具有多種對比度的磁共振成像系統的制作方法

專利名稱：具有多種對比度的磁共振成像系統的制作方法
具有多種對比度的 ^像系統本發明涉及磁共振成像系統，其具有用于采集磁共振信號的信號 采集系統和用于根據該磁共振信號重建磁共振圖像的重建器。這種磁共振成像系統可從國際申請W098/46132中獲知。 引用的現有技術文獻提及當患者屏住他或她的呼吸時，觸發MRI 數據采集處理。通過這種方式避免了磁共振圖像中由呼吸運動引起的 運動偽影。己知的磁共振成像系統還布置為在信號采集處理期間增加 死時間間隔從而允許患者呼氣和吸氣并在隨后的屏住呼吸期間繼續 進行信號采集。通過這種方式，已知的磁共振成像系統的性能不受該 間隔的限制，在該間隔期間要檢査的患者能夠屏住他或她的呼吸。但 是，額外的死時間間隔的引入增加了產生磁共振圖像所需要的總掃描 時間。本發明的一個目的是提供一種減少了數據采集所需要的時間間 隔的磁共振成像系統。這個目的在本發明的一種磁共振成像系統中獲得，該系統包括 信號采集系統，用于采集磁共振信號；重建器，用于根據所采集的磁共振信號重建一個或多個磁共振圖 像；禾口控制器，用于控制信號采集系統和重建器，其中將所述控制器布置為控制信號采集系統和/或重建器以執行與磁共振信號的實際 采集分幵的輔助活動。從實際信號采集中分離出輔助活動(overhead activities)能 更加有吋間效率地執行實際信號采集。即，在較短的時間間隔期間可采集指定數量的磁共振信號，或者在指定時間間隔期間可采集更多的 磁共振信號。特別地，在要檢査的患者的各個屏住呼吸期間，可采集 數量相對大的磁共振信號。這減少了磁共振圖像中呼吸運動偽影的產 生風險，或者甚至使該風險在信號采集期間有太多運動產生時不足以 使得必須進行重新掃描。參照從屬權利要求中限定的實施例將進一步清楚本發明的這些 及其它方面。輔助活動涉及在信號采集之前需要執行的準備步驟。實踐中，這些準備歩驟包括例如調整中心解調頻率(f0-判斷)，設置接收器增益 和在穩態MR采集序列(例如平衡FFE)中優化翻轉角。輔助活動例 如還涉及任意(部分)重建活動和/或所采集的磁共振信號的(反向) 傅立口十變換或混淆磁共振信號 (aliases magnetic resonance signal)的展開。還包括在輔助活動中的是與成像處理的結束有關的 掃描完成處理。這些掃描完成處理包括例如掃描參數的記錄、寫圖像 數據到磁盤或(再)分配內存。根據本發明的特定方面，信號采集包 括采集與各個不同圖像對比度相關的(多組)磁共振信號。與不同對 比度的這些采集有關的輔助活動與實際信號采集分開。因此，不同對 比度的信號采集可以在較短的時間間隔內執行，特別是在患者的屏住 呼吸期間內。當輔助活動與信號采集分開較大范圍時，需要的時間間 隔較短，或在給定的時間間隔內可采集更多的(多組)磁共振信號。 即，當大部分輔助活動與信號采集分開時，已經獲得了信號采集時間 效率的明顯改善。在一些實例中，將較小部分的準備步驟保留到在信 號采集時間間隔內執行。根據本發明的再一個方面，根據所采集的磁共振信號重建多個磁 共振圖像是并行執行的。通過這種方式，在實際信號采集期間，采集 了代表了不同的對比度類型的磁共振信號，例如Tl對比度和T2對比 度。在實際信號采集之后，各個不同對比度的磁共振圖像以并行方式 重建。即，各個不同的磁共振圖像是根據各組攜帶不同對比度信息的 磁共振信號同時重建的。在單個屏住呼吸期間采集各個不同對比度的 磁共振信號還減少了在不同屏住呼吸之間校正橫截面切片重合失調的需要。根據本發明的另一個方面，準備步驟是與實際信號釆集分開執行 的，從而在時間臨界采集窗口期間沒有用于這種輔助活動的時間損失。 一個示例是在T1和T2掃描之前，在一次屏住呼吸中用與另一次 屏住呼吸中分開執行的準備步驟獲得Tl和T2對比度掃描。使重建暫 停直至屏住呼吸之后或并行。通過這種方式，本發明能對于這些掃描 的輔助活動，在實際信號采集期間沒有時間損失地執行多重掃描(例 如，在屏住呼吸中)。優選地，與實際信號采集相比，準備步驟是在 相同條件下執行的，準備步驟與實際信號采集相關。這實現了準備與 信號采集精確地對應，特別地，準備步驟精確地涉及從其采集磁共振 信號的要檢查的患者的相同部分(例如橫斷切片或厚片)。本發明還涉及如方法權利要求限定的磁共振成像方法。本發明的 這種磁共振成像方法獲得了更多的時間效率采集磁共振信號。本發明 還涉及如計算機程序權利要求限定的計算機程序。本發明的計算機程 序可設置在數據載體上例如CD-ROM盤，或者本發明的計算機程序可 以從數據網絡例如萬維網下載。當安裝在包括在磁共振成像系統內的 計算機內時，磁共振成像系統能根據本發明運行并獲得更多的磁共振 信號的有時間效率的采集。將參照此后描述的實施例及附圖闡述本發明的這些及其它方面，其中

