Mr接收線圈定位和基于mr的衰減校正的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)總體上涉及醫(yī)學(xué)成像。其具體與用于核醫(yī)學(xué)(匪)的基于磁共振(MR)的衰減校正相結(jié)合而應(yīng)用，并且將特別參考用于核醫(yī)學(xué)(NM)的基于磁共振(MR)的衰減校正來(lái)描述本申請(qǐng)。然而應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)還適用于其他使用場(chǎng)景，并且不必限于前述的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)系統(tǒng)的NM成像模態(tài)中，衰減是由于身體中吸收或散射出探測(cè)器視場(chǎng)的探測(cè)事件的丟失。由于衰減的探測(cè)事件的丟失增大了圖像噪聲、圖像偽影和圖像畸變。這繼而影響對(duì)使用PET或SPECT來(lái)生成的圖像的下游應(yīng)用，例如輻射治療規(guī)劃。衰減在全身PET掃描中尤其成問(wèn)題。
[0003]衰減的一個(gè)來(lái)源是與PET/MR系統(tǒng)組合的MR硬件，例如局部接收線圈。MR硬件典型地在PET圖像采集期間保留在發(fā)射片中，這是因?yàn)橐瞥齅R硬件而不移動(dòng)患者是不實(shí)際的。這造成了需要被校正的衰減。因此，需要對(duì)MR硬件位置的準(zhǔn)確了解。衰減的另一個(gè)來(lái)源是金屬植入物，例如支架、起搏器、骨科設(shè)備(例如，髖關(guān)節(jié)替代物)、殘存螺釘、針等。
[0004]基于MR的衰減校正是用于PET和SPECT系統(tǒng)中的衰減校正的一種方法。采用MR掃描來(lái)識(shí)別PET或SPECT系統(tǒng)的視場(chǎng)內(nèi)的不同組織和/或材料類(lèi)型。與識(shí)別出的組織和/或材料類(lèi)型相對(duì)應(yīng)的衰減值被分配到對(duì)應(yīng)的區(qū)域。根據(jù)識(shí)別出的組織和/或材料類(lèi)型以及所分配的衰減值來(lái)生成衰減圖。基于MR的衰減校正的一個(gè)挑戰(zhàn)在于金屬不生成有用的共振信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N克服以上提及的問(wèn)題和其他問(wèn)題的新的并且經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。
[0006]根據(jù)一個(gè)方面，一種磁共振(MR)系統(tǒng)包括成像體積的一個(gè)或多個(gè)MR數(shù)據(jù)集的源。所述成像體積包括感興趣區(qū)域(ROI)中的一個(gè)或多個(gè)，所述感興趣區(qū)域包括金屬元件和/或MR掃描器的局部接收線圈。所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被編程為進(jìn)行以下中的至少一項(xiàng):(I)生成考慮到所述金屬元件的衰減圖、置信圖或密度圖；并且(2)確定所述局部接收線圈在所述成像體積內(nèi)的位置。所述生成包括基于根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述感興趣區(qū)域的相位圖來(lái)識(shí)別所述感興趣區(qū)域內(nèi)的所述金屬元件。所述確定包括將所述局部接收線圈的已知靈敏度曲線(profile)配準(zhǔn)到根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述局部接收線圈的靈敏度圖。
[0007]根據(jù)另一方面，一種磁共振(MR)方法包括使用MR掃描器來(lái)生成成像體積的一個(gè)或多個(gè)MR數(shù)據(jù)集。所述成像體積包括感興趣區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)，所述感興趣區(qū)域包括金屬元件和所述MR掃描器的局部接收線圈。所述方法還包括以下中的至少一項(xiàng):(I)生成考慮到所述金屬元件的衰減圖、置信圖或密度圖；并且(2)確定所述局部接收線圈在所述成像體積內(nèi)的位置。所述生成包括基于根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述感興趣區(qū)域的相位圖來(lái)識(shí)別所述感興趣區(qū)域內(nèi)的所述金屬元件。所述確定包括將所述局部接收線圈的已知靈敏度曲線配準(zhǔn)到根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述局部接收線圈的靈敏度圖。
