利用使用具有mdixon脈沖序列的多回波超短te（ute）的mri來(lái)區(qū)分組織的制作方法
【專利說(shuō)明】利用使用具有MDIXON脈沖序列的多回波超短TE(UTE)的
MRI來(lái)區(qū)分組織
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]下文總體上涉及醫(yī)學(xué)成像。下文具體與磁共振(MR)成像結(jié)合應(yīng)用以提供用于正電子發(fā)射斷層攝影(PET)成像的衰減修正，并且將具體參考其進(jìn)行描述。然而，將理解，本申請(qǐng)還適用于其他使用場(chǎng)景，而不必限于前述應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在PET成像中，對(duì)象被注入放射性藥物，所述放射性藥物基于代謝活動(dòng)通常通過(guò)吸收而瞄準(zhǔn)特定組織。當(dāng)放射性藥物衰減時(shí)，發(fā)射正電子，所述正電子在與電子接觸中煙滅，以形成沿著響應(yīng)線(L0R)對(duì)向180°發(fā)射的光子對(duì)。通過(guò)圍繞對(duì)象的PET探測(cè)器記錄發(fā)射的伽馬光子。計(jì)算煙滅事件的位置，其提供由放射性藥物瞄準(zhǔn)的組織的圖像。發(fā)射的光子受到在煙滅事件的點(diǎn)和通過(guò)或吸收或偏轉(zhuǎn)的探測(cè)器之間的組織密度的影響。根據(jù)由組織密度的實(shí)際數(shù)量衰減在具體位置處的組織中呈現(xiàn)的放射性藥物的記錄的數(shù)量。對(duì)于PET圖像數(shù)據(jù)的衰減的修正試圖利用被成像的對(duì)象的衰減修正圖精確地識(shí)別在每個(gè)體素處的組織密度。
[0003]利用X-射線輻射設(shè)備(諸如CT掃描器)已經(jīng)執(zhí)行了顯影衰減修正圖，其中，被用于重建圖像的X-射線輻射的記錄水平與組織密度強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)。更新的技術(shù)試圖使用磁共振系統(tǒng)，其避免對(duì)于對(duì)象使用X-射線輻射。然而，磁共振成像不固有地區(qū)分組織密度。
[0004]使用磁共振來(lái)創(chuàng)建針對(duì)PET成像的衰減圖的一個(gè)問(wèn)題包括缺乏精確區(qū)分的組織類型。先前的努力僅將組織分類成三個(gè)類別:肺部、軟組織和空氣。在每個(gè)體素處的組織的類別影響對(duì)于在位置處的分類的組織分配的衰減修正值。粗分類導(dǎo)致衰減的粗略估計(jì)，例如每個(gè)組織類型一個(gè)值。例如，骨骼組織包括具有不同密度的皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨。松質(zhì)骨包括骨髓，并且通常被高度血管化，其與皮質(zhì)骨相比較不致密。粗略衰減圖對(duì)經(jīng)衰減修正的重建PET圖像的得到的精確度造成不利影響。
[0005]使用磁共振成像來(lái)對(duì)組織進(jìn)行分類的另一問(wèn)題包括當(dāng)前骨骼成像技術(shù)，其遭受在k-空間軌跡的偏差，并且能夠?qū)е聢D像偽影并且導(dǎo)致體素的錯(cuò)誤分類。軌跡偏差的原因能夠包括渦流、在梯度放大器驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的延遲，和/或接收鏈電子，諸如時(shí)鐘抖動(dòng)等。軌跡偏差導(dǎo)致圖像偽影，其繼而導(dǎo)致針對(duì)給定體素的組織的可能不正確的分類。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]下文公開(kāi)了具有回顧性渦流校準(zhǔn)和在PET/MR成像中基于MR的衰減修正的處理步驟的新的和改進(jìn)的MR采集，其解決了以上提到的問(wèn)題和其他問(wèn)題。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括磁共振(MR)掃描器和MR重建單元。MR掃描器將具有mDixon脈沖序列的多回波超短TE(UTE)應(yīng)用到對(duì)象并且接收表示對(duì)象的至少部分的MR數(shù)據(jù)。MR重建單元根據(jù)接收到的MR數(shù)據(jù)來(lái)重建自由感應(yīng)衰減(FID)圖像，和一幅或多幅回波幅值圖像、一幅或多幅相位圖像、同相圖像、水圖像和脂肪圖像。
[0008]根據(jù)另一方面，醫(yī)學(xué)成像的方法包括基于利用MR掃描器被應(yīng)用到對(duì)象的具有mDixon脈沖序列的多回波超短TE(UTE)來(lái)接收表示對(duì)象的至少部分的磁共振(MR)數(shù)據(jù)。根據(jù)接收到的MR數(shù)據(jù)來(lái)重建自由感應(yīng)衰減(FID)圖像，和一幅或多幅回波幅值圖像、一幅或多幅相位圖像、同相圖像、水圖像和脂肪圖像。
[0009]根據(jù)另一方面，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括至少一個(gè)標(biāo)記、磁共振(MR)掃描器、MR重建單元和MR校準(zhǔn)單元。至少一個(gè)標(biāo)記在磁場(chǎng)中是磁性共振的。MR掃描器接收表示對(duì)象的具有至少一個(gè)標(biāo)記的至少部分的磁共振數(shù)據(jù)。MR重建單元根據(jù)接收到的MR數(shù)據(jù)來(lái)重建自由感應(yīng)衰減(FID)圖像和一幅或多幅回波幅值圖像。MR校準(zhǔn)單元將FID圖像和一幅或多幅回波幅值圖像進(jìn)行比較，并且基于在重建的FID圖像和一幅或多幅回波幅值圖像中的至少一個(gè)標(biāo)記和k-空間軌跡延遲和衰減時(shí)間迭代地調(diào)整重建參數(shù)。
