專利名稱：子采樣的移動平臺mri的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的磁共振方法，所述方法用于根據(jù)RF探頭的多個信號形成快速動態(tài)圖像。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權利要求11的前序部分用于獲得快速動態(tài)圖像的磁共振成像裝置和一種按照權利要求12的前序部分所述的計算機程序產(chǎn)品。
執(zhí)行MR圖像采集時在一組連續(xù)掃描之間患者的位置身體上地移動通過磁孔是慣例。在這種多位置掃描的最后，產(chǎn)生的圖像結合成為一個單獨的大圖像。這種方法例如在WO-A-02/04971中已知，所述方法允許對比磁體均勻性、梯度線性和RF線圈均勻性的限制通常允許的FOV大得多的FOV進行成像。在這篇文獻中描述了一種MR成像方法，所述方法包括從對象的幾個掃描體采集成套的MR信號。在掃描各掃描體時采用了不同的空間方法。特別是，各掃描體包括不同數(shù)量的掃描層，或各掃描體的掃描層具有不同的層厚度，或各掃描體的掃描層具有不同的FOV(視野)。
在US-A-5,636,636中描述了一種磁共振方法和裝置，其中被檢對象以限定速度相對于檢查區(qū)域移動，在存在穩(wěn)定、均勻的磁場的情況下多個序列作用于檢查區(qū)域。每一個序列包括至少一個RF脈沖并可能包括相位編碼梯度。在通過振蕩器信號變換到另一個頻率范圍后，在檢查區(qū)域中產(chǎn)生的MR信號用于產(chǎn)生MR圖像。該方法的目的在于通過防止移動偽影來增強MR圖像的質(zhì)量。實現(xiàn)這一點的原因在于從一個序列到另一個序列，根據(jù)待檢查對象相對于檢查區(qū)域的位置，調(diào)整RF脈沖的一個或更多頻率、振蕩器信號的頻率和振蕩器信號的相位位置，使得在MR圖像中被成像的對象的一部分與該對象同步地相對于檢查區(qū)域移動。
在EP-A-1 024371中描述了一種磁共振成像裝置，其中激勵脈沖施加到其中磁場均勻的MR成像磁體孔的限定區(qū)域中。收集的數(shù)據(jù)樣本被傅立葉變換以形成該受限區(qū)域的體圖像。電動機連續(xù)地移動患者床使得感興趣區(qū)域通過有效場(good field)的區(qū)域。對收集的數(shù)據(jù)樣本進行校正以補償移動，使得形成的體圖像比受限區(qū)域具有更長的長度。
由于所有上面提到的方法需要在受限FOV中進行完全掃描，所以整個對象的成像將花費很長的采樣時間。
本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，所述方法在更短時間內(nèi)根據(jù)在相鄰的FOV陣列中采樣的數(shù)據(jù)形成MR圖像。本發(fā)明的另一個目的是提供實施該方法的適當?shù)难b置和計算機程序產(chǎn)品。
本發(fā)明的這個和其它目的通過權利要求1定義的方法、權利要求6定義的裝置和權利要求7定義的計算機程序產(chǎn)品實現(xiàn)。
本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于在更短的時間內(nèi)以短磁體獲得具有適當大的FOV的圖像。
本發(fā)明的這些和更多優(yōu)勢在從屬權利要求和下面的描述中公開，在下面的描述中參照附圖描述了本發(fā)明示例性實施例。附圖中

圖1是在三個不同位置處的移動通過用于MR成像的主磁體孔的患者的示意圖，圖2是圖1的每一個平臺位置的數(shù)據(jù)，圖3是全FOV的實際靈敏度圖，圖4是在重建后最后的圖像和FOV的示意性表示。
圖5是具有安裝在患者臺上的分離的體線圈陣列的裝置。
