在具有dixon脈沖序列的pet/mr成像中的基于mr的衰減校正的制作方法
【技術領域】
[0001]下文總體上涉及醫學成像。其具體應用于與磁共振(MR)成像相結合，以提供用于正電子發射斷層攝影(PET)成像的衰減校正，并且將具體參考其進行描述。然而，應當理解，還具體應用與其他使用場景，不一定限于上述應用。
【背景技術】
[0002]在PET成像中，對象被注射有通常基于代謝活動通過吸收靶向特定組織的放射性藥物。當放射性藥物衰變時，與電子接觸煙滅的正電子被發射，以形成沿響應線(LOR)相對180°發射的一對光子。所發射的伽瑪光子由圍繞對象的PET探測器記錄。根據所記錄的伽瑪光子來計算煙滅事件的位置，所述伽瑪光子提供由放射性藥物靶向的組織的圖像。所發射的光子受到通過吸收或偏轉由煙滅事件的點和探測器之間的組織的密度的影響。所記錄的存在于組織中的放射性藥物的量從沿LOR的組織密度的實際量衰減。用于PET圖像數據的衰減的校正尋求利用用于被成像對象的衰減校正圖在每個體素上準確識別組織密度。
[0003]顯影衰減校正圖已經利用例如CT掃描器的X射線輻射設備來執行，其中所記錄的X射線輻射衰減或傳輸水平被用于重建與組織密度強烈相關的圖像。較新的技術尋求使用磁共振系統(基于MR的衰減校正-“MRAC")，其避免對象暴露于X射線輻射。然而，磁共振成像并不會內在地區分組織密度。
[0004]水與脂肪圖像被用于針對組織分類來將組織分割。用于同時獲得水與脂肪圖像的當前MR技術(諸如Dixon或mDixon)通常被優化為在給定數據采集時間中產生最佳可能的空間分辨率。在US公開號N0.2010/0052674中更全面描述的Dixon技術中，同相圖像(0°)和反相圖像(180°)根據在被定時的脈沖序列中的兩個回波時間上收集的數據重建，從而使水與脂肪之間的相位差通常在第一回波時間處為180°并且在第二回波時間處為0° (或360°)。在國際專利申請PCT/IB2010/050745中更全面描述的mDixon技術中，在第一回波時間和第二回波時間處的水與脂肪之間的相位差上的限制被放寬，允許具有不同于0°和180°的水與脂肪之間的相位差的兩個任意回波時間。
[0005]在Dixon技術中，可能經歷長的TR(重復時間)，這導致長的數據采集時間。例如，在對全身圖像的位置進行成像時，收集所有數據所需的時間超過典型的對象保持他或她的呼吸的能力，導致由呼吸運動引起的圖像偽影，并且因此導致在體素水平上的衰減圖中的組織錯誤分類。
[0006]典型的PET系統提供22mm的分辨率，而典型的MR實現< Imm的分辨率。結果，MR系統通常在衰減圖中以更高的分辨率對組織的每個體素進行分類，所述衰減圖隨后被聚集、均分、插值等，以繪制為較粗的分辨率的PET系統來執行衰減校正。
【發明內容】
[0007]下文公開了一種在PET/MR成像中的針對基于MR的衰減校正的新的和改進的MR定時優化，其解決了上述問題及其他問題。
[0008]根據一個方面，一種醫學成像系統包括核成像系統、定時優化單元、磁共振(MR)掃描器、MR重建單元和衰減圖單元。所述核成像系統接收核衰變數據并基于被成像對象的接收到的核衰變數據和衰減圖來生成具有第一分辨率的至少一幅核圖像。所述定時優化單元，其選擇用于經修正的D i xon(mD i χοη)脈沖序列的第一回波時間和第二回波時間和足夠數量的重復時間(TR)，以生成具有至少所述第一分辨率的所述對象的圖像，其中，在所述第一回波時間和第二回波時間處的水與脂肪之間的相位角度差不等于0°和180°。所述MR掃描器向對象應用所述序列并接收來自所述對象的MR數據。所述MR重建單元基于所述MR數據重建至少一幅MR圖像。所述衰減圖單元基于重建后的MR圖像構造所述衰減圖。
[0009]根據另一方面，一種醫學成像方法包括接收核衰變數據并基于被成像對象的接收到的核衰變數據和衰減圖來生成具有第一分辨率的至少一幅圖像。選擇第一回波時間和第二回波時間用于經修正的DixonUDixon)脈沖序列，并且選擇足夠數量的重復時間(TR)，以生成具有至少所述第一分辨率的所述對象的圖像，其中，在所述第一回波時間和第二回波時間處的水與脂肪之間的所述相位角度差不等于0°和180°。所述mDixon脈沖序列被應用至對象，并且從所述對象接收MR數據。根據接收到的MR數據重建至少一幅解剖MR圖像。基于重建后的至少一幅解#_R圖像來構造所述發減圖。
