利用压缩感测重建的动态对比度增强MR成像制造技术

本发明专利技术涉及一种利用水和脂肪的信号分离执行对对象（10）的动态对比度增强磁共振成像的方法，所述方法包括利用化学位移编码空间中的Dixon采集和动态时间空间中的动态时间分辨在k空间中采集磁共振数据集，其中，采用欠采样执行所述数据集采集，其中，所述方法还包括：在所述k空间、所述化学位移编码空间和所述动态时间空间中应用压缩感测重建技术，由所述压缩感测重建得到重建数据集，对所述重建数据集执行Dixon重建，并且对Dixon重建数据集执行动态对比度分析。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用压缩感测重建执行动态对比度增强磁共振成像的方法以及用于执行对象的动态对比度增强磁共振成像的计算机产品和磁共振成像设备。
技术介绍
目前，利用磁场和核自旋之间的相互作用形成二维或三维图像的图像形成MR方法得到了广泛采用，尤其是在医疗诊断领域，因为对于软组织成像而言，所述方法在很多方面优于其他成像方法，并且其不需要电离辐射，而且通常是非侵入性的。根据一般的MR方法，将患者的身体或者更通常而言的待检查对象布置到强的均勻磁场Btl内，该磁场的方向同时定义了所述测量所基于的坐标系的轴,一般为z轴。取决于所施加的磁场强度，所述磁场将产生不同的实现各核自旋的能量水平，可以通过施加具有限定频率，即所谓的拉莫尔频率或MR频率的交变电磁场(RF场)激发所述自旋(自旋共振)。从宏观的角度来看，各核自旋的分布将产生总体磁化，可以通过施加具有适当频率的、其磁场垂直于z轴延伸的电磁脉冲(RF脉冲)使所述总体磁化偏离平衡状态，从而使所述磁化执行围绕z轴的进动。可以通过接收RF天线检测所述磁化的任何变化，所述天线以这样的方式布置在MR装置的检查体积内并设定一定取向，其布置使得能够沿垂直于z轴的方向测量所述磁化的变化。为了实现体内的空间分辨，使沿三个主轴延伸的线性磁场梯度叠加到所述均匀磁场上，带来对自旋共振频率的线性空间相关性。因而，所述接收天线拾取的信号将含有不同频率的分量，可以将所述分量与体内的不同位置关联起来。通过接收天线获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称为k空间数据。所述k空间数据通常包括采用不同的相位编码采集的多个行(multiple lines)。通过收集多个样本使每行数字化。例如,通过傅里叶变换将k空间数据的样本转化为MR图像。动态对比度增强(DCE) MRI是基于MRI的乳腺癌诊断中的重要诊断基石之一。在 造影剂(Gd)的施用(静脉注射)过程中或者之后执行时间分辨动态成像，以监测由于造影剂流入、流出和灌注导致的信号变化。通过这种方式，能够使血管系统(包括毛细血管床)中的结构变化和组织间隙可视化，其有助于识别潜在的肿瘤。由脂肪组织引起的部分体积效应可能模糊对比度增强。因此，当前使用频谱脂肪预饱和方法抑制脂肪信号，以提高检测能力(比较 Desmond KL 等的 JMRI 2007; 25:1293)。B1-/B0-非均匀性妨碍临床应用中的总体脂肪抑制的质量。过于频繁地应用的化学位移选择性预饱和RF脉冲还可能对SAR (比吸收率)限制产生作用，尤其是在高场应用中。诸如两点或三点Dixon方案的化学位移编码方法允许以一种更加鲁棒的方式分离水和脂肪信号，例如，在 Glover GH 等的 MRM 1991; 18:37UReeder SB 等的 MRM 2004;51:35、Reeder SB,等的 MRM 2005;54:636-644 以及 Xiang QS. MRM 2006; 56:572-584 中公开了所述方法。然而，所有的这些Dixon方法都需要更多的数据，延长了总扫描时间，因而降低了时间分辨率，这一点是不希望出现的。可以将测量每次RF激励后的若干梯度回波的多回波技术(Koken等的ISMRMBerlin 2007，1623)用于Dixon编码，但是多回波技术的采样效率不足以补偿所需的额外时间。
技术实现思路
