[發明專利]具有對運動引起的擴散梯度不一致性的修正的DTI

有效

• 申請號: 201680075779.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108431625B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 黃峰;Z·吳;Z·徐
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01R33/563
• 分類號: G01R33/563;G01R33/565
• 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

本發明涉及一種對放置在MR設備(1)的檢查體積中的對象(10)進行MR成像的方法。因此，本發明的一個目的是實現具有最小化的由運動引起的擴散編碼的變化導致的偽影的擴散張量成像(DTI)。本發明的方法包括以下步驟：?使所述對象(10)經受多回波成像序列的至少一次擊發，通過所述擊發生成回波信號的隊列，其中，所述多回波成像序列包括擴散梯度；?采集針對不同擴散梯度的回波信號；?在所述回波信號的采集期間檢測所述對象(10)的運動；?基于檢測到的運動來確定所述對象(10)的多個運動狀態，其中，所述對象(10)在每個檢測到的運動狀態下都是靜止的；?分別針對所述對象(10)的檢測到的運動狀態來確定擴散梯度相對于所述對象(10)的參照系的方向；并且?通過將所述擴散梯度的所述相對運動方向上的運動引起的變化作為額外施加的方向對待來針對所確定的擴散梯度的相對方向來根據所采集的回波信號導出擴散系數。此外，本發明涉及用于執行該方法的MR設備以及要在MR設備上運行的計算機程序。

技術領域

本發明涉及磁共振(MR)成像的領域。其涉及一種對象的MR成像的方法。本發明還涉及MR設備并且涉及要在MR設備上運行的計算機程序。

背景技術

當今廣泛地使用圖像形成MR方法，其利用磁場與核自旋之間的相互作用以形成二維或三維圖像，特別是在醫學診斷的領域使用，因為對于對軟組織的成像，它們相對于其他方法在許多方面是有優勢的，不需要電離輻射并且通常是非侵入性的。

根據一般的MR方法，對象，例如要被檢查的患者的身體，被布置于強的均勻的磁場中，所述磁場的方向同時定義的測量所基于的坐標系的軸(通常是z軸)。磁場產生取決于磁場強度的針對個體核自旋不同的能級，所述能級可以通過施加具有限定頻率(所謂的拉莫爾頻率，或MR頻率)的電磁交變場(RF場)而被激發(自旋共振)。從宏觀的視角，個體核自旋的分布產生總體磁化，其可以通過施加合適的頻率的電磁脈沖(RF脈沖)而被偏離出平衡態，使得自旋執行關于z軸的進動。進動描繪錐形的表面，其孔徑角被稱為翻轉角。翻轉角的幅度依賴于所施加的電磁脈沖的強度和持續時間。在所謂的90°脈沖的情況下，自旋被從z軸偏轉到橫向平面(翻轉角90°)。

在RF脈沖結束后，磁化弛豫回初始的平衡態，其中，z方向的磁化以第一時間常數T1(自旋晶格弛豫或縱向弛豫時間)再次建立，并且在垂直于z方向的磁化以第二時間常數T2(自旋-自旋或橫向弛豫時間)弛豫。磁化的變化可以借助于接收RF線圈檢測到，其以如下的方式在MR設備的檢查體積內被布置和取向，使得磁化的變化在垂直于z軸的方向被測量。橫向磁化的衰減伴隨有，例如，在施加90°脈沖之后，核自旋(由磁場不均勻性引起的)從具有相同相位的有序狀態到所有相位角均勻地分布的狀態(失相)的轉變。所述失相可以借助于重新聚焦脈沖(例如，180°脈沖)來補償。這在接收線圈中產生回波信號(自旋回波)。

為實現身體中的空間分辨，沿著主軸延伸的恒定磁場梯度被疊加到均勻磁場上，造成自旋共振頻率的線性空間依賴性。在所述接收天線中拾取的信號則包括不同頻率的分量，所述分量可以與所述身體/對象中的不同位置相關聯。經由所述接收線圈獲得的信號數據對應于空間頻率域，并且被稱作k空間數據。所述k空間數據通常包括用不同的相位編碼采集的多條線。每條線都通過收集若干樣本進行數字化。k空間數據的集合借助于圖像重建算法而被轉換成MR圖像。

MR成像對擴散敏感。已知的擴散加權成像(DWI)技術通常通過使用包括擴散梯度的成像序列來執行，其中，質子(水分子)沿著擴散梯度的方向的擴散減小了所采集的MR信號的幅度。擴散張量成像(DTI)是一種更復雜的DWI形式，其允許確定擴散的幅度和方向。例如，DTI使得能夠在MR腦成像中對白質纖維進行可視化，并且能夠映射白質中的與腦梗塞、多發性硬化癥、癲癇等疾病相關的細微變化。所謂的部分各向異性(FA)提供了關于MR圖像的每個體素位置處的擴散張量的形狀的信息。FA是根據擴散張量的特征值的方差來確定的。因此，FA反映了給定圖像位置處各向同性和線性擴散之間的差異。最近已經開發了一種稱為擴散張量示蹤成像術(DTT)的技術作為DTI的變體。這種技術使得能夠非侵入性地跟蹤大腦中的神經纖維。通過跟蹤假定對應于纖維的縱軸的最快擴散方向來重建白質纖維軌跡。