CN111670370A - 具有脂肪/水分离的mri - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁共振成像***(100)。所述磁共振成像***(100)包括存储器(134)和处理器(130)。存储器(134)存储机器可执行指令(140)、第一脉冲序列命令(142)和第二脉冲序列命令(144)。由处理器(130)对机器可执行指令(140)的执行使所述处理器(130)控制所述磁共振成像***(100)以使用所述第一脉冲序列命令(142)来采集识别磁共振数据(146)。识别磁共振数据(146)在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的。成像磁共振数据(148)使用所述第二脉冲序列命令(144)来采集。磁共振图像(150)使用成像磁共振数据(148)来重建。所述识别磁共振数据(146)被用于在每体素基础上确定用于重建的成像磁共振数据(148)是否主导地由水或脂肪引起。

Description

具有脂肪/水分离的MRI
技术领域
本发明涉及磁共振成像，特别地涉及Dixon磁共振成像。
背景技术
大静态磁场由磁共振成像(MRI)扫描器用于对齐原子的核自旋，作为用于产生患者的身体内的图像的流程的部分。该大静态磁场被称为B0场。
在MRI扫描期间，由发射器线圈生成的射频(RF)脉冲引起对局部磁场的干扰，并且由核自旋发射的RF信号由接收器线圈检测到。这些RF信号被用于构建MRI图像。这些线圈还可以被称为天线。此外，发射器和接收器线圈还可以被集成到执行这两个功能的单个收发器线圈中。应理解，术语收发器线圈的使用还指代其中使用分离的发射器和接收器线圈的***。发射的RF场被称为B1场。
MRI扫描器能够构建要么切片要么体积的图像。切片是仅是一个体素厚的薄体积。体素是平均MRI信号的小体积，并且表示MRI图像的分辨率。体素在本文中还可以被称为像素。
磁共振成像的Dixon方法包括用于产生分离的水和脂类(脂肪)图像的技术的族。诸如但不限于两点Dixon方法、三点Dixon方法和六点Dixon方法的各种Dixon技术在本文中被统称为Dixon技术或方法。水和脂肪图像的重建要求相位误差(极大地归因于B0不均匀性)的足够的操纵，以防止水和脂肪信号的交换。
描述Dixon技术的术语是公知的并且已经是许多综述文章的主题并且存在于关于磁共振成像的标准文本中。例如，Bernstein等人的“Handbook of MRI Pulse Sequences”(2004年由Elsevier Academic Press公布的)在857页到887页上包含一些Dixon技术的综述。
发明内容
本发明在独立权利要求中提供一种磁共振成像***、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给定实施例。
根据本发明，识别磁共振数据表示被检查的对象中的相应体素中的主导化学物质，特别是水或脂肪。在一个实施方式中，识别图可以根据所述识别磁共振数据生成。识别图在每体素基础上表示主导化学物质，特别是水或脂肪。根据成像磁共振数据对磁共振图像的重建使用识别作为重建中的(先验)约束来完成。尽管识别磁共振数据可以在成像磁共振数据的采集之前(作为预扫描)、期间(例如交错)、或者之后采集，但是识别图在重建所述磁共振图像时是可用的。关于相应体素中的主导化学物质(特别是水或脂肪(脂类))的先验信息的使用减轻涉及水-脂肪分离的磁共振图像的重建中的水-脂肪交换，例如通过Dixon水-脂肪分离方法。
识别磁共振数据可以使用第一脉冲序列命令采集，所述第一脉冲序列命令生成编码针对化学物质的识别磁共振信号以及空间编码的识别采集序列。反转恢复(IR)采集序列是采集识别磁共振信号的第一脉冲序列命令的适合的实施方式，所述识别磁共振信号包含基于纵向松弛时间(T1)之间的差对主导化学物质的编码。
在一个方面中，本发明涉及一种磁共振成像***。所述磁共振成像***包括存储器，其存储机器可执行指令、第一脉冲序列命令和第二脉冲序列命令。所述第一脉冲序列命令被配置为采集识别磁共振数据，其在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的。所述第二脉冲序列命令被配置为采集另外的磁共振数据。所述磁共振成像***还包括用于控制所述磁共振成像***的处理器。由所述处理器对所述机器可执行指令的执行使所述处理器控制所述磁共振成像***以使用所述第一脉冲序列命令采集识别磁共振数据。此外，所述成像磁共振数据使用所述第二脉冲序列命令采集。磁共振图像使用所述另外的磁共振数据重建。所述识别磁共振数据被用于在每体素基础上确定用于重建的成像磁共振数据是否主导地由水或脂肪引起。
根据实施例，所述成像磁共振数据包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列命令采集的Dixon磁共振数据。
