[發(fā)明專利]核磁共振(NMR)指紋識別

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380059266.7
• 申請日: 2013-09-19
• 公開（公告）號: CN104780839A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.格里斯沃爾德;N.西伯利奇;V.古拉尼;D.馬
• 申請（專利權(quán)）人: 卡斯西部儲備大學
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G01N24/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

描述與NMR指紋識別關(guān)聯(lián)的設(shè)備、方法和其他實施例。一個示例性NMR設(shè)備包括NMR邏輯，NMR邏輯被構(gòu)造為重復地并且可變地對與物體關(guān)聯(lián)的(k,t,E)空間進行采樣以獲取一組NMR信號。所述一組NMR信號的成員與(k,t,E)空間中的不同點關(guān)聯(lián)。執(zhí)行采樣，t和/或E以非恒定方式變化。變化的參數(shù)可包括傾倒角、回聲時間、RF幅度和其他參數(shù)。NMR設(shè)備還可包括：信號邏輯，被構(gòu)造為從NMR信號產(chǎn)生NMR信號演進；和描繪邏輯，被構(gòu)造為作為將獲取的信號與參考信號進行比較的結(jié)果描繪物體中的共振品種。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2012年9月19日提交的序列號為13/623,104的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的主題以其整體通過引用包含于此。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)磁共振(MR)脈沖序列包括準備階段、等待階段和獲取階段，這些階段被構(gòu)造為產(chǎn)生信號，能夠從該信號形成圖像。準備階段確定何時能夠獲取信號并且確定獲取的信號的性質(zhì)。例如，第一脈沖序列可被設(shè)計為在第一回聲時間(TE)產(chǎn)生T1加權(quán)信號，而第二脈沖序列可被設(shè)計為在第二TE產(chǎn)生T2加權(quán)信號。然而，尤其當在多個脈沖序列上混合時，許多準備和許多短等待能夠合計達長的時間以收集數(shù)據(jù)集。這些傳統(tǒng)脈沖序列通常被設(shè)計為提供定性結(jié)果，其中利用突出特定參數(shù)(例如，T1弛豫、T2弛豫)的各種加權(quán)或?qū)Ρ全@取數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)MR獲取包括準備/等待/獲取脈沖序列的許多重復。例如，第一脈沖序列可被應(yīng)用許多次以針對感興趣體積(RoI)中的所有體素獲取T1加權(quán)信號，并且然后第二脈沖序列可被應(yīng)用許多次以針對RoI中的所有體素獲取T2加權(quán)信號。可能難以登記(例如，調(diào)準)來自這兩次獲取的信號。

當產(chǎn)生MR圖像時，可由放射科醫(yī)生和/或外科醫(yī)生觀察MR圖像，放射科醫(yī)生和/或外科醫(yī)生針對特定疾病簽名解釋定性圖像。放射科醫(yī)生可檢查在多個成像平面中獲取的多個圖像類型(例如，T1加權(quán)、T2加權(quán))以進行診斷。檢查定性圖像的放射科醫(yī)生或其他個體可能需要特定技能以便能夠針對不同時期、針對不同機器并且針對不同機器結(jié)構(gòu)評估變化。因此，圖像僅實際上等于圖像解釋者，并且所有基于圖像(例如，定性)的診斷最終是主觀的。

從不同視點來看，傳統(tǒng)MR使用精確準備時間創(chuàng)建精確準備條件，所述精確準備條件方便在精確時間點從精確位置獲取精確信號以形成不精確的定性數(shù)據(jù)集。傳統(tǒng)MR嘗試強迫掃描的內(nèi)容(例如，水、脂肪)在某些時間發(fā)射某些信號并且隨后從這些信號重構(gòu)數(shù)據(jù)。不管這些缺點如何，傳統(tǒng)MR已很好地為臨床界服務(wù)許多年。

Twieg提出了一種包括壓縮感測的方案，其中信號的模型被用于減少重構(gòu)參數(shù)映射圖并且隨后重構(gòu)圖像所需的數(shù)據(jù)的總量。類似地，Doneva等人提出了隨機欠采樣以實現(xiàn)壓縮感測。在Doneva方案中，像素將會代表它的真實信號演進加上來自其他像素的混疊信號。在一個實施例中，混疊將會僅看起來好像是在像素的附加噪聲。該噪聲將不會具有結(jié)構(gòu)并且將不會與真實信號演進相關(guān)。Doneva方案方便執(zhí)行相對簡單的處理(比如，正交匹配追蹤(OMP))以解析正確信號從而支持圖像重構(gòu)。OMP假設(shè)存在預期信號演進的約束詞典。OMP將接收的信號與信號的詞典進行比較以識別最有可能來自于像素的信號。

Twieg, Parsing local signal evolution directly from a single-shot MRIsignal: a new approach for fMRI, Magn Reson Med 2003, Nov; 50(5): 1043-52描述一種通過從信號編碼檢索來執(zhí)行單次激發(fā)參數(shù)評估的單次激發(fā)MRI方法。Twieg方法放棄在傳統(tǒng)MRI方法中使用的基本簡化假設(shè)，即局部固有信號在信號獲取期間不改變它的幅度或相位，但這些改變可能很大，尤其是在單次激發(fā)圖像獲取中使用的較長時間段期間。Twieg意識到發(fā)生局部衰變和相位演進，并且因此將每個信號數(shù)據(jù)建模為來自(k, t)空間而非k空間的采樣。Twieg采用這樣的觀點：每個數(shù)據(jù)在也反映另一屬性(例如，弛豫、衰變)的(k,t)空間中具有它自己的位置，其中t是過去的時間。盡管Twieg期待由于新的信號模型而導致的提高的準確性和健壯性，但密集的重構(gòu)計算限制了Twieg的進展。