专利名称：子采样的移动平台mri的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的磁共振方法，所述方法用于根据RF探头的多个信号形成快速动态图像。本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分用于获得快速动态图像的磁共振成像装置和一种按照权利要求12的前序部分所述的计算机程序产品。
执行MR图像采集时在一组连续扫描之间患者的位置身体上地移动通过磁孔是惯例。在这种多位置扫描的最后，产生的图像结合成为一个单独的大图像。这种方法例如在WO-A-02/04971中已知，所述方法允许对比磁体均匀性、梯度线性和RF线圈均匀性的限制通常允许的FOV大得多的FOV进行成像。在这篇文献中描述了一种MR成像方法，所述方法包括从对象的几个扫描体采集成套的MR信号。在扫描各扫描体时采用了不同的空间方法。特别是，各扫描体包括不同数量的扫描层，或各扫描体的扫描层具有不同的层厚度，或各扫描体的扫描层具有不同的FOV(视野)。
在US-A-5,636,636中描述了一种磁共振方法和装置，其中被检对象以限定速度相对于检查区域移动，在存在稳定、均匀的磁场的情况下多个序列作用于检查区域。每一个序列包括至少一个RF脉冲并可能包括相位编码梯度。在通过振荡器信号变换到另一个频率范围后，在检查区域中产生的MR信号用于产生MR图像。该方法的目的在于通过防止移动伪影来增强MR图像的质量。实现这一点的原因在于从一个序列到另一个序列，根据待检查对象相对于检查区域的位置，调整RF脉冲的一个或更多频率、振荡器信号的频率和振荡器信号的相位位置，使得在MR图像中被成像的对象的一部分与该对象同步地相对于检查区域移动。
在EP-A-1 024371中描述了一种磁共振成像装置，其中激励脉冲施加到其中磁场均匀的MR成像磁体孔的限定区域中。收集的数据样本被傅立叶变换以形成该受限区域的体图像。电动机连续地移动患者床使得感兴趣区域通过有效场(good field)的区域。对收集的数据样本进行校正以补偿移动，使得形成的体图像比受限区域具有更长的长度。
由于所有上面提到的方法需要在受限FOV中进行完全扫描，所以整个对象的成像将花费很长的采样时间。
本发明的一个目的是提供一种方法，所述方法在更短时间内根据在相邻的FOV阵列中采样的数据形成MR图像。本发明的另一个目的是提供实施该方法的适当的装置和计算机程序产品。
本发明的这个和其它目的通过权利要求1定义的方法、权利要求6定义的装置和权利要求7定义的计算机程序产品实现。
本发明的主要优势在于在更短的时间内以短磁体获得具有适当大的FOV的图像。
本发明的这些和更多优势在从属权利要求和下面的描述中公开，在下面的描述中参照附图描述了本发明示例性实施例。附图中

图1是在三个不同位置处的移动通过用于MR成像的主磁体孔的患者的示意图，图2是图1的每一个平台位置的数据，图3是全FOV的实际灵敏度图，图4是在重建后最后的图像和FOV的示意性表示。
图5是具有安装在患者台上的分离的体线圈阵列的装置。
图6的现有技术成像显示了来自体模的两个分离的位置的数据和两个数据集的结合。
图7中现有技术的成像显示了使用带限滤波器在测量(频率编码)方向上通过与图6中相同的位置测得的数据，图8为按照本发明的第一实施例，其中显示了在移动通过MR成像系统的主磁体孔的3个不同位置处扫描到的体模，图9为按照本发明的第二实施例，其中在每一位置使用1.33的SENSE因子如图6那样测量数据，图10显示了按照本发明对数据进行解码的不同步骤，以及图11为按照本发明的第三实施例，其中在三个分开的位置使用不同的SENSE因子测量数据，并进行重建。
如果没有另外提出，专用于在特定的图中定义的元件的特定数字将在所有图中一致使用。