例如，提供了一种用于从成像区采集Dixon磁共振数据的磁共振成像***。Dixon磁共振数据是已经使用用于磁共振成像的Dixon技术或者协议采集的磁共振数据。针对MRI的Dixon型方法、单点Dixon数据采集以及多点Dixon数据采集(即，单回波时间以及多回波时间Dixon数据采集)是用于水和脂肪分离的技术。其可以特别地被用于MRI图像中的脂肪抑制。
当执行磁共振成像时，能够存在由于感应涡流和磁共振成像***中的其他缺陷而引入的相位误差。当执行诸如Dixon磁共振成像协议的成像技术时，在相位中犯错误能够导致水或脂肪区域不适当地识别，从而导致图像伪影，其通常被称为脂肪/水交换。
实施例可以具有提供更鲁棒的水/脂肪分离同时避免水/脂肪交换的有益效果。
由Dixon建议的原始方法基于利用经修改的自旋回波脉冲序列来采集两幅分离的磁共振图像。两幅图像之一是具有同相的水和脂肪信号的常规自旋回波图像，而针对另一图像，磁共振数据使用稍微移位的读出梯度采集，使得水和脂肪信号为180°异相。根据这两幅图像，可以生成仅水图像和仅脂肪图像。仅水图像可以被用于使用针对临床MRI的重要和广泛使用的成像选项的脂肪抑制。
然而，Dixon型方法仍然具有限制。对所有Dixon方法固有的是由于相位编码的自然模糊性和采用的优化方法到局部最小值的收敛而引起水/脂肪交换的伪影。在这种情况下，数学计算能够收敛到错误的实体，即，当期望仅水图像时，产生仅脂肪图像。该现象被称为水/脂肪交换。水/脂肪交换可以特别地在如颈部的高度不均匀区中并且在金属硬件周围发生。
因此，Dixon方法例如对能够导致图像中的水/脂肪交换的B0不均匀性敏感。由于当仅一种化学物质(即，水或脂肪)主导来自体素的信号时B0不均匀性创建自然模糊性，因此水/脂肪交换发生。在这种情况下，脂肪信号是可与水信号区别的。换句话说，可以明白地确定正确信号强度并且因此图像强度。然而，其可以保持不清楚，而无论相应信号强度是否由水或脂肪引起。因此，水/脂肪分离方法的成功极大地取决于其避免这样的水/脂肪交换的能力。
这样的B0不均匀性可以表现为采集的Dixon图像中的相位误差。在没有适当的相位校正的情况下，如由Dixon最初提出的简单加法和减法方法导致不完全的水和脂肪分离，因此使Dixon技术对磁场不均匀性敏感。
例如，同相信号S同包括水信号S水和脂肪信号S脂肪的总和，而异相信号S异包括水信号S水和脂肪信号S脂肪的差。可以使用信号的绝对值以便仅考虑强度，即，|S同|＝|S水+S脂肪|＝S水+S脂肪。然而，在S异的情况下，模糊性保持：|S同|＝|S水-S脂肪|＝S水-S脂肪，如果S水>S脂肪；或|S同|＝|S水 - S脂肪| ＝ S脂肪 - S水，如果 S脂肪 > S水。
绝对值仅提供关于体素的最大组分的幅度的信息。因此，额外信息被要求以便确定相应最大组分是脂肪还是水。存在现有技术中讨论的多个不同的复杂技术来解决该问题。例如，多个自旋回波可以使用在多点Dixon技术中。然而，甚至这些多点Dixon正保持经受类似问题。因此，所有基于Dixon的脂肪抑制序列必须使用一些复杂算法做出关于水与脂肪的猜测。
在加法或者减法之前获取信号的绝对值，水和脂肪分离可以实际上在体素水平上已经是正确的，而不需要知道实际相位误差。真实问题在对相加或相减结果是否在体素水平上对应于水或脂肪做出正确二进制选择中是相当的。
根据实施例，关于主导化学物质的该信息是经由额外扫描获得的，所述额外扫描例如在Dixon数据采集和处理之前执行。备选地，其可以在Dixon数据采集和处理期间或者甚至在Dixon数据采集之后执行。该额外扫描在本文中被称为“预扫描”。“预扫描”是在本文中用于区分相应数据采集和/或来自使用Dixon协议的数据采集的采集的数据和/或得到的“Dixon”磁共振数据的标签。根据实施例，识别扫描可以包括具有所选择的反转时间的基于反转恢复自旋回波的扫描，使得在激励时所述脂肪是正并且水是负的，或者反之亦然。这能够导致相对于最后图像中的水主导体素具有180°相反相位的脂肪主导体素。由于基于自旋回波的序列被使用，因此最后图像中的相位不受B0不均匀性影响。因此，识别哪些体素是脂肪主导的并且哪些体素是水主导的可以变得直接。
如本文所使用的脉冲序列命令涵盖命令或者可以转换为用于控制所述操作的命令的数据。“识别扫描”和“Dixon”是用于区分产生于执行不同的脉冲序列命令组的不同的数据组的标签。
如果已知哪些体素是“脂肪”主导的(即，其中，存在比水更多的脂肪)并且哪些体素是“水”主导的(即，其中，存在比脂肪更多的水)，则可以解决Dixon类型方法的该一般缺点，即，防止水/脂肪交换的要求。由预扫描数据所提供的该信息可以随后地被用于解决Dixon模糊性问题并且因此甚至在具挑战性的情况下导致没有水/脂肪交换的图像，如例如大FOV或隔离身体部分。换句话说，识别扫描信息可以允许找到针对Dixon方法的正确B0场图。
可以根据体素执行脂肪和水主导体素的识别，而不要求来自其他体素的额外信息。因此，正确识别可以甚至在FOV内的隔离身体部分的情况下执行。