圖6的現(xiàn)有技術成像顯示了來自體模的兩個分離的位置的數(shù)據(jù)和兩個數(shù)據(jù)集的結合。
圖7中現(xiàn)有技術的成像顯示了使用帶限濾波器在測量(頻率編碼)方向上通過與圖6中相同的位置測得的數(shù)據(jù)，圖8為按照本發(fā)明的第一實施例，其中顯示了在移動通過MR成像系統(tǒng)的主磁體孔的3個不同位置處掃描到的體模，圖9為按照本發(fā)明的第二實施例，其中在每一位置使用1.33的SENSE因子如圖6那樣測量數(shù)據(jù)，圖10顯示了按照本發(fā)明對數(shù)據(jù)進行解碼的不同步驟，以及圖11為按照本發(fā)明的第三實施例，其中在三個分開的位置使用不同的SENSE因子測量數(shù)據(jù)，并進行重建。
如果沒有另外提出，專用于在特定的圖中定義的元件的特定數(shù)字將在所有圖中一致使用。
詞語“天線”作為用于發(fā)射和接收線圈的更廣泛的術語使用。在本發(fā)明中使用的靈敏度編碼方法稱為“SENSE”，所述靈敏度編碼方法已由Institute of Biomedical Engineering and MedicalInformation，University and ETHZürich，Swiaerland開發(fā)。所述SENSE方法基于一種算法，所述算法直接作用于被磁共振裝置的線圈探測的圖像，并且可跳過隨后的編碼步驟并因此可實現(xiàn)用于成像的信號采集被加速到原來的2-3倍。對于SENSE方法來說至關緊要的的是對排列在所謂的靈敏度圖中的線圈靈敏度的了解。為了加速所述方法，提議使用原始的靈敏度圖，原始的靈敏度圖可通過單線圈標準的“平方和”或可選擇的體線圈標準的分配來獲得(例如參見K.Pruessmann等人，Proc.ISMRM，1998，摘要pp.579、799、803和2087)。
在SENSE技術中，通常需要至少存在兩個RF接收線圈。用于同一成像位置的兩個RF線圈之間的不同的靈敏度圖對于SENSE方法來說是必要的。這種需要通常通過將所述RF線圈放置在相對于感興趣區(qū)域的身體上的不同位置處來實現(xiàn)。使用SENSE方法和兩個不同的RF接收線圈，相編碼步驟的數(shù)量可減少一半，并且因此所采集數(shù)據(jù)的數(shù)量也可減少一半。這對于減少成像時間尤其有利。
如果僅存在單個RF接收線圈，實現(xiàn)SENSE的通常方法將不會奏效。然而，如果將單個線圈定位在兩個不同的位置，就能在被成像物體的相同位置實現(xiàn)兩個獨立的部分編碼的采集，從而能夠應用SENSE方法。除了采集時間為兩倍長(與不使用SENSE時的正常采集的長度相同)以外，在這樣一個掃描結束的時候可獲得的數(shù)據(jù)與通常的SENSE采集相同。這種采集方法的優(yōu)勢為與RF接收線圈或磁體均勻性、梯度線性和RF發(fā)射均勻性所允許的相比，可獲得更大的FOV。這種情形在沿Z軸具有短成像體積的磁體的情況下存在。
在圖1中示意性描述了具有磁體孔2的主磁體1的輪廓。位于可移動的平臺4上的患者3可分步移動通過孔2，這里在三個不同的平臺位置掃描患者的腹部(圖1a)，掃描患者的胸部(圖1b)和掃描患者的頭部(圖1c)。在主磁體1中安裝著發(fā)射正交體線圈6和更小的接收正交體線圈7。接收線圈7定義著圖像的視野(FOV)的大小。在此例中，為了形成整個感興趣區(qū)域或全FOV 9(由虛線示出)的單個MR圖像，對接收線圈7的有限的FOV 8的進行數(shù)據(jù)采樣。箭頭10指示編碼和/或交迭的方向。在三個平臺位置后來被采樣的數(shù)據(jù)通過SENSE方法進行重建。在圖2中顯示了在每一個平臺位置為全FOV 9進行編碼的圖像，然而從每一個不同的掃描獲得不同的交迭偽影。在圖3中顯示了每一個平臺位置處的實際的線圈靈敏度圖，所述實際的線圈靈敏度圖實際上是單個接收線圈7的單個靈敏度圖的三倍。由全FOV的靈敏度圖(圖3)，可如最后圖像和全FOV的示意性表示所示來重建未交迭的圖像。被采集的編碼的總數(shù)剛好與如果在全FOV上的完全編碼掃描是可能的相同，這里作為N個編碼的3*N個像素提供給有限的FOV。