词语“天线”作为用于发射和接收线圈的更广泛的术语使用。在本发明中使用的灵敏度编码方法称为“SENSE”，所述灵敏度编码方法已由Institute of Biomedical Engineering and MedicalInformation，University and ETHZürich，Swiaerland开发。所述SENSE方法基于一种算法，所述算法直接作用于被磁共振装置的线圈探测的图像，并且可跳过随后的编码步骤并因此可实现用于成像的信号采集被加速到原来的2-3倍。对于SENSE方法来说至关紧要的的是对排列在所谓的灵敏度图中的线圈灵敏度的了解。为了加速所述方法，提议使用原始的灵敏度图，原始的灵敏度图可通过单线圈标准的“平方和”或可选择的体线圈标准的分配来获得(例如参见K.Pruessmann等人，Proc.ISMRM，1998，摘要pp.579、799、803和2087)。
在SENSE技术中，通常需要至少存在两个RF接收线圈。用于同一成像位置的两个RF线圈之间的不同的灵敏度图对于SENSE方法来说是必要的。这种需要通常通过将所述RF线圈放置在相对于感兴趣区域的身体上的不同位置处来实现。使用SENSE方法和两个不同的RF接收线圈，相编码步骤的数量可减少一半，并且因此所采集数据的数量也可减少一半。这对于减少成像时间尤其有利。
如果仅存在单个RF接收线圈，实现SENSE的通常方法将不会奏效。然而，如果将单个线圈定位在两个不同的位置，就能在被成像物体的相同位置实现两个独立的部分编码的采集，从而能够应用SENSE方法。除了采集时间为两倍长(与不使用SENSE时的正常采集的长度相同)以外，在这样一个扫描结束的时候可获得的数据与通常的SENSE采集相同。这种采集方法的优势为与RF接收线圈或磁体均匀性、梯度线性和RF发射均匀性所允许的相比，可获得更大的FOV。这种情形在沿Z轴具有短成像体积的磁体的情况下存在。
在图1中示意性描述了具有磁体孔2的主磁体1的轮廓。位于可移动的平台4上的患者3可分步移动通过孔2，这里在三个不同的平台位置扫描患者的腹部(图1a)，扫描患者的胸部(图1b)和扫描患者的头部(图1c)。在主磁体1中安装着发射正交体线圈6和更小的接收正交体线圈7。接收线圈7定义着图像的视野(FOV)的大小。在此例中，为了形成整个感兴趣区域或全FOV 9(由虚线示出)的单个MR图像，对接收线圈7的有限的FOV 8的进行数据采样。箭头10指示编码和/或交迭的方向。在三个平台位置后来被采样的数据通过SENSE方法进行重建。在图2中显示了在每一个平台位置为全FOV 9进行编码的图像，然而从每一个不同的扫描获得不同的交迭伪影。在图3中显示了每一个平台位置处的实际的线圈灵敏度图，所述实际的线圈灵敏度图实际上是单个接收线圈7的单个灵敏度图的三倍。由全FOV的灵敏度图(图3)，可如最后图像和全FOV的示意性表示所示来重建未交迭的图像。被采集的编码的总数刚好与如果在全FOV上的完全编码扫描是可能的相同，这里作为N个编码的3*N个像素提供给有限的FOV。
在可选的实施例中也可以利用单个线圈发射和接收RF信号。在这种情况中，SENSE重建所需的灵敏度信息必须由例如计算理论灵敏度行为的可选装置提供。
在图5中显示了本发明的另一实施例，其中局部表面线圈11的阵列安装在相对于患者3(即相对于平台4)的固定位置。因此，这些线圈11通过平台的移动而移动，并且只有那些位于发射线圈6的有限FOV内的线圈被激活以接收发射的RF信号。在这种情况中，线圈11的灵敏度图需要通过SENSE方法重建最后的图像。
上述方法在具有有限的额定FOV的短主磁体的情况中尤其有利，所述方法可在比其它方式所必需的时间更短的时间内对一个大得多的FOV进行成像。由于这个原因，可使用更短的磁体，所述更短的磁体对于趋向于有幽闭恐怖症的患者尤其有利。
尽管使用三个不同的平台位置描述了该方法，但对于本领域技术人员来说应当清楚的是所述方法可应用于两个不同的位置。另外，也可应用更多数量的平台位置。使用适当的接收线圈，也可以单独或同时沿平台运动方向和任何其它正交方向将这种方法与传统的SENSE方法相结合。
图6显示了在两个位置进行成像的现有技术的例子。当测量(相位编码)梯度在从脚到头的方向(FH)上沿台移动的方向取向时，需要在每一位置采集更大的FOV以避免图像交迭。然后舍弃在所示位置处的额外数据，使来自两个位置的图像部分能够结合。在这个例子中，为了产生等于675个编码的全FOV，每一位置需要450个编码。因此，共需要900个编码来产生等于675个编码的全FOV。这表示需要25％的额外的扫描时间成本。