根据实施例，磁共振图像是使用根据Dixon磁共振数据计算的水信号重建的脂肪抑制水图像。根据实施例，磁共振图像是使用根据Dixon磁共振数据计算的脂肪信号重建的水抑制脂肪图像。
根据实施例，对识别磁共振数据的采集在对Dixon磁共振数据的采集之前执行。
根据实施例，对识别磁共振数据的采集在对Dixon磁共振数据的采集期间执行。
根据实施例，对识别磁共振数据的采集在对Dixon磁共振数据的采集之后执行。
实施例可以包括以下工作流程：
通过识别扫描来采集磁共振数据，所述识别扫描针对所述体素中的每个来识别主导化学物质，即，水或脂肪；
执行Dixon磁共振数据采集；
使用所述Dixon磁共振数据重建仅脂肪或水图像，在相位模糊性的情况下，使用每体素关于主导化学物质的信息来解决其。
备选地，对数据的采集可以被包括在Dixon扫描中。作为范例，人们可以将具有反转脉冲的较低分辨率的一个额外采集添加到两点Dixon快速自旋回波(Dixon-TSE)扫描，导致2.5点Dixon-TSE。换句话说，“识别扫描”可以在Dixon磁数据采集之前或者在Dixon磁数据采集期间执行。
根据实施例，所述Dixon协议是单点Dixon协议。
根据实施例，所述Dixon协议是多点Dixon协议。
根据实施例，所述第一脉冲序列命令被配置为使用反转恢复自旋回波序列来采集所述识别磁共振数据。
基于反转恢复自旋回波的扫描可以被用于确定哪些体素是脂肪主导的(即，具有比水组织更多的脂肪组织)，并且哪些体素是水主导的(即，具有比脂肪组织更多的水)。
根据实施例，反转恢复自旋回波序列是反转恢复快速自旋回波。
反转恢复(IR)自旋回波序列是指在180°RF脉冲之前的自旋回波(SE)脉冲序列。自旋回波序列通常包括跟随有一个或多个180°重新聚焦脉冲的切片选择性90°脉冲。换句话说，SE序列可以被指代为{90°-180°-回波}，而IR序列可以被提供为180°-{90°-180°-回波}。180°反向脉冲与90°脉冲之间的时间被称为反转时间(TI)。重复时间(TR)和回波时间(TE)被定义为其用于自旋回波。由于180°反向脉冲，所有组织(即，化学物质)的初始纵向磁化被反转到相对于主磁场B0的相反取向。在TI间隔期间，这些反转化学物质经历T1弛豫，寻求重新建立沿着+z方向的磁化。当自旋回波信号生成开始时(即，在90°脉冲处)，不同的化学物质的初始纵向磁化取决于其不同的固有T1弛豫时间而分离。分离度并且因此所得的图像对比度可以通过改变IR自旋回波脉冲序列中的TI参数来控制。额外的对比效果可以通过改变TR和/或TE来获得。
TSE脉冲序列类似标准自旋回波脉冲序列，其中，其使用在单个90°脉冲之后的一系列180°重新聚焦脉冲以生成一连串回波。在简化符号中，标准SE脉冲序列可以被提供为{90°-180°-回波}，而TSE脉冲序列可以采取形式{90°-180°-回波-180°-回波-180°-回波-180°-回波…}。反转恢复快速自旋回波可以由180°-{90°-180°-回波-180°-回波-180°-回波-180°-回波…}提供。使用TSE脉冲序列，针对回波中的每个的相位编码梯度被改变，而标准多回波序列收集具有相同相位编码的串中的所有回波。作为改变回波之间的相位编码梯度的结果，k空间的多条线(即，相位编码步骤)可以使用TSE脉冲序列在给定重复时间内采集。
根据实施例，执行自旋回波反转恢复型识别扫描，其中，反转时间引起针对水和脂肪主导体素的不同相位。反转时间被设定为使得在RF激励期间脂肪是正的，而水针对预扫描是负的(或者反之亦然)。这样，相位差允许分别识别水和脂肪主导体素。根据在后续Dixon采集序列(特别地多回波时间Dixon采集序列)中采集的磁共振信号，水和脂肪分离利用来自识别扫描的信息来完成。由于从所述识别扫描数据已知哪些体素是水主导并且哪些体素是水主导的，Dixon方法的一般相位模糊可以容易地解决并且水/脂肪交换被防止。
在基于自旋回波的序列的情况下，最后图像中的相位可能不受B0不均匀性影响。基于自旋回波的序列通常包括90°脉冲和后续180°脉冲。90°脉冲首先将这些自旋倾斜到横平面中。由于局部显微场可以稍微不同，因此一些自旋组可以更快地进动并且获得相对于其它自旋的相位。180°脉冲在其头部转动整个***。在该翻转之后，具有连续的演变的更快的进动自旋最终赶上更慢的自旋。这在对应于自旋回波的中心的时间处发生。除了回波中心之外，更快的自旋再一次使更慢的自旋落后，从而导致所述***的移相。
基于自旋回波的序列的180°脉冲导致不动自旋的重新聚焦，其相位已经通过恒定场失真和不均匀性散射。因此，180°脉冲可以校正任何原因的主磁场(即，B0场)中的缺陷。
根据实施例，识别磁共振数据的分辨率低于Dixon磁共振数据的分辨率。根据实施例，当每体素关于主导化学物质的信息在比用于Dixon方法的分辨率更粗的分辨率(例如，近似5至10mm)上由预扫描提供时，其可以是足够的。
根据实施例，等于Dixon磁共振数据的分辨率的识别磁共振数据的分辨率可以通过内插生成并且被用于处理所述Dixon磁共振数据。
