[發明專利]用于抑制擴散加權磁共振成像的奈奎斯特重影的系統和方法

在審

• 申請號: 202110010140.7
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN113075604A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 高雷;高娟;劉旋;賴永傳;么佳斌;理查德·S·辛克斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣精準醫療有限責任公司
• 主分類號: G01R33/563
• 分類號: G01R33/563;G01R33/565;A61B5/055
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;錢慰民

本發明公開了用于抑制擴散加權磁共振成像的奈奎斯特重影的系統和方法。一種示例性方法包括使用多組擴散加權成像脈沖序列采集多個k空間數據集，分別從所述多個k空間數據集的每個重建磁共振圖像，以及對所述磁共振圖像的幅值取平均值以生成平均幅值的磁共振圖像。

技術領域

本公開涉及磁共振成像(MRI)，并且更具體地，涉及擴散加權成像(DWI)。

背景技術

擴散加權磁共振成像(DW-MRI)已經在發展，并且在各種器官(例如，大腦、軟骨和肝臟)中的組織功能的診斷和調查以及各種應用(例如，病理學、腫瘤學)中起作用。擴散是指分子在系統中的隨機運動。在生物組織中，水分子的擴散根據組織結構和性質形成一種模式。在諸如急性卒中的病理狀況下，擴散模式可能被干擾，并且擴散的量可在受影響區域中變化。因此，可以通過研究擴散的變化檢測組織的異常。一種被稱為擴散加權成像(DWI)的特化的磁共振成像(MRI)技術利用水分子的擴散以顯現內部生理學。DWI中的圖像對比度反映了組織之間擴散速率的差異。DWI在常規MRI序列(例如，T2加權成像)未在圖像中顯示顯著變化的情況下尤其有用。例如，在類似由局部缺血產生的卒中的病理狀況下，T2上的信號強度在卒中發作后至少8小時為止不會變化。另一方面，DWI可以早在卒中發作后的30分鐘內顯示大腦中的變化，并且在發作的一小時內顯示出明顯的信號差異。

一般來講，自旋回波是DWI的選擇的序列。例如，DWI序列可以包括脈沖梯度自旋回波(PGSE)部分，其作為制備相位附加到回波平面成像(EPI)序列的前面。EPI是一種極速MRI技術，其中，整個圖像可以由單個射頻(RF)激發產生的磁共振(MR)信號形成。EPI脈沖序列由一系列的回波構成，在k空間中，沿鋸齒形軌線的k空間的每條線生成一個回波。在鋸齒形采集中，在相反的方向上采集兩個相鄰的回波。如果正向回波和反向回波不是彼此的完美鏡像，則在重建時將偽影引入至圖像中。例如，第一個回波開始的延遲將傳播至所有后來的回波中，導致奇數和偶數回波的峰值之間的定時差異。當執行傅立葉變換時，該相位誤差將導致信號強度在橫跨圖像的一半的相位編碼方向上移位，這被稱為奈奎斯特重影。如果視場(FOV)上有N個像素，則該帶有別名的影相對于定位在正確位置處的主像出現N/2個像素的偏移。奈奎斯特重影可能是由許多可能的原因引起，諸如在線圈和磁體殼體中響應于梯度脈沖的快速變化而誘導的渦電流，勻場不良，梯度線圈加熱，患者運動等。

為解決EPI中的奈奎斯特重影，Qing-San Xiang等人引入了一種被稱為“用于附加坐標編碼的相位標記”(PLACE)的方法。(參見“Correction for Geometric Distortionand N/2Ghosting in EPI by Phase Labeling for Additional Coordinate Encoding(PLACE)”，《醫學磁共振》，第57期：731-741頁(2007年)，Qing-San Xiang等人)。通過使用兩個稍微不同的EPI脈沖序列采集兩組k空間數據。與另一個EPI脈沖序列相比較，一個EPI脈沖序列在相位編碼方向上添加一個小的梯度區域，導致奇數和偶數回波被交換，并且因此奈奎斯特重影具有相反極性。對兩組k空間數據取平均值，并且從平均k空間數據重建MR圖像。或者，從兩組k空間數據中分別重建MR復合圖像，并且取平均值以生成最終平均MR圖像。奈奎斯特重影在MR圖像中被抑制。然而，PLACE方法中使用的復雜值的平均值不適用于DWI，因為當擴散梯度被施加時，由于兩個采集之間的相位差，其將大幅度降低信號幅值。通常需要一種用于抑制DWI的奈奎斯特重影的改進方法。

發明內容

在一個實施方案中，本公開提供了一種用于抑制擴散加權磁共振成像的奈奎斯特重影的方法。該方法包括使用多組擴散加權成像脈沖序列采集多個k空間數據集，分別從多個k空間數據集的每個重建磁共振圖像，以及對磁共振圖像的幅值取平均值以生成平均幅值的磁共振圖像。