存在脂肪时的定量磁共振成像制造技术

本文公开了一种医学系统(100、300)，包括存储机器可执行指令(120)的存储器(110)。所述医学系统还包括计算系统(104)。所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：接收(200)描述对象(318)的感兴趣区域(309)的k空间数据(122)，其中，所述k空间数据是使用被配置为对化学位移进行编码的磁共振指纹脉冲序列(330)采集的；接收(202)描述磁共振脂肪谱的脂肪峰权重(126)，其中，所述脂肪峰权重被匹配到磁共振指纹脉冲序列的脉冲序列(500)；并且根据所述k空间数据和所述脂肪峰权重来重建(204)定量磁共振图像(132)。量磁共振图像(132)。量磁共振图像(132)。

【技术实现步骤摘要】
存在脂肪时的定量磁共振成像


[0001]本专利技术涉及磁共振成像，并且具体而言涉及在存在脂肪时的定量磁共振成像。

技术介绍

[0002]在对象内的磁矩的定量磁共振成像测量被用于确定对象的组织类型和性质的空间变化的图或图像。定量磁共振成像技术使得能够同时提取多个参数，包括磁共振指纹(MRF)和基于布洛赫方程模拟的基于模型的重建，例如时域磁共振自旋断层扫描(MR
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STAT)。
[0003]Cencini，Matteo等人的期刊文章：Magnetic resonance fingerprinting with dictionary
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based fat and water separation(DBFW MRF):a multi
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component approach."Magnetic resonance in medicine 81.5(2019):3032
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3045公开了一种MR指纹识别(MRF)框架，所述框架使用水和脂肪字典的单个字典组合。使用具有最大TE＝4.8ms的可变TE采集模式来增加脂肪
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水的分离性。射频(RF)破坏用于通过降低T2灵敏度来减小字典的大小。在体外和体内的情况下将该技术与并入了3点迪克逊(迪克逊MRF)以及具有不同采集参数的笛卡尔IDEAL的MRF方法进行了比较。D.Weidlich等人的ISMRM
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2018摘要“In vivo water T2‑
mapping in tissues containing water and fat using a T2
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prepared 3D Dixon TSE sequence and a pre
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calibrated fat spectrum model”关注确定水T2并且分离水和脂肪的影响。对于每个T2加权，通过T2准备MR谱成像序列(MRS)来采集T2加权的脂肪幅值。