[0008]根據(jù)另一方面，一種磁共振(MR)系統(tǒng)包括生成成像體積的一個(gè)或多個(gè)MR數(shù)據(jù)集的MR掃描器。所述成像體積包括感興趣區(qū)域，所述感興趣區(qū)域包括金屬元件。所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)處理器，所述至少一個(gè)處理器被編程為基于根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述感興趣區(qū)域的相位圖或復(fù)雜MR數(shù)據(jù)和/或基于局部接收線圈的已知靈敏度曲線到根據(jù)所述MR數(shù)據(jù)集生成的所述局部接收線圈的靈敏度圖的配準(zhǔn)來(lái)確定所述金屬元件在所述成像體積內(nèi)的位置和在所述成像體積內(nèi)所述局部接收線圈的位置中的一個(gè)或多個(gè)。
[0009]一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)改進(jìn)的基于磁共振(MR)的衰減校正，所述衰減矯正考慮到金屬的衰減。
[0010]另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)系統(tǒng)中的經(jīng)改進(jìn)的圖像質(zhì)量。
[0011]另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)改進(jìn)的輻射治療規(guī)劃。
[0012]另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于不使用跟蹤器等對(duì)局部接收線圈定位。
[0013]另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于以高空間分辨率來(lái)探測(cè)并分割金屬。
[0014]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解了下面的具體說(shuō)明后，將意識(shí)到本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選的實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]圖1圖示了組合的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)與磁共振(MR)系統(tǒng)。
[0017]圖2圖示了考慮到金屬的用于計(jì)算衰減圖的方法。
[0018]圖3圖示了由于接近金屬而引起的體素的相位中的頻譜偏移。
[0019]圖4圖示了考慮到成像體積內(nèi)的局部接收線圈的用于計(jì)算衰減圖的方法。
[0020]圖5圖示了輻射治療系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本申請(qǐng)?zhí)峁┝藦目捎玫腗R數(shù)據(jù)提取磁共振(MR)接收線圈硬件的位置的手段，例如通過(guò)使用復(fù)雜MR圖像相位來(lái)探測(cè)并定位MR線圈中的金屬。另外，本申請(qǐng)?zhí)峁┝耸褂脧?fù)雜圖像相位來(lái)在MR檢查區(qū)域中定位金屬(例如MR接收線圈中的金屬或其他金屬)的手段。
[0022]參考圖1，組合的正電子發(fā)射斷層攝影(PET)和磁共振(MR)系統(tǒng)10采用MR和/或PET來(lái)對(duì)患者12的感興趣區(qū)域(ROI)進(jìn)行成像。系統(tǒng)10包括限定(以幻影指示的)成像體積16的掃描器14，成像體積16被調(diào)整大小以適應(yīng)ROI。成像體積16的大小可以依據(jù)采用的是MR還是PET而變化?；颊咧误w可以被用于將患者12支撐在掃描器14中，并且?guī)椭诔上耋w積16中定位ROI。
[0023]對(duì)于MR成像，掃描器14包括創(chuàng)建延伸通過(guò)成像體積16的強(qiáng)靜態(tài)Bci磁場(chǎng)的主磁體
18。主磁體18典型地采用超導(dǎo)線圈來(lái)創(chuàng)建靜態(tài)Btl磁場(chǎng)。然而，主磁體18也可以采用永磁體或常導(dǎo)磁體。在采用超導(dǎo)線圈的情況下，主磁體18包括用于超導(dǎo)線圈的冷卻系統(tǒng)，例如液氦冷卻的低溫恒溫器。靜態(tài)Btl磁場(chǎng)的強(qiáng)度在成像體積16中常常是0.23特斯拉、0.5特斯拉、1.5特斯拉、3特斯拉、7特斯拉等中的一個(gè)，但也預(yù)期其他強(qiáng)度。