在另一方面中，本发明涉及一种用于控制磁共振成像***的方法。所述磁共振成像***包括存储器和处理器。所述存储器存储机器可执行指令、第一脉冲序列命令和第二脉冲序列命令。所述第一脉冲序列命令被配置为采集识别磁共振数据，所述识别磁共振数据在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的。所述第二脉冲序列命令被配置为采集另外的磁共振数据。由所述处理器对所述机器可执行指令的执行使所述处理器控制所述磁共振成像***以执行方法。所述方法包括使用所述第一脉冲序列命令来采集所述识别磁共振数据。所述成像磁共振数据使用所述第二脉冲序列命令来采集。磁共振图像使用所述另外的磁共振数据来重建。所述识别磁共振数据被用于在每体素基础上确定用于重建的成像磁共振数据是否主导地由水或脂肪引起。
根据实施例，所述成像磁共振数据包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列命令采集的Dixon磁共振数据。
根据实施例，重建图像是以下中的一项或多项：脂肪抑制图像、水抑制图像、或混合水/脂肪图像(例如，所谓的同相或者异相图像)。
根据实施例，所述第一脉冲序列命令被配置为使用反转恢复自旋回波序列采集所述识别磁共振数据。
在另一方面中，本发明涉及一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括机器可执行指令、第一脉冲序列命令和第二脉冲序列命令。所述第一脉冲序列命令被配置为采集识别磁共振数据，所述识别磁共振数据在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的。所述第二脉冲序列命令被配置为采集另外的磁共振数据。由控制磁共振成像***的处理器对所述机器可执行指令的执行还使所述处理器控制所述磁共振成像***以使用所述第一脉冲序列命令来采集所述识别磁共振数据。所述成像磁共振数据使用所述第二脉冲序列命令来采集。磁共振图像使用所述另外的磁共振数据来重建。所述识别磁共振数据被用于在每体素基础上确定用于重建的成像磁共振数据是否主导地由水或脂肪引起。
根据实施例，所述成像磁共振数据包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列命令采集的Dixon磁共振数据。
根据实施例，重建图像是以下中的一项或多项：脂肪抑制图像、水抑制图像、或混合水/脂肪图像(例如所谓的同相或者异相图像)。
根据实施例，所述第一脉冲序列命令被配置为使用反转恢复自旋回波序列来采集所述识别磁共振数据。
应当理解，本发明的上述实施例中的一个或多个能够被组合，只要所组合的实施例不互相排斥。
如本领域的技术人员将认识到的，本发明的各个方面可以实现为装置、方法或计算机程序产品。相应地，本发明的各个方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例(在本文中总体上全部可以被称为“电路”、“模块”或“***”)的形式。此外，本发明的各个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文使用的“计算机可读存储介质”涵盖任何可以存储可由计算设备的处理器执行的指令的有形存储介质。可以将计算机可读存储介质称为计算机可读非暂态存储介质。也可以将计算机可读存储介质称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储可以由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够经由网络或通信链路由计算机设备访问的各种类型的记录介质。例如，可以在调制调解器、因特网或局域网上检索数据。可以使用任何适当介质发送实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码，所述任何适当介质包括但不限于无线的、有线的、光纤线缆的、RF等或者前面的任何合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括具有实现在其中的计算机可执行代码的传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的部分。这样的传播的信号可以采取任何各种形式，包括但不限于电磁的、光学的或它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是这样的任何计算机可读介质：不是计算机可读存储介质，并且能够传达、传播或传输由指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合使用的程序。
“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可由处理器直接访问的任何存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的另外的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。
