用于B0映射的MRI方法技术

一种B0映射方法确定预先选择的成像区中的静态磁场的空间分布，包括：根据来自所述成像区的磁共振回波信号之间的自旋

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于B0映射的MRI方法


[0001]本专利技术涉及用于确定预先选择的成像区中的静态磁场的空间分布的B0映射方法。
[0002]利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维或三维图像的磁共振成像(MRI)方法现在被广泛使用，尤其是在医学诊断的领域中，因为对于软组织的成像，它们在许多方面优于其他成像方法，不要求电离辐射并且通常是无创的。
[0003]通常根据MRI方法，待检查的患者的身体被布置在强均匀磁场B0中，其方向同时定义测量结果相关的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场B0取决于可以通过施加定义的频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电磁交变场(RF场)来激发(自旋共振)的磁场强度而引起针对单独核自旋的不同能级。从宏观视角，单独的核自旋的分布产生可以通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)从平衡状态当中偏转出来的总体磁化，同时该RF脉冲的对应的磁场B1垂直于z轴延伸，使得磁化执行关于z轴的进动运动。进动运动描述了锥形的表面，其孔径角被称为翻转角。翻转角的大小取决于施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90
°
脉冲的范例中，磁化从z轴偏转到横平面(翻转角90
°
)。
[0004]在RF脉冲的终止之后，磁化弛豫回到原始平衡状态，其中，在z方向上的磁化再次利用第一时间常量T1建立(自旋晶格或纵向弛豫时间)，并且在垂直于z方向的方向上的磁化利用更短的第二时间常量T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。横向磁化和其变化可以借助于接收RF天线(线圈阵列)检测，该接收RF线圈以这样的方式布置并且取向在磁共振检查系统的检查体积内：磁化的变化在垂直于z轴的方向上被测量。横向磁化的衰减伴随有由促进从具有相同信号相位的有序状态到所有相位角被均匀分布的状态的转换的局部磁场不均匀性引起的RF激发之后发生的移相。移相可以借助于重新聚焦RF脉冲(例如180
°
脉冲)补偿。这产生接收线圈中的回波信号(自旋回波)。
[0005]为了实现被成像的对象(诸如待检查的患者)中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加在均匀磁场B0上，导致自旋共振频率的线性空间相关性。在接收天线(线圈阵列)中拾取的信号然后包含可以与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于磁共振信号的波向量的空间频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括采集的不同相位编码的多条线。每条线通过采集许多样本来数字化。k空间数据集借助于傅里叶变换被转换为MR图像。
[0006]横向磁化还在存在恒定磁场梯度的情况下移相。类似于RF感应(自旋)回波的形成，该过程可以通过形成所谓的梯度回波的适当的梯度逆转来逆转。然而，在梯度回波的情况下，与RF重新聚焦(自旋)回波相反，主磁场不均匀性、化学移位的效果和其他非共振效果未被重新聚焦。主磁场的不均匀性(B0不均匀性)可以是磁共振信号的空间编码中的混杂因子并且因此导致重建的磁共振图像中的误差。表示磁共振检查系统的检查区中的主磁场强度的空间分布的B0映射可以被用于校正引起的编码误差。该校正可以在重建中完成或主磁场的不均匀性可以由匀场技术来补偿。