在可選的實施例中也可以利用單個線圈發(fā)射和接收RF信號。在這種情況中，SENSE重建所需的靈敏度信息必須由例如計算理論靈敏度行為的可選裝置提供。
在圖5中顯示了本發(fā)明的另一實施例，其中局部表面線圈11的陣列安裝在相對于患者3(即相對于平臺4)的固定位置。因此，這些線圈11通過平臺的移動而移動，并且只有那些位于發(fā)射線圈6的有限FOV內(nèi)的線圈被激活以接收發(fā)射的RF信號。在這種情況中，線圈11的靈敏度圖需要通過SENSE方法重建最后的圖像。
上述方法在具有有限的額定FOV的短主磁體的情況中尤其有利，所述方法可在比其它方式所必需的時間更短的時間內(nèi)對一個大得多的FOV進行成像。由于這個原因，可使用更短的磁體，所述更短的磁體對于趨向于有幽閉恐怖癥的患者尤其有利。
盡管使用三個不同的平臺位置描述了該方法，但對于本領域技術人員來說應當清楚的是所述方法可應用于兩個不同的位置。另外，也可應用更多數(shù)量的平臺位置。使用適當?shù)慕邮站€圈，也可以單獨或同時沿平臺運動方向和任何其它正交方向?qū)⑦@種方法與傳統(tǒng)的SENSE方法相結合。
圖6顯示了在兩個位置進行成像的現(xiàn)有技術的例子。當測量(相位編碼)梯度在從腳到頭的方向(FH)上沿臺移動的方向取向時，需要在每一位置采集更大的FOV以避免圖像交迭。然后舍棄在所示位置處的額外數(shù)據(jù)，使來自兩個位置的圖像部分能夠結合。在這個例子中，為了產(chǎn)生等于675個編碼的全FOV，每一位置需要450個編碼。因此，共需要900個編碼來產(chǎn)生等于675個編碼的全FOV。這表示需要25％的額外的掃描時間成本。
圖7顯示了使用帶限濾波器在測量(頻率編碼)方向在兩位置進行成像的可選的現(xiàn)有技術的例子。在這個例子中，測量(頻率編碼)梯度沿平臺移動(FH)的方向取向。這樣做的優(yōu)勢在于，在圖像結合點處的數(shù)據(jù)或者在采集過程中被帶寬限制，或者在重建后被簡單丟棄。由于這是頻率編碼方向，因此沒有時間損失。然而，為了避免在左到右(LR)的方向有交迭，仍需要沿編碼方向過采樣到全FOV。在這個例子中，每一位置同樣需要450個編碼，以及總共900個編碼以實現(xiàn)等于675個編碼的全FOV。仍保持25％的額外的掃描時間成本。
圖8表示本發(fā)明的第一實施例，該實施例顯示了在移動通過MR成像系統(tǒng)的主磁體的孔的三個不同位置處掃描的體模。為了從通過SENSE掃描在圖1中顯示和描述的不同鄰近位置處獲得的數(shù)據(jù)解碼信息，需要來自鄰近掃描的額外信息。例如，這可通過提供如圖8a所示的交迭掃描獲得。假設全FOV的范圍是從層A到層I，并且用1.66的SENSE因子進行掃描。然后對于左掃描，層A和E的信息分別交迭進層D和E，對于中間掃描，層C和G的信息分別交迭進層D和F，對于右掃描，層E和I的信息分別交迭疊進層H和F。由于從左側(cè)圖像和中間圖像的位置以及從中間圖像和右側(cè)圖像的位置，RF線圈7的靈敏度圖是已知的，相鄰區(qū)域D和F可不交迭。為了在這些區(qū)域內(nèi)獲得連續(xù)的圖像，在不交迭后，區(qū)域D和F的一半將被丟棄(見圖8b)、或校正或共同相加(co-added)。從區(qū)域D中的未交迭可獲得區(qū)域A的未交迭信息，從而通過SENSE方法獲得的區(qū)域A的全部信息將被恢復。以相同的方式，區(qū)域I也可以是不交迭的，因此將獲得全FOV上的完全圖像(參見圖8c)。在這個實施例中，為了實現(xiàn)3*N個像素的全FOV，在3個位置中的每一位置采集N個編碼。