[0024]掃描器14的梯度控制器20被控制為使用掃描器14的多個(gè)磁場(chǎng)梯度線圈22來(lái)在成像體積16中將磁場(chǎng)梯度(例如X梯度、y梯度和z梯度)疊加在靜態(tài)Btl磁場(chǎng)上。磁場(chǎng)梯度對(duì)成像體積16內(nèi)的磁自旋進(jìn)行空間編碼。典型地，多個(gè)磁場(chǎng)梯度線圈22包括沿三個(gè)正交空間方向進(jìn)行空間編碼的三個(gè)單獨(dú)的磁場(chǎng)梯度線圈。
[0025]另外，掃描器14的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器24 (例如收發(fā)器)被控制為利用掃描器14的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射線圈(例如全身線圈26和/或表面線圈28)來(lái)將B1*振激勵(lì)和操縱射頻(RF)脈沖發(fā)送到成像體積16中。B1脈沖典型地是短持續(xù)時(shí)間的，并且在被與磁場(chǎng)梯度一起采用時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)磁共振的選定的操縱。例如，沖激勵(lì)氫偶極子共振并且磁場(chǎng)梯度對(duì)共振信號(hào)的頻率和相位中的空間信息進(jìn)行編碼。通過(guò)調(diào)節(jié)RF頻率，可以在其他偶極子中激勵(lì)共振，例如傾向于在諸如骨的已知組織中匯集的磷。
[0026]掃描器14的一個(gè)或多個(gè)接收器30 (例如收發(fā)器)被控制以從成像體積16接收空間編碼的磁共振信號(hào)，并且將接收到的空間編碼的磁共振信號(hào)解調(diào)成MR數(shù)據(jù)集。MR數(shù)據(jù)集包括例如k-空間數(shù)據(jù)軌跡。為了接收空間編碼的磁共振信號(hào)，接收器30使用掃描器14的一個(gè)或多個(gè)接收線圈，例如全身線圈26和/或表面線圈28。接收器30通常將MR數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中。
[0027]對(duì)于PET成像，掃描器14包括典型地以環(huán)形或圓柱形被布置在成像體積16周?chē)亩鄠€(gè)探測(cè)器模塊32 (典型地為固態(tài)探測(cè)器模塊)。探測(cè)器模塊32中的每個(gè)都包括輻射敏感元件的二維陣列。福射敏感元件直接或間接地探測(cè)來(lái)自成像體積16的福射(即，伽馬光子)，并且基于探測(cè)到的輻射來(lái)生成指示探測(cè)到的輻射的能量的伽馬事件數(shù)據(jù)。輻射敏感元件的范例包括具有數(shù)字或模擬硅光電倍增管(SiPM)的閃爍體、光電二極管、碲鋅鎘(CZT)元件等。
[0028]如果SiPM不直接探測(cè)輻射，則探測(cè)器模塊32典型地包括在成像體積16與輻射敏感元件之間被光學(xué)耦合到輻射敏感元件的一個(gè)或多個(gè)閃爍體。當(dāng)伽馬光子在閃爍體中沉積能量時(shí)，該閃爍體閃爍并向輻射敏感元件發(fā)射輻射敏感元件可以直接探測(cè)的光子(典型地為可見(jiàn)光子)。閃爍體的范例包括閃爍體板(例如碘化鈉晶體)、個(gè)體閃爍或像素化晶體(例如LYSO、LSO等)等。
[0029]系統(tǒng)10的后端系統(tǒng)34使用掃描器14來(lái)對(duì)ROI進(jìn)行成像。后端系統(tǒng)34典型地遠(yuǎn)離掃描器14，并且包括(后文討論的)多個(gè)模塊36以使用掃描器14執(zhí)行對(duì)ROI的成像。如將看出的，后端系統(tǒng)34有利地提供用于PET成像的經(jīng)改進(jìn)的衰減校正(AC)，所述衰減矯正考慮到由成像體積16內(nèi)的金屬和局部接收線圈導(dǎo)致的衰減。
[0030]后端系統(tǒng)34的控制模塊38控制后端系統(tǒng)34的總體操作?？刂颇K38適合地使用后端系統(tǒng)34的顯示設(shè)備40向后端系統(tǒng)34的用戶顯示圖形用戶界面(GUI)。另外，控制模塊36適當(dāng)?shù)卦试S操作者使用后端系統(tǒng)34的用戶輸入設(shè)備42來(lái)與⑶I交互。例如，用戶可以與GUI父互以指導(dǎo)后端系統(tǒng)34協(xié)調(diào)對(duì)ROI的成像。
[0031 ] 后端系