如本文中所使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包含多于一个的处理器或处理核。所述处理器可以例如是多核处理器。处理器也可以指在单个计算机***之内的或分布在多个计算机***之间的处理器的集合。术语计算设备也应当被解读为能够指每个包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可执行代码可以由可以在相同的计算设备之内或甚至可以分布在多个计算设备之间的多个处理器来执行。
计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的方面的操作的计算机可执行代码可以以一个或多个编程语言的任何组合来编写并且被编译为机器可执行指令，所述一个或多个编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或相似编程语言的常规过程性编程语言。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以采取高级语言的形式或者采取预编译的形式并且结合在工作时生成机器可执行指令的解读器一起被使用。
所述计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上(作为独立的软件包)、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，所述远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可以(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)对外部计算机进行连接。
参考根据本发明的实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图、图示和/或方框图来描述本发明的方面。将理解，当可应用时，能够通过采取计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或方框图的方框的每个方框或部分。还应理解，当互不排斥时，可以组合不同流程图、图示和/或方框图中的方框的组合。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或产生机器的其他可编程数据处理装置的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的单元。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指引计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式来工作，使得在计算机可读介质中存储的指令产生包括实施在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的指令的制品。
所述计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以令在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于在流程图和/或一个或多个方框图框中指定的功能/动作的过程。
如本文所使用的“用户接口”是允许用户或操作人员与计算机或计算机***交互的接口。“用户接口”还可以被称为“人机接口设备”。用户接口可以向操作人员提供信息或数据和/或从操作人员接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作人员的输入能够被计算机接收并且可以从计算机向用户提供输出。换言之，所述用户接口可以允许操作人员控制或操控计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作人员的控制或操控的效果。显示器或图形用户接口上的数据或信息的显示是向操作人员提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、踏板、有线手套、遥控器和加速度计对数据的接收全都是实现对来自操作人员的信息或数据的接收的用户接口部件的范例。
如本文所使用的“硬件接口”涵盖使得计算机***的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括但不限于：通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。
如本文所使用的“显示器”或“显示设备”涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪和头戴式显示器。
磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间使用磁共振装置的天线所记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。磁共振成像(MRI)图像或MR图像在本文中被定义为在磁共振成像数据内包含的原子数据的经重建的二或三维可视化。可以使用计算机执行该可视化。
附图说明
在以下将仅通过范例并且参考附图描述本发明的优选实施例，其中：
图1图示了磁共振成像***的范例；
图2示出了图示操作图1的磁共振成像***的方法的流程图；
图3示出了强度磁共振图像的范例；并且
图4示出了相位磁共振图像的范例。
附图标记列表
100 磁共振成像***
104 磁体
106 磁体的膛
108 成像区
109 感兴趣区域
110 磁场梯度线圈
112 磁场梯度线圈电源
114 射频线圈
116 收发器
118 对象
120 对象支撑体
126 计算机***
128 硬件接口
130 处理器
132 用户接口
134 计算机存储器
140 机器可执行指令
142 第一脉冲序列命令
142 第二脉冲序列命令
146 预扫描磁共振数据
148Dixon磁共振数据
150磁共振图像
具体实施方式
在这些附图中相似编号的元件或为等价元件或执行相同的功能。如果功能等价，则先前已经论述的元件将不必要在后面的附图中论述。
图1示出了具有磁体104的磁共振成像***100的范例。磁体104是具有通过其的膛106的超导圆柱型磁体。不同类型的磁体的使用也是可能的。例如，使用***式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者也是可能的。除了低温恒温器已经***为两个部分以允许进入磁体的等平面之外，***式圆柱形磁体与标准圆柱形磁体类似，这样的磁体可以例如结合带电粒子束治疗使用。开放式磁体具有两个磁体段，一个在另一个之上，之间有足够大的空间，以接收对象：两个段区的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是流行的，因为对象受较少约束。在圆柱形磁体的低温恒温器内，存在超导线圈的集合。在圆柱形磁体104的膛106内，存在成像区108，其中，磁场足够强并且一致以执行磁共振成像。感兴趣区域109被示出在成像区108内。通常针对感兴趣区域采集磁共振数据。对象118被示出为由对象支撑体120支撑，使得对象118的至少部分在成像区108和感兴趣区域109内。
在磁场的膛106内，还存在一组磁场梯度线圈110，其被用于采集磁共振数据，以对磁体104的成像区108内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈110被连接到磁场梯度线圈电源112。磁场梯度线圈110旨在是代表性的。通常地，磁场梯度线圈110包含用于在三个正交空间方向上空间编码的三个分离的线圈组。磁场梯度电源向磁场梯度线圈供应电流。供应到磁场梯度线圈110的电流被控制为时间的函数并且可以是斜变或脉冲的。
邻近于在成像区108的是用于操纵成像区108内的磁自旋的取向和用于从也在成像区108内的自旋接收无线电发射的射频线圈114。射频天线可以包含多个线圈元件。射频天线还可以被称为信道或天线。射频线圈114被连接到射频收发器116。射频线圈114和射频收发器116可以由分离的发送和接收线圈和分离的发射器和接收器替换。应理解，射频线圈114和射频收发器116是代表性的。射频线圈114旨在还表示专用发送天线和专用接收天线。同样，收发器116还可以表示分离的发射器和分离的接收器。射频线圈114还可以具有多个接收/发送元件并且射频收发器116可以具有多个接收/发送信道。例如，如果执行诸如SENSE的并行成像技术，则射频线圈114将具有多个线圈元件。
收发器116和梯度控制器112被示出为被连接到计算机***126的硬件接口128。计算机***还包括处理器130，其与硬件***128、存储器134和用户接口132通信。存储器134可以是对于处理器130可访问的存储器的任何组合。这可以包括诸如主存储器、高速缓冲存储器以及非易失性存储器(诸如闪速RAM、硬盘驱动器或者其他存储设备)的事物。在一些范例中，存储器134可以被认为是非瞬态计算机可读介质。
存储器134被示出为包含机器可执行指令140。机器可执行指令140使得处理器130能够控制磁共振成像***100的操作和功能。机器可执行指令140还可以使得处理器130能够执行各种数据分析和计算功能。计算机存储器134还被示出为包含第一脉冲序列命令142。
第一脉冲序列命令142被配置用于控制磁共振成像***100以从对象采集识别磁共振数据146，其在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的。第一脉冲序列命令144可以被配置为使用反转恢复自旋回波序列采集识别磁共振数据146。