圖9顯示了第二實施例，該實施例舉例說明了本發(fā)明如何優(yōu)于圖6和圖7中描述的現(xiàn)有技術。在這個例子中，編碼方向沿平臺移動方向取向。與在每個位置采集450個編碼相反，采集340個編碼并允許圖像交迭。對于每一個編碼步驟，將相位增加應用到接收器解調(diào)頻率，可在采集期間控制交迭出現(xiàn)的位置。以這種方式，交迭的區(qū)域從每一位置的圖像的中心邊緣移動到外部邊緣。在重建后通過滾動圖像也可實現(xiàn)相同的效果。圖9下部的圖像舉例說明了兩個位置的圖像的結合。區(qū)域B、C、D和E可容易地相連。然而，區(qū)域A和F分別與區(qū)域D和C交迭。在被采集的數(shù)據(jù)表示中(頂部的圖)，區(qū)域A和D交迭在一起。實際上，這些區(qū)域是在成像體積的均勻區(qū)域的邊緣采集的，因此由于這些區(qū)域中的差的均勻性，有可能區(qū)域A和D會幾何變形。這一事實通過A’和D’中的撇號顯示。其中A’表示區(qū)域A的幾何變形的形式，D’表示區(qū)域D的幾何變形的形式。這一事實對于其中區(qū)域C交迭進區(qū)域F的第二位置數(shù)據(jù)同樣存在。這里，幾何變形的存在由F’和C’中的撇號顯示。為了不交迭這兩個區(qū)域中的數(shù)據(jù)，需要考慮該幾何變形。
圖10舉例說明了當考慮幾何變形時，不交迭A’和D’所需的步驟。應當理解，當磁體均勻性和梯度線圈的線性已知時，圖像的幾何變形可通過將像素彎曲或變形回計算得的校正位置而進行校正。反之亦然，即圖像的給定部分可以以與已知磁體均勻性和梯度線圈線性將產(chǎn)生的影響相似的方式進行預變形。這里使用了這種互逆關系。參考圖10，圖像部分A’+D’表示來自圖9的位置1的包括幾何變形的被采集數(shù)據(jù)。圖像部分D表示來自位置2的被采集的、未失真的數(shù)據(jù)。知道磁體均勻性和梯度線圈線性，就可預彎曲D，并且在適當?shù)钠帘魏?，產(chǎn)生D*。D*基本等于D’，并可與采集的A’+D’圖像部分結合使用以分離出區(qū)域A’。如果需要，可對分離的A’區(qū)域進一步進行校正(圖9所示)以在結合進完全的圖像之前去除幾何變形的影響。參考圖9，可使用相同的方法從F’+C’中分離F’以產(chǎn)生F。因為當平臺頂部相對于接收線圈的靈敏度分布在不同位置時，采集每一個所涉及的圖像部分，所以這也是完全可能的。依靠多位置采集，在接收線圈靈敏度獨特不同的區(qū)域分別采集圖像區(qū)域A’+D’，D，C和F’+C’。
圖11描述了在三個位置采集的情況的另一實施例。在這個實施例中，不同的位置具有不同的SENSE因子。全FOV的兩端的兩個位置使用1.33的SENSE因子，中間的位置使用2.0的SENSE因子。與可供選擇的采集相比，與可供選擇的采集的1350相比，總共采集910個編碼。這表示總掃描時間節(jié)省了33％。區(qū)域F’+D和F可用于確定D。區(qū)域D與區(qū)域A’+D’一起可用于確定區(qū)域A。同樣地，區(qū)域E+C’和C可用于確定區(qū)域E。區(qū)域E與區(qū)域H’+E一起可用于確定區(qū)域H。
權利要求