通过上述内容，应该可以认识到，需要一种改进的MR成像方法。因此，本专利技术的目的在于以一种快速的方式实现动态对比度增强磁共振成像。此外，由上文应该可以认识到，需要一种适于执行根据本专利技术所述方法的改进的MR成像系统和一种适于执行根据本专利技术所述方法的改进的计算机程序产品。 根据本专利技术，提出了一种利用水和脂肪的信号分离执行对对象的动态对比度增强磁共振成像的方法，所述方法包括利用化学位移编码空间中的Dixon采集和动态时间空间中的动态时间分辨(resolution)在k空间中采集磁共振数据集，其中，采用欠采样执行所述数据集的采集，其中，所述方法还包括在所述k空间、化学位移编码空间和动态时间空间中应用压缩感测(CS)重建技术，其中，所述压缩感测重建产生重建数据集。此外，对所述重建数据集执行Dixon重建，最后对Dixon重建数据集执行动态对比度分析。换言之，公开了使用适当的数据子采样和对应的信号重建来加速化学位移编码的水/脂肪分辨的DCE。还公开了使用压缩感测的原理加速DCE测量。本专利技术的实施例的优点在于提高了 DCE MR数据的质量，其允许得到更高的空间和时间分辨率，同时保持低的数据采集时间和数据处理时间。其允许提高(例如)基于DCE的肿瘤检测的诊断质量。因此，本专利技术例如能够用于促进加速的水/脂肪分辨的DCE乳腺癌诊断。根据本专利技术的实施例，采用欠采样在k空间、化学位移编码空间和动态时间空间中采集数据集。这允许缩短扫描时间，但是由于CS数据重建的原因仍然保证了高图像质量。根据本专利技术的另一实施例，以组合的优化过程一起执行压缩感测重建和Dixon重建。换言之，作为首先执行压缩感测重建其次执行单独的Dixon重建步骤的替代，以结合在一起的方式执行这两个步骤。根据本专利技术的另一实施例，所述方法还包括采集对象的先验水-脂肪图像，其中，所述压缩感测重建包括确定预期的水-脂肪图像的MR信号模型，并且迭代地对所述信号模型进行线性化，利用所述先验水-脂肪图像对所述迭代初始化。这允许以一种快速且可靠的方式执行压缩感测重建。根据本专利技术的另一实施例，先验水-脂肪图像包括水信号、脂肪信号和场图，其中，在假定了与所述水信号和/或脂肪信号和/或所述场图在动态时间空间中的时间特性相关的约束条件的情况下，执行所述压缩感测重建。这样的先验假设(约束条件)确保了在数学上使重建过程进一步稳定化。根据本专利技术的另一实施例，在k空间和化学位移编码空间中采用完整采样来采集先验水-脂肪图像。由于具有对于单个时帧的场图的良好的初始“估计”，所述压缩感测重建和Dixon重建的结合问题变得基本为线性，这使得计算更加容易，并且更有效率。根据本专利技术的另一实施例，对所述k空间中心完整采样。根据本专利技术的另一实施例，随机或者准随机地执行欠采样。这允许以不相干的方式抹去重建图像中的伪像，因而其提高了 MR图像质量。根据本专利技术的另一实施例，采用并行成像采集磁共振数据集。这进一步加速了数据米集过程。根据本专利技术的另一实施例，所述Dixon采集是多回波Dixon采集，优选是两点回波Dixon采集。或者，所述Dixon采集可以是单点Dixon采集,例如，这种采集可以从J. Berglund, H. AhistiOlTl. L. Johansson,和 J. Kullberg.的 Single-image water/fatseparation. ISMRM 2010, #2907 中已知。另一方面，本专利技术涉及一种计算机程序产品，其包括用以执行上述方法步骤中的任何方法步骤的可执行指令。 另一方面，本专利技术涉及一种用于利用水和脂肪的信号分离来执行对对象的动态对比度增强磁共振成像的磁共振成像设备，所述设备包括-用于采集磁共振图像数据的磁共振成像扫描器，-控制器，其适于控制利用化学位移编码空间中的多回波Dixon采集和动态时间空间中的动态时间分辨采集k空间中的磁共振数据集的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·博尔纳特，M·I·多内瓦，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：
国别省市：