨率，将沿着三个主轴延伸的线性磁场梯度叠加在均匀磁场上，从而使核磁自旋的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，这些分量能够与患者体内的不同位置相关联。经由RF线圈接收到的MR信号对应于空间频域(其被称为k空间)。通常在k空间中沿着利用不同的相位编码采集的多条线来收集该数据。通过收集大量样本将每条线数字化。借助于傅立叶变换或其他适当的重建算法将k空间数据集转换为MR图像。
[0006]在3D径向MR成像中，采集了多条k空间线，这多条k空间线构成以不同取向通过被成像对象的投影，这些投影被变换到空间频域。这些特定的k空间线也被称为辐条。在这种情况下，频率编码涉及沿着所有三个坐标轴以变化的幅度同时施加线性磁场梯度，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)和空间分辨率来完全覆盖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辐条。辐条的终
点被分布在球形k空间体积的表面上，由于k空间中的辐条的布置与对应的儿童玩具在视觉上相似，因此3D径向MR成像有时也被称为Koosh球成像。
[0007]在实践中，需要被采样以完全覆盖球形k空间体积的辐条的集合能够被细分成在所使用的成像序列的对应数量的重复(“拍摄”)中顺序采集的多个子集(“交织”)。
[0008]所采集的k空间数据通常不是使用滤波反投影来重建的，而是被网格化到笛卡尔k空间网格上，然后被转换到图像空间。
[0009]已经提出了不同的技术来对k空间中的辐条进行布置和排序，以实现对球形k空间体积的高效且均匀的覆盖。在理想情况下，满足以下三个要求：
[0010]1、在球形k空间体积的表面上均匀分布辐条的终点，
[0011]2、在球形k空间体积的表面上均匀分布每个子集的辐条的终点，
[0012]3、随后采样的辐条的终点之间的距离是最小的。
[0013]第一个要求确保了最小采集时间和最大信噪比(SNR)。第二个要求降低了对欠采样的易感性，提供了高运动鲁棒性并且使得能够进行运动补偿。第三个要求减少了涡流，从而减少了图像伪影以及在采集期间的声学噪声。
[0014]通常，对轨迹进行指定，该轨迹确定辐条的终点在球体表面上的位置和对辐条进行采样的时间顺序。在过去几年中，已经提出了用于3D径向MR成像的各种轨迹以尝试满足上述三个要求。
[0015]通过沿着从一个极点到赤道或另一极点横穿球体表面的球形螺旋轨迹放置终点来实现辐条的终点在球体表面上的近乎均匀的分布以及相继的终点之间的距离最小(参见Wong等人的文章，Magn.Reson.Med.，1994年，第32卷，第778
‑
784页)。
[0016]在另一方法中，通过根据黄金角度比率增加辐条的极性和方位角旋转角度来获得多个子集的辐条的终点在球体表面上的近乎均匀的分布(参见Doneva等人的文章，Proc.ISMRM2008，第336页)。
[0017]另外的方法被称为“螺旋叶序”(参见Piccini等人的文章，Magn.Reson.Med.，2011年，第66卷，第1049
‑
1056页)。它基于在植物学中已知的螺旋叶序，螺旋叶序是叶子在茎干上的一种特定布置。要求保护的是将辐条的终点在球体表面上的均匀分布与随后采样的辐条的终点之间的距离最小进行组合。
[0018]然而，所有这些已知的用于3D径向MR成像的方法都无法满足上述三个要求中的至少一个。球形螺旋轨迹不提供每个子集的辐条的终点在球形k空间体积的表面上的均匀分布。黄金角度方法引起相继采样的辐条的终点之间的距离较大，并且与欠采样结合的球形螺旋轨迹也是如此。螺旋叶序轨迹也无法实现每个子集的辐条的终点在球形k空间体积的表面上的均匀分布。

技术实现思路

[0019]根据上述内容很容易意识到，需要改进的3D径向MR成像方法。本专利技术的目的是提供对径向k空间辐条的布置和排序以实现高效且均匀的k空间覆盖并满足上述所有三个要求。
[0020]根据本专利技术，公开了一种对被定位在MR设备的检查体积中的对象进行MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：
[0021]指定径向k空间辐条的集合以覆盖球形k空间体积，所述集合被细分成多个子集，其中，
[0022]每个子集的所述辐条的终点是利用沿着在k空间中形成球形螺旋的轨迹进行欠采样而沿着所述轨迹分布的，并且
[0023]不同子集的所述轨迹相对于彼此绕通过k空间原点的轴线旋转；
[0024]通过使所述对象(10)经受成像序列来生成MR信号，其中，所述MR信号被采集为对所述子集中的一个子集的所述辐条进行采样；
[0025]针对所述子集中的每个子集执行步本文档来自技高网...

【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：指定径向k空间辐条的集合以覆盖球形k空间体积，所述集合被细分成多个子集，其中，每个子集的所述辐条的终点是利用沿着在k空间中形成球形螺旋的轨迹进行欠采样而沿着所述轨迹分布的，并且不同子集的所述轨迹相对于彼此绕通过k空间原点的轴线旋转，使得沿着每条轨迹的所述辐条的相邻终点之间的距离等于或近似于所述螺旋的绕组之间的距离，使得每个子集的所述辐条被均匀分布在所述球形k空间体积上；通过使所述对象(10)经受成像序列来生成MR信号，其中，所述MR信号被采集为对所述子集中的一个子集的所述辐条进行采样；针对所述子集中的每个子集执行步骤b)，直到对辐条的完整集合都进行了采样为止；以及根据所采集的MR信号来重建MR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其中，随后采样的子集的所述轨迹相对于彼此旋转了黄金角度、小黄金角度、任一微小黄金角度或其分数。3.根据权利要求1
‑
2中的任一项所述的方法，其中，所述成像序列是零回波时间或超短回波时间成像序列，其中，所述子集中的每个子集被采样为自由感应衰减信号的序列。4.根据权利要求1
‑
2中的任一项所述的方法，其中，所述成像序列是扰相或重新聚焦梯度回波成像序列，其中，所述子集中的每个子集被采样为梯度回波信号的序列。5.根据权利要求1
‑
2中的任一项所述的方法，其中，所述成像序列是零回波时间或超短回波时间成像序列与扰相或重新聚焦梯度回波成像序列的组合，其中，所述子集中的每个子集被采样为自由感应衰减信号和梯度回波信号的序列。6.根据权利要求1
‑
5中的任一项所述的方法，其中，每条轨迹从所述球形k空间体积的一个极点到达所述球形k空间体积的另一极点。7.根据权利要求1
‑
6中的任一项所述的方法，其中，每条轨迹在前一轨迹结束处的极点处开始。8.根据权利要求1
‑
7中的任一项所述的方法，...

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