1.一種磁共振方法，該方法用于根據(jù)相對于至少一個RF接收天線移動的對象的多個信號形成動態(tài)圖像，其中通過至少兩個相鄰的視野(FOV)采集成像，所述至少兩個相鄰的視野被重建為包含兩個FOV的感興趣區(qū)域上的圖像，該方法的特征在于在由每一個FOV確定的相對于對象的每一個位置提供所述至少一個RF接收天線的靈敏度圖，在相對于主磁場的固定位置處，使用相對于其全集而言數(shù)目減少了的相位編碼步驟為每一個FOV采樣來自要被成像的對象的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)子采樣的信號重建圖像，使用在各個成像位置的RF接收天線的靈敏度因子對所述子采樣的信號進行加權。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁共振方法，其特征在于使用單個RF接收天線。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的磁共振方法，其特征在于使用單個RF發(fā)射天線，其中發(fā)射天線的尺寸比接收天線的尺寸大。
4.根據(jù)權利要求1所述的磁共振方法，其特征在于提供單個RF天線用于發(fā)射和接收RF信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的磁共振方法，其特征在于使用RF接收天線陣列。
6.一種磁共振成像裝置，該裝置用于根據(jù)相對于至少一個RF接收天線(7)移動的對象(3)的多個信號獲得動態(tài)圖像，該裝置包括移動通過磁體孔(2)的患者臺(4)至少一個RF接收天線(7)，采集感興趣區(qū)域上的圖像的裝置，所述感興趣區(qū)域包括至少兩個相鄰的視野(FOV)，在成像之前提供在由每一個FOV確定的相對于對象的每一個位置處的該至少一個RF接收天線的靈敏度圖的裝置，在相對于主磁場的固定位置處，使用相對于其全集而言數(shù)目減少了的相位編碼步驟為每一個FOV采樣來自要被成像的目標的數(shù)據(jù)的裝置，以及根據(jù)子采樣的信號重建圖像的裝置，所述子采樣的信號使用在各個成像位置的RF接收天線的靈敏度因子被加權。
7.一種存儲在計算機可用媒質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品用于使用磁共振方法形成動態(tài)圖像，其包括使計算機控制下述步驟執(zhí)行的計算機可讀程序方法移動患者臺通過磁體孔從至少一個RF接收天線采樣數(shù)據(jù)，采集感興趣區(qū)域上的圖像，所述感興趣區(qū)域包括至少兩個相鄰的視野(FOV)，在成像之前提供在由每一個FOV確定的相對于對象的每一個位置處的該至少一個RF接收天線的靈敏度圖，在相對于主磁場的固定位置處，使用相對于其全集而言數(shù)目減少了的相位編碼步驟為每一個FOV采樣來自要被成像的目標的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)子采樣的信號重建圖像，使用在各個成像位置的RF接收天線的靈敏度因子對所述子采樣的信號進行加權。
全文摘要
描述了一種磁共振方法，所述方法用于根據(jù)相對于至少一個RF接收天線移動的對象的多個信號形成動態(tài)圖像。通過至少兩個相鄰的視野(FOV)采集成像，所述視野被重建為包括兩個FOV的感興趣區(qū)域上的圖像。在成像之前，為每一個FOV確定該至少一個RF接收天線在相對于對象的每一個位置的靈敏度圖。然后為每一個FOV采樣來自要被成像的物體的數(shù)據(jù)，所述采樣使用與在相對于主磁場的固定位置處的全套相位編碼步驟相比具有數(shù)目減少的相位編碼步驟進行。然后根據(jù)子采樣的信號重建圖像，用在各成像位置處的RF接收天線的靈敏度因子對所述信號進行加權。
文檔編號G01R33/565GK1739037SQ200380108977
公開日2006年2月22日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權日2003年1月20日
發(fā)明者P·R·哈維 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司