利用螺旋采集的MR成像制造技术

本发明专利技术涉及一种对定位于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即使在强的B0不均匀性的情况下也能够进行有效的螺旋MR成像而没有模糊伪影。本发明专利技术的方法包括以下步骤：使所述对象(10)经受包括至少一个RF激励脉冲和调制的磁场梯度的成像序列，沿着两个或更多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)采集MR信号，其中，径向k空间速度，即距螺旋原点的径向距离的变化率，沿着每个平面螺旋k空间轨迹基本恒定，并且其中，所述两个或更多个k空间轨迹(31、32、33)在平面内彼此偏移，并且根据所采集的MR信号来重建MR图像。此外，本发明专利技术涉及MR设备(1)并且涉及针对MR设备的计算机程序。的计算机程序。的计算机程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用螺旋采集的MR成像


[0001]本专利技术涉及磁共振(MR)成像的领域。其涉及对对象进行MR成像的方法。本专利技术还涉及MR设备并且涉及要在MR设备上运行的计算机程序。

技术介绍

[0002]特别是在医学诊断的领域中，当今广泛地使用图像形成MR方法，其利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像，这是因为对于对软组织的成像，它们相对于其他方法在许多方面是有优势的，它们不需要电离辐射并且通常是非侵入性的。
[0003]根据一般的MR方法，对象，例如要被检查的患者的身体，被布置于强的均匀的磁场中，所述磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场产生取决于磁场强度的针对个体核自旋不同的能级，所述能级可以通过施加具有限定频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激发(自旋共振)。从宏观的视角，个体核自旋的分布产生总体磁化，其可以通过施加合适的频率的电磁脉冲(RF脉冲)而被偏离出平衡态，使得自旋执行关于z轴的进动。进动描绘锥形的表面，其孔径角被称为翻转角。翻转角的幅值依赖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，自旋被从z轴偏转到横向平面(翻转角90
°
)。
[0004]在RF脉冲结束后，磁化弛豫回初始的平衡态，其中，z方向的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格弛豫或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的磁化以第二时间常数T2(自旋
‑
自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化可以借助于接收RF线圈检测到，其以如下的方式在MR设备的检查体积内被布置和取向：使得磁化的变化在垂直于z轴的方向被测量。横向磁化的衰减伴随有，例如，在施加90
°
脉冲之后，核自旋(由磁场不均匀性引起的)从具有相同相位的有序状态到所有相位角均匀地分布的状态(失相)的转变。所述失相可以例如借助于重新聚焦脉冲(例如，180
°
脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
[0005]为实现身体中的空间分辨，沿着主轴延伸的磁场梯度被叠加到均匀磁场上，造成自旋共振频率的线性空间依赖性。在所述接收天线中拾取的信号则包括不同频率的分量，所述分量可以与所述身体/对象中的不同位置相关联。经由所述接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称作k空间数据。k空间数据的集合借助于图像重建算法而被转换成MR图像。
[0006]螺旋成像是一种快速MR成像技术，其受益于有效的k空间覆盖和对运动和流动伪影的低敏感性。螺旋k空间轨迹允许对k空间进行有效且时间灵活的采样，因为需要更短的路径来覆盖期望的k空间区域，并且信号采集可能从k空间的中心开始。然而，螺旋成像技术容易受到主磁场B0的幅值的不均匀性的影响，其引起模糊并降低图像质量。例如，通过对脑的螺旋MR成像获得的图像通常受到来自矢状窦和鼻腔的偏离共振信号贡献的污染。强磁场的不均匀性可能导致真正的螺旋k空间轨迹的形状与理论螺旋形状的偏差如此之大，以至于实际上没有从k空间的特定区域采样可用的信号数据。患者解剖结构引起的磁场不均匀性可能导致局部磁场梯度高达0.5μT/mm。在这种情况下，读出时间约为25ms的传统单激发
螺旋成像(在单次RF激励后沿一个螺旋k空间轨迹对整个感兴趣k空间区域进行采样)会导致图像示出无法被通过应用后处理相位校正的已知去模糊方法解决的伪影。众所周知，通过缩短读出时间可以在一定程度上减少模糊伪影，如果需要，结合交错的多激发轨迹以获得足够的k空间覆盖。然而，这显著降低了该方法的效率。
[0007]美国专利申请US2014/0218028公开了一种自旋回波实现方式，其在k空间中具有恒定径向速度的单个阿基米德螺旋采样轨迹。

