本發(fā)明涉及一種用于將磁性粒子定位在試樣中的MPI方法。

背景技術(shù)：

在本發(fā)明的MPI方法中施加位置相關(guān)的磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)具有無(wú)場(chǎng)區(qū)域，所述方法包括以下處理步驟：

確定校準(zhǔn)體積和測(cè)量體積，其中所述校準(zhǔn)體積大于所述測(cè)量體積，并且其中全部的測(cè)量體積被設(shè)置在所述校準(zhǔn)體積內(nèi)；

檢測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)S_j并且從校準(zhǔn)信號(hào)S_j中產(chǎn)生系統(tǒng)矩陣S；

記錄MPI測(cè)量信號(hào)u(MPI時(shí)間信號(hào)或通過(guò)MPI時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換獲得的MPI頻譜)，其中通過(guò)應(yīng)用磁性控制場(chǎng)，無(wú)場(chǎng)區(qū)域借助于測(cè)量序列移動(dòng)通過(guò)測(cè)量體積；

根據(jù)記錄的MPI測(cè)量信號(hào)u和產(chǎn)生的系統(tǒng)矩陣S重建校準(zhǔn)體積中的具有磁性粒子濃度值c_i的位置相關(guān)的磁性粒子濃度，以及把磁性粒子濃度值c_i與所述校準(zhǔn)體積內(nèi)的體素相關(guān)聯(lián)。

例如參考文獻(xiàn)[01]-[03]中公開(kāi)了該類型的方法。

磁性粒子成像(簡(jiǎn)寫為“MPI”)是一種成像方法，其允許測(cè)定超順磁性納米粒子(在當(dāng)前情況下被指定為磁性粒子)的局部分布。為此，磁性粒子被暴露到測(cè)量體積中的不同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)，并且借助于接收線圈來(lái)檢測(cè)磁性粒子的磁化強(qiáng)度變化。在MPI中為了空間編碼，在具有無(wú)場(chǎng)區(qū)域的測(cè)量體積的區(qū)域中施加磁性梯度場(chǎng)。無(wú)場(chǎng)區(qū)域借助于動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)(驅(qū)動(dòng)場(chǎng))和/或均勻的聚焦場(chǎng)沿著測(cè)量體積內(nèi)的預(yù)定軌跡(無(wú)場(chǎng)區(qū)域的每個(gè)點(diǎn)的預(yù)定相關(guān)性)移動(dòng)。通過(guò)用無(wú)場(chǎng)區(qū)域掃過(guò)磁性粒子以及相關(guān)的磁化強(qiáng)度變化，產(chǎn)生由接收線圈檢測(cè)的測(cè)量信號(hào)。

為了校準(zhǔn)系統(tǒng)而產(chǎn)生了系統(tǒng)矩陣。為此目的，例如可以執(zhí)行校準(zhǔn)測(cè)量，其中為每個(gè)測(cè)量點(diǎn)記錄校準(zhǔn)信號(hào)并且將其儲(chǔ)存在系統(tǒng)矩陣中。對(duì)于測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)樣品的位置，也執(zhí)行了校準(zhǔn)測(cè)量，其允許重建比測(cè)量體積大的全部體積的MPI圖像。

然而，在參考文獻(xiàn)[01]和[02]中，在磁性粒子的以下假設(shè)上進(jìn)行MPI測(cè)量，其中所有的磁性粒子被定位在測(cè)量體積內(nèi)，參考文獻(xiàn)[03]描述了一種用于體內(nèi)記錄大鼠心臟的方法。在體內(nèi)記錄期間，磁性粒子同樣位于測(cè)量體積的外面。盡管這些粒子未被無(wú)場(chǎng)區(qū)域掃過(guò)，但由于它們的旋轉(zhuǎn)以及無(wú)場(chǎng)區(qū)域的不清晰，它們?nèi)匀粚?duì)測(cè)量信號(hào)做出貢獻(xiàn)。這可以導(dǎo)致MPI圖像中的偽影。

發(fā)明目的

本發(fā)明的根本目的在于提出一種尤其是用于體內(nèi)MPI記錄的方法，借助于該方法，能夠產(chǎn)生低偽影的圖像數(shù)據(jù)，即使測(cè)量體積外面具有高磁性粒子密度，并且省時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，采用根據(jù)權(quán)利要求1的方法實(shí)現(xiàn)該目的。