[0010]一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于渦流和其他k-空間軌跡偏差的MR偽影的減少。
[0011]另一優(yōu)點(diǎn)在于骨骼組織分類的精確度的提高。
[0012]另一優(yōu)點(diǎn)包括MR標(biāo)記的低成本和簡(jiǎn)單化的使用以減少M(fèi)R偽影。
[0013]另一優(yōu)點(diǎn)在于使用磁共振成像的組織分類的粒度的提高。
[0014]另一優(yōu)點(diǎn)包括通過(guò)體素區(qū)分皮質(zhì)骨組織、松質(zhì)骨組織、肺組織、身體軟組織、身體脂肪組織、在身體內(nèi)的氣穴和外部空氣。
[0015]另一優(yōu)點(diǎn)在于用于PET成像的衰減圖的精確度的提高。
[0016]另一優(yōu)點(diǎn)包括PET圖像的精確度的提高。
[0017]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀和理解以下詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上將認(rèn)識(shí)到其他優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]本發(fā)明可以采用各種部件和部件的布置，以及各種步驟和步驟布置的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實(shí)施例的目的，并不應(yīng)被解讀為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019]圖1示意性地圖示了具有針對(duì)渦流和基于MR的PET衰減修正圖的回顧性校準(zhǔn)的MR/PET系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0020]圖2以流程圖示了使用具有高達(dá)六個(gè)分類的針對(duì)渦流和基于MR的衰減修正的MR/PET系統(tǒng)回顧性校準(zhǔn)的實(shí)施例的一個(gè)方法。
[0021]圖3以流程圖示了使用具有高達(dá)六個(gè)分類的針對(duì)渦流和基于MR的衰減圖構(gòu)建的MR/PET系統(tǒng)回顧性校準(zhǔn)的實(shí)施例的一個(gè)方法。
[0022]圖4以流程圖示了回顧性軌跡延遲校準(zhǔn)的一個(gè)實(shí)施例。
[0023]圖5示意性地圖示了回顧性軌跡延遲測(cè)量的一個(gè)實(shí)施例。
[0024]圖6示意性地圖示了具有六個(gè)分類的基于MR的PET衰減修正圖偏差的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0025]參考圖1，示意性地圖示了具有針對(duì)渦流和基于MR的PET衰減修正圖的回顧性校準(zhǔn)的MR/PET系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括具有靜B。主場(chǎng)在部分橫截面中圖示的MR掃描器(或子系統(tǒng))12，諸如，水平孔徑掃描器、開(kāi)放系統(tǒng)掃描器、c-類型掃描器、垂直場(chǎng)掃描器等。MR掃描器包括對(duì)象支撐物14，諸如水平床或臥榻，其支撐對(duì)象16并且在成像期間將對(duì)象移進(jìn)MR掃描器孔徑、靜場(chǎng)和視場(chǎng)。MR掃描器14包括生成諸如水平主場(chǎng)的靜主場(chǎng)(B。)的主磁體
18。MR掃描器還包括一個(gè)或多個(gè)梯度線圈20，其用于應(yīng)用梯度場(chǎng)以便操縱在對(duì)象的組織中的共振。MR掃描器包括一個(gè)或多個(gè)RF線圈22，所述一個(gè)或多個(gè)RF線圈在諸如發(fā)射模式生成RF脈沖以激勵(lì)對(duì)象16中的磁共振，并且在接收模式下能夠接收來(lái)自對(duì)象的共振信號(hào)。在一些實(shí)施例中，RF線圈22能夠包括局部線圈。
[0026]系統(tǒng)10包括序列控制器24和RF接收器單元26。序列控制器控制成像序列的操作，其包括控制RF線圈22的操作的RF發(fā)射器單元28。梯度控制器30控制梯度線圈20的操作?？刂茊卧c對(duì)應(yīng)線圈之間的通信能夠是有線或無(wú)線的。序列控制器提供對(duì)于RF發(fā)射器單元28和梯度控制器30的指令，以將具有mDixon分量的多回波超短TE (UTE)脈沖序列應(yīng)用到對(duì)象。一個(gè)或多個(gè)MR標(biāo)記32 (諸如維生素E油管或膠囊)被放置在孔徑的視場(chǎng)中。優(yōu)選地，細(xì)長(zhǎng)的標(biāo)記被處置平行于鄰近骨骼。RF接收器26接收能夠被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器42中的RF數(shù)據(jù)33，例如指示在對(duì)象的組織中激勵(lì)的磁共振的MR信號(hào)。
[0027]MR重建單元34被體現(xiàn)為配置的處理器，諸如工作站38的處理器36，所述MR重建單元接收RF數(shù)據(jù)，例如來(lái)自RF接收器26的解調(diào)MR信號(hào)33