圖1概略地示出了了本發明采用的磁共振成像系統。圖1概略地示出了了本發明采用的磁共振成像系統。該磁共振系 統包括一組主線圈10，由此產生穩定的、均勻的磁場。主線圈以例 如這樣的方式構造，它們圍成隧道形的檢查空間。把要檢查的患者放 在患者載體上，該載體滑進這個隧道形的檢查空間內。磁共振成像系 統還包括很多梯度線圈11， 12，由此產生呈現出空間變化的磁場， 特別地以在各個方向上的時間(temporary)梯度的形式，從而重疊 在均勻磁場上。梯度線圈ll， 12連接到可控電源單元21。通過電源 單元21施加電流來激勵梯度線圈11， 12;為此，電源單元與電子梯梯度線圈施加電流從而產生適當時間形狀的梯 度脈沖(也稱為'梯度波形')。通過控制電源單元來控制梯度的強度、方向和持續時間。磁共振成像系統還包括發射和接收線圈13， 16， 其分別用于產生RF激勵脈沖和拾取磁共振信號。發射線圈13優選地 構造成體線圈13 (body coil)由此可包圍(一部分)要檢查的對象。 該體線圈通常以這樣的方式布置在磁共振成像系統內，即當他或她被 布置在磁共振成像系統內時要檢查的患者30被體線圈13包圍。該體 線圈13用作發射天線來發射RF激勵脈沖和RF再聚焦脈沖。優選地， 該體線圈13與發射的RF脈沖(RFS)的空間均勻強度分布有關。同 樣的線圈或天線通常可交替地作為發射線圈和接收線圈使用。而且， 該發射和接收線圈通常為線圈形狀，但是該發射和接收線圈用作RF 電磁信號的發射和接收天線的其它幾何形狀也是可行的。該發射和接 收線圈13連接到電子發射和接收電路15。應當注意到，或者可能使用單獨的接收和/或發射線圈16。例如， 表面線圈16可用作接收和/或發射線圈。這種表面線圈在相當小的體 積內具有高靈敏度。接收線圈，例如表面線圈，連接到解調器24， 并且所接收的磁共振信號(MS)通過解調器24解調。解調后的磁共 振信號(DMS)被施加到重建單元。該接收線圈連接到前置放大器23。 該前置放大器23放大接收線圈16接收到的RF共振信號(MS)并且 放大后的RF共振信號被施加到解調器24。該解調器24對放大后的 RF共振信號進行解調。解調后的共振信號包含與將要成像的對象的 部分內的局域自旋密度有關的實際信息。而且，該發射和接收電路 15連接到調制器22。該調制器22與發射和接收電路15激活發射線 圈13，從而發射RF激勵和再聚焦脈沖。重建單元根據解調后的磁共 振信號(DMS)導出一個或更多圖像信號，該圖像信號表示要檢查的 對象的被成像部分的圖像信息。重建單元25實際上優選地構造為數 字圖像處理單元25，其被編程為從解調后的磁共振信號導出圖像信 號，該圖像信號表示要被成像的對象的部分的圖像信息。該信號輸出 在重建監視器26上，從而監視器能顯示磁共振圖像。或者，可能在 緩存單元27中存儲來自重建單元25的信號以等待進一步的處理。根據本發明的磁共振成像系統還設置有控制單元20形式的控制 器，例如為包括(微)處理器的計算機形式。該控制單元20控制RF 激勵的執行和時間梯度場的施加。為此，根據本發明的計算機程序被 裝載入，例如控制單元20和重建單元25。現在討論本發明實現方式的示意性實例。作為示例，考慮用笛卡 爾k空間采樣的兩個不同的3D成像序列。這樣，在屏住呼吸期間連 接3D平衡FFE (B-FFE)和3D TSE。在兩個序列中，SENSE用在兩個 相位編碼方向中。這樣，SENSE在整個身體上產生線圈元件分布的最 優應用。3DB-FFE使用下述參數SENSE-factor 16 (8/4xRL， 4xFH) ， FOV 520x260 ，掃描矩陣 384x192 ， 160個2mm的橫向切片， TR/TE/Flip=4. 7ms/2.3ms/60"，掃描時間 10秒。FH覆蓋范圍 (FH-coverage)為320,。 