计算机存储器134还被示出为包含第二脉冲序列命令144。第二脉冲序列命令144被配置用于控制磁共振成像***100以从对象采集成像磁共振数据，例如，根据Dixon磁共振成像协议的Dixon磁共振数据148。
第一脉冲序列命令142可以在对第二脉冲序列命令144的执行之前或者在对第二脉冲序列命令144的执行期间执行。根据实施例，第一脉冲序列命令142可以甚至在对第二脉冲序列命令144的执行之后执行。
计算机存储器134还被示出为包含执行第一脉冲序列命令142采集的识别磁共振数据146和执行第二脉冲序列命令144采集的Dixon磁共振数据148。
存储器134还被示出为包含使用Dixon磁共振数据148重建的磁共振图像150。识别磁共振数据146被用于在每体素基础上确定用于重建的Dixon磁共振数据148是否主导地由水或脂肪引起。根据实施例，磁共振图像150可以是脂肪抑制水图像或者水抑制脂肪图像。根据实施例，脂肪抑制水图像和水抑制脂肪图像可以重建并且包括存储器134。
图2示出了图示操作图1的磁共振成像***100的方法的流程图。在步骤200中，磁共振成像***100利用第一脉冲序列命令142控制以采集预扫描磁共振数据146。在步骤202中，磁共振成像***100利用第二脉冲序列命令142控制以采集另外的磁共振数据，例如，Dixon磁共振数据148。根据实施例，步骤200可以在步骤202之前、在步骤202期间或者在步骤202之后执行。在步骤204中，在步骤204中采集的Dixon磁共振数据148被用于重建磁共振图像150。磁共振图像150可以是脂肪抑制或水抑制图像或混合水/脂肪图像(例如，所谓的同相或者异相图像)。根据实施例，脂肪抑制或水抑制图像或混合水/脂肪图像(例如，所谓的同相或异相图像)重建。预扫描磁共振数据146被用于在每体素基础上确定用于重建的Dixon磁共振数据148是否主导地由水或脂肪引起，并且因此解决Dixon方法的相位模糊。
图3A-C示出了证明示范性掺杂水和向日葵脂肪相对于预扫描的示范性反转恢复自旋回波序列的反转时间(IR)的幅度(即，强度)行为的磁共振图像的范例。反转恢复自旋回波序列包括标准自旋回波序列。图4A-C示出了证明在图3A-C中所描绘的示范性掺杂水和向日葵脂肪的相位行为的磁共振图像的范例。对于IR 50ms，获得水与脂肪之间的清楚的π/-πrad＝180°相位差。基于该相位差，可以识别哪些体素是水主导的(π)而哪些是脂肪主导的(-π)。对于IR 75ms，未看到相位差，即，灰色指示0°。对于100ms，水与脂肪之间的清楚的π/-πrad＝180°相位差仅针对所描绘的样本的一半获得，而另一半未显示相位差。
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。
本领域技术人员通过研究附图、说明书和权利要求书，在实践要求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以满足权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定元件，但是这并不指示不能有利地使用这些元件的组合。计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信***分布。权利要求书中的任何附图标记都不得被解释为对范围的限制。

Claims (13)

1.一种磁共振成像***(100)，所述磁共振成像***(100)包括：
-存储器(134)，其存储机器可执行指令(140)、第一脉冲序列命令(142)和第二脉冲序列命令(144)，其中，所述第一脉冲序列命令(142)被配置为采集识别磁共振数据(146)，所述识别磁共振数据识别相应体素中的主导化学物质，所述主导化学物质具体地是水或脂肪，其中，所述第二脉冲序列命令(144)被配置为采集成像磁共振数据(148)，
-处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像***(100)，由所述处理器(130)对所述机器可执行指令(140)的执行使所述处理器(130)控制所述磁共振成像***(100)：
-使用所述第一脉冲序列命令(142)来采集所述识别磁共振数据(146)，
-使用所述第二脉冲序列命令(144)来采集所述成像磁共振数据(148)，
