[發明專利]具有運動補償的介入式MR成像

有效

• 申請號: 201080018643.9
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN102413762A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: S·S·克呂格爾;S·魏斯;B·戴維;O·利普斯;R·曼茨克
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G01R33/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及磁共振(MR)成像領域。本發明涉及一種對放置在MR裝置的檢查體積中的患者身體的至少一運動部分進行MR成像的方法。本發明還涉及一種MR裝置以及要在MR裝置上運行的計算機程序。

背景技術

利用磁場和核自旋之間的交互作用來形成二維或三維圖像的圖像形成MR方法，目前被廣泛使用，尤其是在醫學診斷領域中，因為對于軟組織成像而言，它們在許多方面優于其他成像方法，不需要致電離輻射并且通常是非侵入性的。

根據一般的MR方法，將要檢查的患者身體布置在強的均勻磁場中，同時磁場的方向限定了測量所依據的坐標系的軸(通常是z軸)。根據施加具有限定頻率(所謂的拉莫爾頻率或MR頻率)的交變電磁場(RF場)能夠激勵的磁場強度(自旋共振)，磁場針對個體核自旋產生不同的能量水平。從宏觀的角度講，個體核自旋的分布產生總體磁化(magnetization)，可以通過施加具有適當頻率的電磁脈沖(RF脈沖)而使總體磁化偏轉脫離平衡狀態，同時磁場垂直于z軸延伸，使得磁化繞z軸執行旋進運動。旋進運動描述了錐形的表面，錐形的孔徑角被稱為翻轉角。翻轉角的大小取決于所施加的電磁脈沖的強度和持續時間。對于所謂的90°脈沖而言，自旋被從z軸偏轉到橫平面(翻轉角90°)。

在RF脈沖終止之后，磁化弛豫返回到初始平衡狀態，其中再次以第一時間常量T₁(自旋點陣或縱向弛豫時間)建立z方向上的磁化，以及以第二時間常量T₂(自旋-自旋或橫向弛豫時間)建立垂直于z方向弛豫的方向上的磁化?？梢越柚贛R裝置的檢查體積內布置和取向的接收RF線圈來探測磁化的變化，從而在垂直于z軸的方向上測量磁化的變化。在施加例如90°脈沖之后，橫向磁化的衰減伴隨著核自旋(由局部磁場不均勻誘發的)從具有相同相位(phase)的有序狀態過渡到所有相位角均勻分布(移相)的狀態。可以利用重新聚焦脈沖(例如180°脈沖)來補償移相。這在接收線圈中產生了回波信號(自旋回波)。

為了實現在身體內的空間分辨率，在均勻磁場上疊加沿三個主軸延伸的線性磁場梯度，導致自旋共振頻率的線性空間從屬性。因此在接收線圈中拾取的信號包含可能與身體中的不同位置相關聯的不同頻率的分量。經由接收線圈獲得的信號數據對應于空間頻率域，并被稱為k空間數據。k空間數據通常包括利用不同相位編碼采集的多條線。通過收集若干樣本對每條線進行數字化。例如，借助傅里葉變換將一組k空間數據變換成MR圖像。

心臟介入式MR成像是一種有前景的工具，其中可以將介入式器械的精確定位與優異的軟組織對比度進行組合。此外，可以借助適當的MR成像技術獲得來自心臟的功能信息。MR成像與介入式器械的跟蹤的組合對于需要治療監測的治療應用而言尤其有利，這樣的應用例如是MR電生理學介入。然而，心臟MR成像與空間分辨率、掃描時間和信噪比(SNR)之間的妥協相關。因此，有效的運動補償極為重要。采集足夠多的MR數據以重建圖像要花費一定時間。要成像對象的運動，如心臟的跳動結合患者的呼吸運動，在該有限的采集時間期間內通常會在相應的重建MR圖像中導致運動偽影。當指定MR圖像的給定分辨率時，可以將采集時間減少到僅僅非常小的范圍。在動態MR成像掃描中，根據治療監測的需要，數據采集期間被檢查對象的運動導致各種不同的模糊、定位錯誤和畸變偽影。已經開發出了預期式運動校正技術，諸如所謂的導航器技術或PACE，以通過預期地調節成像參數來克服運動方面的問題，成像參數即用于MR信號采集的成像序列的參數，其限定成像體積內視場(FOV)的位置和取向。在導航器技術中，從與被檢查患者的橫膈膜交叉的鉛筆形體積(導航器射束)采集MR數據集。交互地放置該體積，使得能夠根據采集的MR數據集重建橫膈膜的位置以及將其用于實時的FOV運動校正。導航器技術主要用于使心臟檢查時呼吸運動的效應最小化。與導航器技術(需要導航器射束以探測運動差異)相反，上述PACE技術使用事先采集的動態圖像在相繼的動態掃描的時間尺度上預期地調節成像參數。此外，已知應用基于ECG的選通，以便使圖像采集與心臟跳動同步，由此減小由于心臟周期變化導致的運動偽影。

已知的運動補償方法由于減小了掃描占空比，不利地需要增加掃描時間。此外，上述導航器技術需要復雜的掃描規劃。

另一方面，近來發現，MR成像能夠使消融之后不久的心臟電生理學消融的效果可視化，其中，據證實，可以借助原地MR成像識別與消融相關的生理變化。然而，由于SNR有限以及運動偽影的原因，當前在圖像質量方面存在局限。

發明內容