[0010]根據另一方面，一種醫學成像系統包括磁共振(MR)掃描器、MR重建單元、MR組織分類單元、衰減圖單元和PET重建單元。所述MR掃描器向對象應用經修正的Dixon (mDixon)脈沖序列并接收MR數據，所述MR數據表示在所選擇的第一回波時間和所選擇的第二回波時間處的對象的至少一部分，其中，在所述第一回波時間和第二回波時間處的水與脂肪之間的相位角度差不等于0°和180°。所述MR重建單元根據接收到的MR數據重建水圖像和脂肪圖像。所述MR組織分類單元基于所述水圖像和所述脂肪圖像對組織進行分類。所述衰減圖單元基于經分類的組織和經分配的衰減值來構造衰減圖。所述PET重建單元將經構造的衰減圖配準到表示對象的至少一部分的接收到的核衰變數據，并基于接收到的核衰變數據和經配準的衰減圖重建至少一幅圖像。
[0011]根據另一可選擇的方面，一種醫學成像系統，其包括
[0012]定時優化單元，其被配置為選擇:1)用于UTE(超短回波時間)脈沖序列的第一回波時間和用于經修正的DixonUDixon)脈沖序列的第二回波時間，以及ii)足夠數量的重復時間，以生成具有至少第一分辨率的被成像對象的磁共振(MR)圖像，其中，在第二回波時間處的水與脂肪之間的相位角度差不等于180°。
[0013]換言之，在該備選實施例中，與前面提到的mDixon方案被用于兩個回波時間的其他實施例相比，所述UTE方案被用于第一回波時間，并且所述mDixon方案被用于第二回波時間。在這種“UTE+mDixon”的實施例中，在第一回波時間處的水與脂肪之間的所述相位角度差可以被允許大致為0°，而第二測量值的相位角度實質上分別不同于180°和0°。
[0014]一個優點是減少或消除了運動偽影。
[0015]另一優點在于更短的TR和數據采集時間。
[0016]另一優點包括精確的衰減校正的PET圖像。
[0017]另一優點在于回波時間選擇上的靈活性。另一優點在于在患者屏氣內在一個地點上采集MR數據的能力。
[0018]另一優點包括對各種MR掃描器類型的適用性。
[0019]另一優點在于信號取消的消除，如在反相圖像中出現的。
[0020]—些上述優點是通過利用在mDixon技術中的第一回波時間和第二回波時間的靈活選擇來實現的，這允許將用于衰減圖底層的任何需要的分辨率的MR圖像的這些回波時間和重復時間最小化。具體地，對于大于PET系統的分辨率的分辨率(S卩，分辨率足夠大以分辨感興趣解剖結構，例如皮質骨)，與Dixon技術相比較，如在本文中所使用的mDixon技術允許實質上降低回波時間、重復時間、以及因此的掃描時間，因為第二回波時間能夠被選擇為比第一同相回波時間短得多。mDixon技術允許省掉(根據傳統Dixon技術的)用于水與脂肪之間的相位差大約等于0°和180°的要求，因為該相位差要求通常導致更寬間隔的回波時間，以及因此導致脈沖序列的長的重復時間。
[0021]此外，在mDixon中，使用不同于180°和/或0°的相位差允許避免具有脂肪和水組分的體素中的信號取消，這繼而允許構造用于在PET中的基于MR的衰減校正的更精確的衰減圖。
[0022]作為如本文所提出的使用mDixon方案的其他優點，由于兩個回波不必精確地是0°和180°，它們間隔能夠更近。這甚至允許捕捉快速衰變分量(短T2*)，其將否則在傳統Dixon方案中通過第二回波被采集的時間不能被探測到。
[0023]本領域普通技術人員在閱讀和理解下面的詳細描述后將認識到其他優點。
【附圖說明】
[0024]本發明可以采取各種部件和部件的布置、以及各種步驟和步驟的布置的形式。附圖僅用于說明優選實施例的目的，不應被解讀為限制本發明。
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