技术实现思路

[0004]本专利技术在独立权利要求中提供了一种医学系统、一种计算机程序和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。
[0005]执行定量磁共振成像技术的一个困难在于，在采集k空间数据期间使用的磁化翻转角队列能够引起脂肪酸内的各种质子之间的J耦合相互作用。作为其结果，由于T1和T2弛豫和J耦合效应对磁共振谱中的各种脂肪峰的调制针对特定的脉冲序列是未知的。结果，磁共振信号的水与脂肪分离之间的分离实际上是未知的。这可能导致计算出的定量磁共振图像中的错误。计算的定量磁共振图像的质量可以通过使用与k空间数据同时测量的或针对该特定脉冲序列进行预校准的脂肪峰权重来提高。
[0006]在一个方面中，本专利技术提供了一种医学系统，其包括存储机器可执行指令的存储器。所述医学系统还包括计算系统。这里的计算系统旨在表示一个或多个计算核心或位置，这些计算核心或位置可能位于单个机器内或者分布在多台机器中。机器可执行指令的运行使计算系统接收描述对象的感兴趣区域的k空间数据。使用被配置为对化学位移进行编码的磁共振指纹脉冲序列来采集k空间数据。被配置为对化学位移进行编码的磁共振指纹脉冲序列可以包括在各种回波时间采集k空间数据，其使得能够对化学位移进行编码。
[0007]磁共振指纹脉冲序列是用于控制磁共振成像系统根据磁共振指纹协议采集k空间
数据的脉冲序列。k空间数据可以用于不仅使用磁共振指纹(MRF)重建来重建定量磁共振图像。基于模型的重建或神经网络也可以被用于执行重建。
[0008]机器可执行指令的运行还使计算系统接收描述磁共振脂肪谱的脂肪峰权重。所述脂肪峰权重被匹配到磁共振指纹脉冲序列的脉冲队列。脂肪或脂肪组织的磁化影响脂肪峰权重的值。因此，所述脂肪峰权重是专门针对磁共振指纹脉冲序列的脉冲队列定制或测量的。也就是说，接收针对各个MRF信号队列段的脂肪峰权重。重建涉及基于与所讨论的MRF信号队列段相关联的适当脂肪峰权重来对各个MRF信号队列段进行水
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脂肪分离。此外，重建涉及MRF信号队列段的水分离分量的MRF字典比较。机器可执行指令的运行还使计算系统根据k空间数据和脂肪峰权重来重建定量磁共振图像。
[0009]在采集所讨论的MRF信号队列片段之后，可以通过MR谱成像测量来获得多个选择的单独的MRF信号队列片段的脂肪峰权重。MRF信号队列片段的额外的脂肪峰权重可以从MR频谱测量中获得，例如通过相邻的选定的MRF信号队列的脂肪峰权重之间的内插来获得。这种方法解释了脂肪峰权重随与MRF信号队列采集相关联的先前自旋操作的长度的变化，所述长度取决于MRF信号队列段的在先采集的长度。这包括失相和弛豫效果。本专利技术的一个见解是，随着MRF信号队列采集逐段进行，有效脂肪谱由于不同的自旋磁化状态和在脂肪分子中在化学上不同位置的质子之间的不同响应引起的失相和弛豫的差异而变化。为了考虑这些变化，脂肪峰权重时时更新，例如基于MR谱信息，所述信息考虑了由于在先的MRF信号队列采集而导致的变化的自旋磁化状态。
[0010]存在多种重建定量磁共振图像的方法。一种是使用字典的磁共振指纹重建。另一种是神经网络可以直接使用测量的k空间数据和脂肪峰权重作为输入来输出定量磁共振图像的情况。在又一个示例中，可以将k空间数据和脂肪峰权重被输入到基于模型的重建中。例如，与布洛赫方程和法拉第定律一致的k空间数据的非线性版本可以用于基于模型的重建。
[0011]该实施例可能是有益的，因为通常使用脂肪峰权重的假设值或标准值。这可能导致定量磁共振成像中的错误。这方面的一个具体示例被称为MRF迪克逊磁共振成像。在执行传统的迪克逊重建时，成功使用了脂肪峰权重的假设值。这对于传统的狄克逊磁共振成像来说可以很好地发挥作用，但是当应用于被配置为进行磁共振指纹识别的脉冲序列时，定量磁共振图像可能由于上述脂肪峰的调制而具有误差。
[0012]在另一实施例中，所述医学成像系统还包括磁共振系统。存储器还存储磁共振指纹脉冲序列。这是针对对化学位移进行编码而配置的脉冲序列。机器可执行指令的运行还使计算系统控制磁共振成像系统采集k空间数据。
[0013]在另一实施例中，磁共振指纹脉冲序列还被配置为在从感兴趣区域内的测量体积采集k空间数据期间通过执行磁共振谱成像读出序列来采集至少一个磁共振谱成像测量结果。所述方法还包括根据至少一个磁共振成像谱成像测量结果来计算脂肪峰权重。该实施例可能是有益的，因为不仅针对所使用的特定脉冲序列而且针对特定对象获得脂肪峰权重。这可能导致更准确的定量磁共振图像。
[0014]在另一实施例中，测量体积是单个体素。所述磁共振谱成像读出序列是单体素磁共振谱成像读出序列。例如，可以选择对象的脂肪组织的特定区域，并且测量体积可以是从该脂肪区域中选择的单个体素。这可以导致快速获得的高度准确的测量结果。这可以执行
多次，也可以在采集所有k空间数据的过程中执行一次。
[0015]在另一实施例中，单体素磁共振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种医学系统(100、300)，包括：存储器(110)，其存储机器可执行指令(120)；计算系统(104)，其中，所述机器可执行指令的运行使所述计算系统：接收(200)描述对象(318)的感兴趣区域(309)的k空间数据(122)，其中，所述k空间数据是使用被配置为对化学位移进行编码的磁共振指纹脉冲序列(330)采集的；所述磁共振指纹脉冲序列(330)包括采集多个MRF信号队列段的脉冲序列(500)，接收(202)针对各个MRF信号队列段的描述磁共振脂肪谱的脂肪峰权重(126)，使得所述脂肪峰权重被匹配到所述磁共振指纹脉冲序列的所述脉冲队列(500)的所述MRF信号队列段；并且根据所述k空间数据和所述脂肪峰权重来重建(204)定量磁共振图像(132)。2.根据权利要求1所述的医学系统，其中，所述医学系统还包括磁共振成像系统(302)，其中，所述存储器还存储所述磁共振指纹脉冲序列，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统利用所述磁共振指纹脉冲序列来控制(400)所述磁共振成像系统以采集所述k空间数据。3.根据权利要求2所述的医学系统，其中，所述磁共振指纹脉冲序列还被配置为在从所述感兴趣区域内的测量体积采集所述k空间数据期间通过执行磁共振谱成像读出序列(510)来采集至少一个磁共振谱成像测量结果(332)，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统根据所述至少一个磁共振谱成像测量结果来计算(402)所述脂肪峰权重。4.根据权利要求3所述的医学系统，其中，所述测量体积是单个体素，其中，所述磁共振谱成像读出序列是单体素磁共振谱成像读出序列。5.根据权利要求3所述的医学系统，其中，所述磁共振指纹脉冲序列被配置为在采集所述k空间数据期间激发空间选择性激发体积，其中，所述测量体积是整个激发体积，其中，所述磁共振谱成像读出序列是对整个空间选择性激发体积进行平均的非空间选择性磁共振谱成像读出序列。6.根据权利要求3、4或5所述的医学系统，其中，所述磁共振指纹脉冲序列被配置为使得至少一个脉冲队列之后是所述磁共振成像谱成像读出序列。7.根据权利要求6中的任一项所述的医学系统，其中，所述磁共振指纹脉冲序列还被配置为在所述脉冲队列与所述磁共振成像谱成像读出序列之间执行上翻模块。8.根据权利要求2至6中的任一项所述的医学系统，其中，所述磁共振指纹脉冲序列被配置为将所述k空间数据采集为k空间数据的组，其中，所述磁共振指纹脉冲序列被配置为采集磁共振成像谱成像测量的次数少于k空间数据的组的数量，其中，所述机器可执行指令的运行还使所述计算系统估计针对所述k空间数据的所述组中的不包括所述磁共振成像谱成像测量的脂肪峰权重的集合。9.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述机器可执行指令的运行还使处理器...

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