图7显示了使用带限滤波器在测量(频率编码)方向在两位置进行成像的可选的现有技术的例子。在这个例子中，测量(频率编码)梯度沿平台移动(FH)的方向取向。这样做的优势在于，在图像结合点处的数据或者在采集过程中被带宽限制，或者在重建后被简单丢弃。由于这是频率编码方向，因此没有时间损失。然而，为了避免在左到右(LR)的方向有交迭，仍需要沿编码方向过采样到全FOV。在这个例子中，每一位置同样需要450个编码，以及总共900个编码以实现等于675个编码的全FOV。仍保持25％的额外的扫描时间成本。
图8表示本发明的第一实施例，该实施例显示了在移动通过MR成像系统的主磁体的孔的三个不同位置处扫描的体模。为了从通过SENSE扫描在图1中显示和描述的不同邻近位置处获得的数据解码信息，需要来自邻近扫描的额外信息。例如，这可通过提供如图8a所示的交迭扫描获得。假设全FOV的范围是从层A到层I，并且用1.66的SENSE因子进行扫描。然后对于左扫描，层A和E的信息分别交迭进层D和E，对于中间扫描，层C和G的信息分别交迭进层D和F，对于右扫描，层E和I的信息分别交迭叠进层H和F。由于从左侧图像和中间图像的位置以及从中间图像和右侧图像的位置，RF线圈7的灵敏度图是已知的，相邻区域D和F可不交迭。为了在这些区域内获得连续的图像，在不交迭后，区域D和F的一半将被丢弃(见图8b)、或校正或共同相加(co-added)。从区域D中的未交迭可获得区域A的未交迭信息，从而通过SENSE方法获得的区域A的全部信息将被恢复。以相同的方式，区域I也可以是不交迭的，因此将获得全FOV上的完全图像(参见图8c)。在这个实施例中，为了实现3*N个像素的全FOV，在3个位置中的每一位置采集N个编码。
图9显示了第二实施例，该实施例举例说明了本发明如何优于图6和图7中描述的现有技术。在这个例子中，编码方向沿平台移动方向取向。与在每个位置采集450个编码相反，采集340个编码并允许图像交迭。对于每一个编码步骤，将相位增加应用到接收器解调频率，可在采集期间控制交迭出现的位置。以这种方式，交迭的区域从每一位置的图像的中心边缘移动到外部边缘。在重建后通过滚动图像也可实现相同的效果。图9下部的图像举例说明了两个位置的图像的结合。区域B、C、D和E可容易地相连。然而，区域A和F分别与区域D和C交迭。在被采集的数据表示中(顶部的图)，区域A和D交迭在一起。实际上，这些区域是在成像体积的均匀区域的边缘采集的，因此由于这些区域中的差的均匀性，有可能区域A和D会几何变形。这一事实通过A’和D’中的撇号显示。其中A’表示区域A的几何变形的形式，D’表示区域D的几何变形的形式。这一事实对于其中区域C交迭进区域F的第二位置数据同样存在。这里，几何变形的存在由F’和C’中的撇号显示。为了不交迭这两个区域中的数据，需要考虑该几何变形。
图10举例说明了当考虑几何变形时，不交迭A’和D’所需的步骤。应当理解，当磁体均匀性和梯度线圈的线性已知时，图像的几何变形可通过将像素弯曲或变形回计算得的校正位置而进行校正。反之亦然，即图像的给定部分可以以与已知磁体均匀性和梯度线圈线性将产生的影响相似的方式进行预变形。这里使用了这种互逆关系。参考图10，图像部分A’+D’表示来自图9的位置1的包括几何变形的被采集数据。图像部分D表示来自位置2的被采集的、未失真的数据。知道磁体均匀性和梯度线圈线性，就可预弯曲D，并且在适当的屏蔽后，产生D*。D*基本等于D’，并可与采集的A’+D’图像部分结合使用以分离出区域A’。如果需要，可对分离的A’区域进一步进行校正(图9所示)以在结合进完全的图像之前去除几何变形的影响。参考图9，可使用相同的方法从F’+C’中分离F’以产生F。因为当平台顶部相对于接收线圈的灵敏度分布在不同位置时，采集每一个所涉及的图像部分，所以这也是完全可能的。依靠多位置采集，在接收线圈灵敏度独特不同的区域分别采集图像区域A’+D’，D，C和F’+C’。