技术实现思路

[0008]根据上述内容容易理解，存在对改进的MR成像技术的需要。本专利技术的目的是解决上述限制并且即使在强的B0不均匀性的情况下也能够进行具有降低的伪影水平的有效的螺旋MR成像。
[0009]根据本专利技术，公开了一种对定位在MR设备的检查体积中的对象进行MR成像方法。所述方法包括：
[0010]使对象经受包括至少一个RF激励脉冲和调制的磁场梯度的成像序列，
[0011]沿着两个或更多个平面螺旋k空间轨迹采集MR信号，其中，径向k空间速度，即距螺旋原点的径向距离的变化率，沿着每个平面螺旋k空间轨迹基本恒定，并且其中，所述两个或更多个k空间轨迹在平面内彼此偏移，
[0012]根据所采集的MR信号来重建MR图像。
[0013]本专利技术基于以下认识：由局部B0不均匀性引起的伪影与平面螺旋k空间采集的径向k空间速度有关。伪影出现于以下情况下：存在场不均匀性，组合了采样沿着平面螺旋k空间轨迹从k空间中心向外到其边缘的进展太慢。沿平面螺旋k空间轨迹的采样速度朝向k空间边缘受到限制(由于所用MR设备的梯度硬件的限制)。因此，传统的螺旋采样策略需要随着与k空间原点距离的增加而减慢螺旋的径向速度，以获得足够密集的k空间覆盖(通常采用阿基米德型螺旋轨迹)。本专利技术提出了替代地沿整个螺旋轨迹应用基本恒定的径向k空间速度。根据本专利技术，由于沿着轨迹的前进速度没有减慢，所以采样密度朝向k空间周边必然变低。尽管如此，为了确保足够的k空间密度，本专利技术提出了将扫描分成两个或更多个相互偏移的平面内k空间螺旋。根据本专利技术，随着k空间采样沿着螺旋轨迹从k空间中心向外快速前进，在不降低该方法的效率的情况下，在主磁场不均匀性存在下的模糊伪影有显著程度的减少。
[0014]本专利技术涉及一种对对象进行MR成像的方法，包括沿多个螺旋轨迹对k空间进行采样。在向外采样实现方式中，k空间的采样是沿着当前螺旋轨迹完成的，所述当前螺旋轨迹从预定初始k空间位置开始并且继续向外直到当前最终k空间位置，在所述当前最终k空间位置处，径向k空间采样密度低于当前预定阈值。然后，从下一初始k空间位置开始，下一螺旋轨迹在当前最终k空间位置附近开始并且继续向外直到当前最终k空间位置，在所述当前最终k空间位置，径向k空间采样密度低于下一阈值。因此，在连接的多个螺旋轨迹上，径向k空间速度保持在预定当前和下一阈值之上，并且受梯度系统的能力限制。在连续的螺旋轨迹中，径向k空间采样密度不会低于当前和下一预定阈值，因此径向k空间采样密度保持在由阈值和与梯度系统的能力相关联的标称值所限定的范围。通过在与梯度系统的梯度强度和回转能力相关联的标称径向k空间速度以下的窄范围内选择当前和下一阈值，径向k空间
采样密度在连接的k空间轨迹上保持基本恒定。第一螺旋轨迹可以从(接近)k空间的原点开始。在实际实现方式中，下一初始k空间位置与当前最终k空间位置重合或者相距一个采样距离。当前预定阈值和下一预定阈值可以相等，使得径向k空间速度的任何剩余变化从一个螺旋轨迹到下一螺旋轨迹是相似的。
[0015]在向内采样实现方式中，当前螺旋轨迹从起始k空间位置开始并继续向内到当前结束k空间位置。在起始k空间位置处，径向k空间采样密度至少是当前阈值并且径向k空间采样密本文档来自技高网...

【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：使所述对象(10)经受包括至少一个RF激励脉冲和调制的磁场梯度的成像序列，通过沿着k空间中的以径向k空速度穿过的多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)对k空间进行采样来采集MR信号，其中，从预定当前初始k空间位置向外穿过当前螺旋轨迹，直到当前最终k空间位置，使得在所述当前最终k空间位置处，所述径向k空间速度降低到预定当前阈值之下，并且从下一初始k空间位置向外穿过下一螺旋轨迹，直到当前最终k空间位置，使得所述径向k空间速度在所述下一最终k空间位置降低到预定下一阈值之下。2.一种对被定位在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：使所述对象(10)经受包括至少一个RF激励脉冲和调制的磁场梯度的成像序列，通过沿着k空间中的以径向k空速度穿过的多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)对k空间进行采样来采集MR信号，其中，从预定起始k空间位置向内穿过当前螺旋轨迹，使得直到当前结束k空间位置，所述径向k空间速度至少是当前阈值，在所述当前结束k空间位置处，所述径向k空间速度增加到当前上限值，并且从所述当前结束k空间位置附近的下一起始k空间位置向内穿过下一螺旋轨迹，使得直到下一结束k空间位置，所述径向k空间速度至少为下一阈值，在所述下一结束k空间位置处，所述径向k空间速度达到下一上限值。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MR信号是在单个RF激励脉冲之后沿着所述两个或更多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)采集的。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述两个或更多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)的原点在平面内彼此偏移。5.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的方法，其中，所述两个或更多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)围绕它们的螺旋轴相对于彼此旋转。6.根据权利要求1
‑
5中的任一项所述的方法，其中，所述两个或更多个平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)彼此交错。7.根据权利要求1
‑
6中的任一项所述的方法，其中，所述平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)中的至少一个在平面内从k空间原点偏移。8.根据权利要求1
‑
7中的任一项所述的方法，其中，所述平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)的卷绕之间的距离随着与所述螺旋原点距离的增加而增加。9.根据权利要求1
‑
8中的任一项所述的方法，其中，通过比较沿着不同平面螺旋k空间轨迹(31、32、33)采集的所述MR信号来导出B0图。10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过基于导出的B0图校正B0不均匀性来重建所述MR图像。11.一种MR设备，其包括：至少一个主磁体线圈(2)，其用于在检查体积内生成均匀、静态的磁场；若干梯度线圈(4、5、6)，其用于在所述检查体积内在不同空间方向上生成切换...

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