[發明專利]用于抑制MR成像中偽影的系統

有效

• 申請號: 201210067478.7
• 申請日: 2012-01-27
• 公開（公告）號: CN102621510B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: W·G·勒瓦爾德;陳嫣玪;金雷蒙德;E·R·杰尼斯塔
• 申請（專利權）人: 美國西門子醫療解決公司;杜克大學
• 主分類號: G01R33/56
• 分類號: G01R33/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李少丹,盧江

本申請是由W.Rehwald等人在2011年1月27日申請的臨時申請序列號為No.61/436,701的非臨時申請。

技術領域

本發明涉及用于抑制在MR成像中由組織、流體或其他物質的長縱向弛豫時間(T1)引起的偽影。

背景技術

磁共振成像(MRI)獲取空間頻域(k-空間)中的數據，其包括被稱為相位編碼的多重線。使用快速傅里葉變化(FFT)將k-空間數據組轉換成圖像。在許多應用中，k-空間的獲取分布在脈沖序列(稱為“分段”)的多個應用中。可替代的，k-空間獲取可以全部一次性獲取，稱為“單發射”成像。K-空間中任何周期失真都可以導致最終圖像中的偽影，其中偽影是出現在最終圖像中的特征，但是在目標對象中實際上并不存在。

在MRI中，圖像偽影經常妨礙臨床圖像評價。一種類型的偽影(重影)源自具有長縱向恢復時間T1的流體、組織或其它物質，其被稱做“長T1核素”。這種長T1核素包括心包和胸腔積液、腦脊液(CSF)(腦以及椎管中)、以及乳房植入物中的鹽液。積液可能會在人體的不同部位發生，例如心臟周圍以及心包膜內(心包積液)或肺中(胸腔積液)。

來自長T1核素的重影偽影在使用具有分段獲取(由Wolfgang?G?Rehwald，Enn-Ling?Chen，Raymond?J.Kim在2010年9月2日申請的名稱為“Long?Tl?ArtifactSuppression?Techniques?for?Magnetic?Resonance”的專利申請US20100219829)的反轉恢復脈沖序列獲得的MR圖像中產生。該序列重復地完成相同方案的反轉恢復(IR)脈沖和讀出(RO)事件，但是在每個RO過程中獲取不同組的相位編碼線。圖1示出了該已知分段IR序列(在該實例中中使用ECG進行門控)的時序圖并且示出了在原始數據空間中所獲取MR數據的布置。對于長T1核素，如果在后續反轉脈沖之間沒有足夠的時間，則原始數據的周期失真將發生，其在傅里葉變換時引起長T1核素呈現偏移量的移位并且疊加在最終圖像上。

這些重影偽影可以作為“鬼影”在多個錯誤位置處疊加在圖像上，從而模糊患者形態以及長T1核素的真實位置。圖2示出了患者中這種重影偽影的實例。在實例中，乳房植入物中的鹽液(箭頭201)具有非常長的T1并且在由箭頭207指示的整個可見區上產生多個鬼影。

第二種偽影發生在使用反轉脈沖的單發射成像中。如果在圖像獲取之間沒有足夠恢復時間的情況下獲取一堆單發射圖像，則長T1核素的圖像強度在圖像之間產生振蕩。因為圖像強度通常認為是來自T1中的差異(其中較亮對比是較短的T1，較暗對比是較長的T1)，這可以使圖像解釋變得復雜。

偽影源來自長T1核素磁化中的振蕩。圖3示出了短303、中307以及長T1核素309的磁化。該實例中的成像周期等于RR間隔311的兩倍，其中每個RR間隔是一個心搏的持續時間。每個“成像RR”311跟隨有“等待RR”313以便恢復磁化。短303和中307T1磁化在每個RR成像周期中穿過各自相同的恢復曲線并且處于“穩定狀態”，但是長309T1信號的磁化不是這樣的。長309T1磁化信號在曲線309所示的每個RR間隔讀出過程中具有不同幅度，并且長T1核素不處于穩定狀態。振蕩導致原始數據中的相位誤差，該相位誤差沿著圖像中的相位編碼方向導致所述重影。

長T1重影偽影可以阻止基于所獲取的MR圖像來進行的臨床診斷。例如，來自胸腔積液的鬼影可以疊加在感興趣結構上，諸如心臟的長軸視圖，使得不能夠診斷。甚至更棘手的是，重影可能導致在諸如延時增強(心肌存活性)圖像中產生不正確診斷。來自疊加在心肌上的脊髓液的較低亮度鬼影可能曲解為梗塞。這導致假陽性診斷以及可能的不恰當患者治療。

使用IR脈沖產生圖像對比度的已知MR系統，通過包括虛擬心跳(DHBs)來解決偽影問題，該虛擬心跳在掃描開始處進行。DHB序列是在前導周期中進行的脈沖序列(在該情形，通常用以獲取數據的反轉脈沖和RF以及梯度脈沖)，但是沒有存儲數據(記錄事件被關閉，給出虛擬讀出，DR)。盡管這改善了圖像質量，但其不會完全移除長T1重影。已知的“虛擬心跳”方法弱化重影偽影的強度，但不會完全將其移除，這是因為單個虛擬周期不足以將長T1流體驅動到穩定狀態。為了僅使用虛擬心跳來完全移除長T1重影偽影，則需要至少四個虛擬心跳以產生4×2＝8個的額外心跳。這超出了患者呼吸保持能力。因此，已知的“虛擬心跳”方法不能完全阻止長T1重影偽影。