图11描述了在三个位置采集的情况的另一实施例。在这个实施例中，不同的位置具有不同的SENSE因子。全FOV的两端的两个位置使用1.33的SENSE因子，中间的位置使用2.0的SENSE因子。与可供选择的采集相比，与可供选择的采集的1350相比，总共采集910个编码。这表示总扫描时间节省了33％。区域F’+D和F可用于确定D。区域D与区域A’+D’一起可用于确定区域A。同样地，区域E+C’和C可用于确定区域E。区域E与区域H’+E一起可用于确定区域H。
权利要求
1.一种磁共振方法，该方法用于根据相对于至少一个RF接收天线移动的对象的多个信号形成动态图像，其中通过至少两个相邻的视野(FOV)采集成像，所述至少两个相邻的视野被重建为包含两个FOV的感兴趣区域上的图像，该方法的特征在于在由每一个FOV确定的相对于对象的每一个位置提供所述至少一个RF接收天线的灵敏度图，在相对于主磁场的固定位置处，使用相对于其全集而言数目减少了的相位编码步骤为每一个FOV采样来自要被成像的对象的数据，以及根据子采样的信号重建图像，使用在各个成像位置的RF接收天线的灵敏度因子对所述子采样的信号进行加权。
2.根据权利要求1所述的磁共振方法，其特征在于使用单个RF接收天线。
3.根据权利要求1或2所述的磁共振方法，其特征在于使用单个RF发射天线，其中发射天线的尺寸比接收天线的尺寸大。
4.根据权利要求1所述的磁共振方法，其特征在于提供单个RF天线用于发射和接收RF信号。
5.根据权利要求1所述的磁共振方法，其特征在于使用RF接收天线阵列。
6.一种磁共振成像装置，该装置用于根据相对于至少一个RF接收天线(7)移动的对象(3)的多个信号获得动态图像，该装置包括移动通过磁体孔(2)的患者台(4)至少一个RF接收天线(7)，采集感兴趣区域上的图像的装置，所述感兴趣区域包括至少两个相邻的视野(FOV)，在成像之前提供在由每一个FOV确定的相对于对象的每一个位置处的该至少一个RF接收天线的灵敏度图的装置，在相对于主磁场的固定位置处，使用相对于其全集而言数目减少了的相位编码步骤为每一个FOV采样来自要被成像的目标的数据的装置，以及根据子采样的信号重建图像的装置，所述子采样的信号使用在各个成像位置的RF接收天线的灵敏度因子被加权。
7.一种存储在计算机可用媒质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品用于使用磁共振方法形成动态图像，其包括使计算机控制下述步骤执行的计算机可读程序方法移动患者台通过磁体孔从至少一个RF接收天线采样数据，采集感兴趣区域上的图像，所述感兴趣区域包括至少两个相邻的视野(FOV)，在成像之前提供在由每一个FOV确定的相对于对象的每一个位置处的该至少一个RF接收天线的灵敏度图，在相对于主磁场的固定位置处，使用相对于其全集而言数目减少了的相位编码步骤为每一个FOV采样来自要被成像的目标的数据，以及根据子采样的信号重建图像，使用在各个成像位置的RF接收天线的灵敏度因子对所述子采样的信号进行加权。
全文摘要
描述了一种磁共振方法，所述方法用于根据相对于至少一个RF接收天线移动的对象的多个信号形成动态图像。通过至少两个相邻的视野(FOV)采集成像，所述视野被重建为包括两个FOV的感兴趣区域上的图像。在成像之前，为每一个FOV确定该至少一个RF接收天线在相对于对象的每一个位置的灵敏度图。然后为每一个FOV采样来自要被成像的物体的数据，所述采样使用与在相对于主磁场的固定位置处的全套相位编码步骤相比具有数目减少的相位编码步骤进行。然后根据子采样的信号重建图像，用在各成像位置处的RF接收天线的灵敏度因子对所述信号进行加权。
文档编号G01R33/565GK1739037SQ200380108977
公开日2006年2月22日 申请日期2003年12月10日 优先权日2003年1月20日
发明者P·R·哈维 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司