-使用所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)来重建磁共振图像(150)，其中，根据所述识别磁共振数据(146)识别的相应体素中的所述主导化学物质被用作在根据所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)对所述磁共振图像的所述重建中的约束。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像***(100)，其中，所述成像磁共振数据(148)包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列(144)命令采集的Dixon磁共振数据。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像***(100)，其中，所述Dixon协议是以下中的一项：单点Dixon协议或者多点Dixon协议。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，重建图像(150)是以下中的一项或多项：脂肪抑制图像、水抑制图像或者混合水/脂肪图像。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，对所述识别磁共振数据(146)的所述采集在对所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)的所述采集之前被执行为预扫描。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，对所述识别磁共振数据(146)的所述采集在对所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)的所述采集期间被执行。
7.根据权利要求1至4中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，对所述识别磁共振数据(146)的所述采集在对所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)的所述采集之后被执行。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，所述第一脉冲序列命令(142)被配置为使用反转恢复自旋回波序列来采集所述识别磁共振数据(146)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像***(100)，其中，所述识别磁共振数据(146)的分辨率低于所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)的分辨率。
10.一种用于控制磁共振成像***(100)的方法，所述磁共振成像***(100)包括：
-存储器(134)，其存储机器可执行指令(140)、第一脉冲序列命令(142)和第二脉冲序列命令(144)，其中，所述第一脉冲序列命令(142)被配置为采集识别磁共振数据(146)，所述识别磁共振数据在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的，其中，所述第二脉冲序列命令(144)被配置为采集成像磁共振数据成像磁共振数据(148)，
-处理器(130)，其用于控制所述磁共振成像***，由所述处理器(130)对所述机器可执行指令(140)的执行使所述处理器(130)控制所述磁共振成像***来执行包括以下操作的方法：
-使用所述第一脉冲序列命令(142)来采集所述识别磁共振数据(146)，
-使用所述第二脉冲序列命令(144)来采集所述成像磁共振数据成像磁共振数据(148)，
-使用所述成像磁共振数据(148)来重建磁共振图像(150)，其中，所述识别磁共振数据(146)被用于在每体素基础上确定用于所述重建的所述成像磁共振数据(148)是否主导地由水或脂肪引起。
11.根据权利要求10所述的磁共振成像***(100)，其中，所述成像磁共振数据(148)包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列命令(144)采集的Dixon磁共振数据。
12.一种计算机程序产品，包括机器可执行指令(140)、第一脉冲序列命令(142)和第二脉冲序列命令(144)，其中，所述第一脉冲序列命令(142)被配置为采集识别磁共振数据(146)，所述识别磁共振数据在每体素基础上识别相应体素是否是水或脂肪主导的，其中，所述第二脉冲序列命令(144)被配置为采集成像磁共振数据(148)，
由控制磁共振成像***(100)的处理器(130)对所述机器可执行指令(140)的执行使所述处理器(130)控制所述磁共振成像***(100)：
-使用所述第一脉冲序列命令(142)来采集所述识别磁共振数据(146)，
-使用所述第二脉冲序列命令(144)来采集所述成像磁共振数据(148)，
-使用所述成像磁共振数据(148)来重建磁共振图像(150)，其中，所述识别磁共振数据(146)被用于在每体素基础上确定用于所述重建的所述成像磁共振数据(148)是否主导地由水或脂肪引起。
13.根据权利要求12所述的磁共振成像***(100)，其中，所述成像磁共振数据(148)包括根据Dixon磁共振成像协议使用所述第二脉冲序列命令(144)采集的Dixon磁共振数据。
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