技术介绍

[0007]一种用于确定预先选择的成像区中的静态磁场的空间分布的B0映射方法从美国专利申请US2017/0350951已知。已知B0映射方法利用不同回波时间的回波信号之间的相位差来估计MRI系统的成像区中的磁场分布。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种更准确的B0映射方法。该目的通过用于确定预先选择的成像区中的静态磁场的空间分布的B0映射方法来实现，包括根据以下项来计算静态磁场的所述空间分布：
[0009]来自所述成像区的磁共振回波信号之间的自旋-相位累加的空间分布，以及
[0010]对所述成像区中的质子密度分布的估计。
[0011]本专利技术利用来自所述成像区的磁共振回波信号的自旋-相位累加的空间分布以及对所述质子密度分布的估计。本专利技术提供还在腔中和组织外部提供场估计。而且，本专利技术的场估计较少遭受所谓的相位缠绕。而且，根据本专利技术估计的场图比仅基于自旋-相位累加的空间分布的结果更准确。实际上，在自旋-相位累加从弱信号导出的情况下，所得的B0映射当更依赖于基于对所述质子密度分布的估计时常常是更稳定的。在存在整体磁化率的任意分布的情况下的局部磁场的计算本身从由R.Salomir等人在Magnetic Resonance Engineering 19B(2003)26-34中的论文“A fast calculation method for magnetic field inhomogeneity due to an arbitrary distribution of bulk susceptibility”已知。
[0012]本专利技术的这些和其他方面将参考从属权利要求中定义的实施例进一步详尽阐述。
[0013]本专利技术的实际实施方式包含：
[0014]对与所述自旋-相位累加的分布一致的相位-估计磁化率分布的计算，
[0015]对与所估计的质子自旋密度分布一致的质子-估计磁化率分布的计算，
[0016]适配最终磁化率分布以便使(i)所述最终磁化率分布与来自所述磁化率分布的相位-估计之间的差异和(ii)所述最终磁化率分布与来自所述质子-估计磁化率分布的相位-估计之间的差异两者最小化，
[0017]根据所述最终磁化率分布来计算所述静态磁场的所述空间分布。
[0018]该实施方式提供实际方式以获得与自旋-累加的分布以及与质子密度分布的一致性两者尽可能最好地调和的最终磁化率分布。本专利技术基于考虑以下两项的洞察：(i)自旋-相位累加的空间分布和(ii)质子密度分布。这可以通过(i)从磁共振信号导出所述自旋-相位累加和(ii)估计所述质子密度分布来实现。通过适配所述磁化率分布使得其与所述自旋-相位累加的分布以及与所估计的质子密度两者最佳地调和来获得准确的结果。本专利技术特别地解决以下问题：在其中质子密度低的区域中，所述自旋-相位累加不能被可靠地测量并且例如具有低信噪比。因此，考虑所述质子密度分布实现更可靠的结果，因为更现实地考虑来自具有低质子密度的数据。在单个实施方式中，所述磁化率分布可以根据所述自旋-相位累加的分布并且根据分别具有高质子密度和低质子密度的区域中的所估计的质子密度来计算。在分别具有高质子密度和低质子密度的区域之间的区域中，所述磁化率分布可以通过针对分别与所述自旋-相位累加并且与所述质子密度相关联的磁化率分布的解之间的
简单内插来估计。因此，对所述静态磁场的空间分布的确定考虑根据所采集的磁共振回波信号测量的自旋-相位累加的分布和所估计的质子密度两者。
[0019]对所述静态磁场的空间分布的确定考虑根据所采集的磁共振回波信号测量的自旋-相位累加的分布和所估计的质子密度两者。
[0020]所述自旋-相位累加的分布和所估计的质子密度被输入到提供所述空间磁化率分布作为中间结果的计算。根据所述磁化率的所计算的空间分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定预先选择的成像区中的静态磁场的空间分布的B0映射方法，包括根据以下项来计算静态磁场的所述空间分布：来自所述成像区的磁共振回波信号之间的自旋-相位累加的空间分布，以及对所述成像区中的质子密度分布的估计。2.根据权利要求1所述的B0映射方法，还包括：对与所述自旋-相位累加的分布一致的相位-估计磁化率分布的计算，对与所估计的质子自旋密度分布一致的质子-估计磁化率分布的计算，适配最终磁化率分布以便使(i)所述最终磁化率分布与所述相位-估计磁化率分布之间的差异和(ii)所述最终磁化率分布与所述质子-估计磁化率分布之间的差异两者最小化，根据所述最终磁化率分布来计算所述静态磁场的所述空间分布。3.根据权利要求2所述的B0映射方法，其中，所述最终磁化率分布以迭代方式来计算，其中，迭代在以下各项的约束之间：所述最终磁化率分布与所述相位-估计磁化率分布之间的最小差异，以及所述最终磁化率分布与所述质子-估计磁化率分布之间的最小差异。4.根据前述权利要求中的任一项所述的B0映射方法，其中，所估计的质子密度分布由至少三个分量的分割形成。5.根据权利要求4所述的B0映射方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：