[發(fā)明專利]用于指紋重構的無字典MR參數(shù)推測

有效

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• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106990375B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳瀟;B.馬耶;M.納達爾;王求
• 申請（專利權）人: 西門子保健有限責任公司
• 主分類號: G01R33/561
• 分類號: G01R33/561
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 畢錚;劉春元

本發(fā)明提供了用于指紋重構的無字典MR參數(shù)推測。一種生成磁共振（MR）參數(shù)映射的方法包括：創(chuàng)建一個或多個參數(shù)映射，每個相應參數(shù)映射包括與多個MR參數(shù)之一相關聯(lián)的初始參數(shù)值。在多個時間點上執(zhí)行動態(tài)更新過程。在每個相應時間點處執(zhí)行的動態(tài)更新過程包括：使用MR掃描儀向受試者應用隨機化脈沖序列以獲取k?空間數(shù)據(jù)集。該隨機化脈沖序列配置為激發(fā)與所述多個MR參數(shù)相關聯(lián)的不同值范圍。所述動態(tài)更新過程還包括對所述k?空間數(shù)據(jù)集應用重構過程以生成圖像；以及使用跟蹤過程基于所述隨機化脈沖序列和所述圖像，來更新所述一個或多個參數(shù)映射。

技術領域

本發(fā)明大體上涉及用于使用磁共振指紋重構技術來執(zhí)行磁共振成像（MRI）參數(shù)推測的方法、系統(tǒng)和裝置。所公開的技術可以應用于減少各種MRI應用中的掃描時間和重構時間。

背景技術

在磁共振成像（MRI）中，對象受到高強度恒定環(huán)境場的影響，并且RF脈沖序列被應用。掃描儀測量橫向平面中所得到的磁化。瞬態(tài)軌跡除了其他以外還依賴于與對象相關聯(lián)的組織參數(shù)（例如，縱向弛豫時間、橫向弛豫時間和質(zhì)子密度）。傳統(tǒng)上，脈沖序列被設計為通過突出單個參數(shù)來生成對比。因此，為了獲得對象的針對所有參數(shù)的定性分析，必須存在多次連續(xù)采集。脈沖序列必須被仔細設計并且采集被分開以確保連續(xù)測量的獨立性。結果，必須大量地增加總的掃描時間以確保獲取足夠的測量結果。

磁共振指紋（MRF）是通過以下來解決這些問題的技術：利用以不同參數(shù)突出來持續(xù)生成對比以使得可以獲取所有定量參數(shù)的設計替代序列設計。在MRF中，狀態(tài)基于不同激發(fā)（翻轉角度、重復時間）而改變，而不是激發(fā)系統(tǒng)以使得其總是處于相同狀態(tài)。依賴于特定采集中所涉及的全部參數(shù)，磁化軌跡的改變將不同。跟隨所有的采集，各種磁化軌跡可以被匹配以恢復原始參數(shù)。

一種常規(guī)的MRF技術稱為直接MRF。該技術使用螺旋讀出采集并且每次讀出重構一個圖像。采集是高度欠采樣的并且導致圖像中嚴重的欠采樣偽影。簡言之，對所獲取的數(shù)據(jù)應用傅立葉變換以產(chǎn)生圖像集。對于圖像中的每個體素，該技術確定隨時間過去而擬合磁化的靜態(tài)參數(shù)集。通過將時間曲線與仿真字典進行比較來執(zhí)行擬合。該技術本身是計算性密集和時間密集的，因為如果脈沖序列變化，則必須重新計算字典。而且，該技術是非迭代的并且所得到的參數(shù)映射可能仍然示出欠采樣偽影。

另一常規(guī)MRF技術是迭代MRF。對于給定序列，所有可能參數(shù)通過仿真函數(shù)的映射是低維流形。為了重構圖像，確定流形中的磁化映射，所述磁化映射與測量結果以及生成其的參數(shù)兼容。應用投影梯度下降算法，其中梯度步距降低誤差形式測量結果，并且投影步距將磁化投影回到流形上。該技術相比于上述直接MRF重構技術而言減少了欠采樣偽影。然而，投影仍然通過與從依賴序列的仿真生成的字典進行匹配來執(zhí)行。

除了以上闡明的缺陷以外，依賴于字典的MRF技術還具有它們跨真實世界場景的適用性受到限制的缺點。例如，在字典被構造時，存在基礎參數(shù)貫穿采集保持恒定或基本上相似的假設，從而忽視了可能發(fā)生在感興趣區(qū)域中的任何運動。結果，基于字典的MRF系統(tǒng)不能應對其中受試者在成像期間移動的情形。類似地，基于字典的MRF系統(tǒng)不適于臨床應用，諸如其中運動是固有的并且必須被計及以便提供精確結果的心臟成像。因此，期望提供用于獲取MR參數(shù)映射的技術，所述技術提供MRF的益處而沒有與基于字典的實施方式相關聯(lián)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

通過提供與用于MRF重構的無字典磁共振（MR）參數(shù)推測有關的方法、系統(tǒng)和裝置，從而導致與常規(guī)MRF技術相比優(yōu)越的掃描速度，本發(fā)明的實施例解決并且克服了以上不足和缺陷中的一個或多個。與常規(guī)系統(tǒng)相對的，在此描述的技術利用概率論跟蹤算法以估計隨時間過去的參數(shù)變化。