測(cè)量體積和校準(zhǔn)體積均包括多個(gè)體素(體積單元)，其中體素的尺寸取決于用于校準(zhǔn)測(cè)量體積的校準(zhǔn)樣品位置的分離。對(duì)于一種優(yōu)選的應(yīng)用，體素的尺寸相應(yīng)于校準(zhǔn)樣品的尺寸，并且校準(zhǔn)樣品位置相應(yīng)于體素的中央。

根據(jù)本發(fā)明，舍棄與測(cè)量體積外面的體素關(guān)聯(lián)的那些磁性粒子濃度值，并且產(chǎn)生專門包含與測(cè)量體積內(nèi)的體素網(wǎng)格的體素相關(guān)的磁性粒子濃度值的MPI圖像。

時(shí)間信號(hào)可以被檢測(cè)作為校準(zhǔn)信號(hào)，或者可以通過(guò)傅立葉變換從時(shí)間信號(hào)獲得頻譜。

為了最小化位于測(cè)量體積外面的磁性粒子對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同樣檢測(cè)了用于測(cè)量體積外面的樣品位置的校準(zhǔn)信號(hào)(“過(guò)掃描”)。然而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，舍棄了與測(cè)量體積外面的體素關(guān)聯(lián)的那些重建的磁性粒子濃度值，并且產(chǎn)生了專門包含與測(cè)量體積內(nèi)的體素關(guān)聯(lián)的磁性粒子濃度值的MPI圖像。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)為了利用被選擇成大于測(cè)量體積的校準(zhǔn)體積進(jìn)行重建，測(cè)量體積外面的磁性粒子的粒子信號(hào)被投射到測(cè)量體積的外部邊界，不取決于它們的實(shí)際位置，從而在重建之后，可能發(fā)生過(guò)掃描區(qū)域(測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)體積區(qū)域)的錯(cuò)誤解釋。本發(fā)明在檢測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)(校準(zhǔn)體積＞測(cè)量體積)的期間的“過(guò)掃描”以及重建總校準(zhǔn)體積，結(jié)合舍棄用于測(cè)量體積外面的體素的磁性粒子濃度值，確保了考慮位于測(cè)量體積外面的磁性粒子對(duì)測(cè)量體積內(nèi)的MPI信號(hào)的影響。而且，位于測(cè)量體積外面的磁性粒子對(duì)測(cè)量體積外面的重建數(shù)據(jù)的影響不進(jìn)入用于進(jìn)一步評(píng)價(jià)/解釋的MPI圖像。為此，MPI圖像僅包含可靠的MPI數(shù)據(jù)(磁性粒子濃度值)。

在產(chǎn)生圖像文件之前或之后，可以舍棄測(cè)量體積外面的磁性粒子濃度值。決定性的是在用于進(jìn)一步評(píng)價(jià)的MPI圖像中未檢測(cè)與測(cè)量體積外面的體素關(guān)聯(lián)的磁性粒子濃度值，以防止錯(cuò)誤解釋包含在MPI圖像中的數(shù)據(jù)。

以用戶定義的方式選擇測(cè)量體積，并且根據(jù)線圈形貌通過(guò)激勵(lì)場(chǎng)和/或梯度場(chǎng)和/或聚焦場(chǎng)來(lái)定義測(cè)量體積。

無(wú)場(chǎng)區(qū)域例如可以是無(wú)場(chǎng)點(diǎn)或者無(wú)場(chǎng)線，其沿著通過(guò)測(cè)量體積的軌跡移動(dòng)通過(guò)測(cè)量序列。

當(dāng)將要確定粒子濃度的區(qū)域大于測(cè)量體積時(shí)，本發(fā)明的方法是特別有優(yōu)勢(shì)的。為此，必須執(zhí)行多個(gè)MPI測(cè)量，其中測(cè)量體積必須相應(yīng)地移動(dòng)，并且總測(cè)量體積形成將被測(cè)量的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，測(cè)量體積外面的重建的磁性粒子濃度值不能進(jìn)入被示出為MPI圖像的最終確定的位置分辨的磁性粒子濃度。根據(jù)本發(fā)明，為了記錄多個(gè)相鄰的測(cè)量體積，必須以校準(zhǔn)體積重疊的方式選擇校準(zhǔn)體積(圍繞過(guò)掃描區(qū)域)。