3D TSE序列使用下述參數SENSE-factor 16 (4xRL， 4xFH) ， FOV 520x260，掃描矩陣384x192， 40個6mm的橫向切 片，TR/TE二277ms/60ms， TSE因子35，半掃描0.725，掃描時間10 秒。ra覆蓋范圍為240mm。在兩個系列中的兩個序列的總成像時間約 為20秒，并且在一次屏住呼吸期間執行。使用的線圈包括10xllcm2的兩個4x4網格的同樣的矩形線圈元 件。該線圈被設計成足夠柔韌從而能圍繞患者纏繞，允許改善信號接 收。該線圈連接到MR掃描器的32通道接收系統。SENSE-factor (最 多32)允許比當前使用的SENSE-factor最多2的序列更大的體積覆 蓋。在一次屏住呼吸中組合多個對比度可以是腹部MRI中的主要突 破。患者屏住呼吸的數量可以大量地減少從而導致增加患者的舒適度 并允許明顯較短的檢査時間。在一次屏住呼吸中采集多個對比度改善 了在不同的屏住呼吸之間可能的切片重合失調問題。這將便于診斷閱 讀以及基于多參數數據的分割方法。本發明還可應用到TL-FFE和脂 肪抑制序列中。對比度掃描還可包括對比度增強掃描，同樣在造影劑注射期間或 之后。
權利要求
1、一種磁共振成像系統，包括信號采集系統，用于采集磁共振信號；重建器，用于根據所采集的磁共振信號重建一個或更多個磁共振圖像；和控制器，用于控制所述信號采集系統和所述重建器，其中將所述控制器布置為控制所述信號采集系統和/或所述重建器以執行與所述磁共振信號的實際采集分開的輔助活動。
2、 如權利要求1所述的磁共振成像系統，其中 將所述信號采集系統布置為采集表示各個不同對比度的多組磁共振信號，并且將所述控制器布置為執行與表示各個不同對比度的所述多組磁 共振信號的實際采集分開的與所述各個對比度相關的輔助活動。
3、 如權利要求1所述的磁共振成像系統，其中，所述輔助活動 包括在所述磁共振信號的實際采集之前所述信號采集系統的準備。
4、 如權利要求1或2所述的磁共振成像系統，其中，所述輔助 活動包括根據所采集的磁共振信號重建圖像數據。
5、 如權利要求3所述的磁共振成像系統，其中 將所述控制器布置為控制所述成像處理，該成像處理為設置所述信號采集系統，采集磁共振信號，重建一個或更多個圖像，所述輔助活動包括結束所述成像處理，該成像處理為設置所述信 號采集系統，采集磁共振信號并重建所述磁共振圖像。
6、 如權利要求1所述的磁共振成像系統，其中，將所述控制器布置為使以下操作暫停和/或并行(i) 在完成了對用于那個/那些磁共振圖像的所述磁共振信號的 采集之后，重建多個磁共振圖像，和/或(ii) 結束所述各個磁共振圖像的所述成像處理。
7. 如權利要求1或2所述的磁共振成像系統，其中，將所述控 制器布置為使以下操作暫停(i) 在完成了一個或更多個磁共振圖像的所述磁共振信號的準 備之后，進行信號采集，和/或(ii) 結束所述各個磁共振圖像的所述成像處理。
8. 如權利要求2所述的磁共振成像系統，其中，將所述控制器布 置為在相同條件下執行所述信號采集的準備和所述實際信號采集。
9. 一種磁共振成像方法，包括 采集磁共振信號；根據所采集的磁共振信號重建一個或更多個磁共振圖像；和 控制所述信號采集和所述重建，其中控制所述信號采集和/或所述重建以執行與所述磁共振信號 的實際采集分開的輔助活動。
10. —種計算機程序，包括用于執行如下操作的指令 控制磁共振信號的信號采集和磁共振圖像的重建，其中 控制所述信號采集和/或所述重建以執行與所述磁共振信號的實際采集分開的輔助活動。
全文摘要
一種磁共振成像系統，包括信號采集系統，用于采集磁共振信號。重建器根據所采集的磁共振信號重建磁共振圖像。控制信號采集系統和/或重建器執行與磁共振信號特別是對于不同對比度類型的實際采集分開的輔助活動。因此，獲得了用于多個對比度的有時間效率的信號采集。
文檔編號G01R33/54GK101263399SQ200680033460
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月8日 優先權日2005年9月15日
發明者J·A·奧弗韋格, J·F·L·德貝克爾, P·博爾納特, R·M·霍格費恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司