發(fā)明的有利實(shí)施例

校準(zhǔn)體積有利地圍繞測(cè)量體積，即校準(zhǔn)體積在所有方向上凸出超過(guò)測(cè)量體積。用這種方式，位于測(cè)量體積外面的不同側(cè)上的磁性粒子被同等地考慮。

在本發(fā)明方法的一種特別優(yōu)選的變形例中，在每個(gè)情況下，校準(zhǔn)體積在每個(gè)方向上凸出測(cè)量體積單個(gè)體素。因此，可以最小化校準(zhǔn)和重建所需的時(shí)間。尤其是，在測(cè)量體積外面的磁性粒子濃度和測(cè)量體積里面的磁性粒子濃度之間的比值小的情況下，在選擇較大的過(guò)掃描的情況下由于測(cè)量期間出現(xiàn)的噪音，未取得實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，從而具有單個(gè)體素厚度的過(guò)掃描就足夠了。

在本發(fā)明方法的一種優(yōu)選的變形例中，采用比測(cè)量體積里面低的分辨率檢測(cè)測(cè)量體積外面的區(qū)域中的校準(zhǔn)信號(hào)。因此，能夠以省時(shí)的方式掃描過(guò)掃描區(qū)域。

這能夠得以實(shí)現(xiàn)，例如在測(cè)量體積外面的區(qū)域中記錄比該區(qū)域中存在的體素位置更少的校準(zhǔn)信號(hào)。為此，未對(duì)測(cè)量體積外面所有的體素檢測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)。測(cè)量體積的體素網(wǎng)格從而可以被延伸到總校準(zhǔn)體積(對(duì)于測(cè)量體積和過(guò)掃描區(qū)域是相同的體素網(wǎng)格)。

可替換地或者另外地，可以使用比用于檢測(cè)測(cè)量體積里面的校準(zhǔn)信號(hào)更大的校準(zhǔn)樣品來(lái)檢測(cè)測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)信號(hào)。

而且，為了檢測(cè)測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)信號(hào)，可以使用另一個(gè)體素網(wǎng)格，尤其是具有比那些用于檢測(cè)測(cè)量體積內(nèi)的校準(zhǔn)信號(hào)更大的體素的體素網(wǎng)格。過(guò)掃描區(qū)域中的體素網(wǎng)格的變化意味著校準(zhǔn)樣品移動(dòng)到其它的校準(zhǔn)樣品位置。在這種情況下，體素網(wǎng)格因此被調(diào)節(jié)到過(guò)掃描區(qū)域中的預(yù)期分辨率。

同樣可行的是提供用于檢測(cè)測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)信號(hào)的所有三種措施，即使用較大的校準(zhǔn)樣品，調(diào)節(jié)體素網(wǎng)格，并且記錄比該區(qū)域中的體素位置少的校準(zhǔn)信號(hào)。

所述方法有利地用于測(cè)量那些具有至少一個(gè)鄰近測(cè)量體積的區(qū)域的試樣，其中磁性粒子濃度占優(yōu)勢(shì)，其大于零(即測(cè)量體積外面存在磁性粒子，例如在體內(nèi)測(cè)量中)，優(yōu)選大于或等于測(cè)量體積中的磁性粒子濃度。尤其是，在后面的情況中，磁性粒子對(duì)測(cè)量體積里面的區(qū)域以及測(cè)量體積外面的校準(zhǔn)體積的區(qū)域的影響是大的。為此，采用常規(guī)的方法能夠出現(xiàn)相當(dāng)多的偽影。

為了檢測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)，有利地執(zhí)行校準(zhǔn)測(cè)量，其中對(duì)于校準(zhǔn)體積內(nèi)的校準(zhǔn)樣品的不同位置，在每種情況下檢測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)S_j，其中在檢測(cè)每個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)S_j期間，通過(guò)根據(jù)測(cè)量序列應(yīng)用磁性控制場(chǎng)使無(wú)場(chǎng)區(qū)域移動(dòng)通過(guò)測(cè)量體積。

為了校準(zhǔn)系統(tǒng)矩陣，在每個(gè)情況下，將校準(zhǔn)樣品移動(dòng)到不同的體素位置并且測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)(校準(zhǔn)信號(hào)S_j)。由于溫度影響，在測(cè)量開(kāi)始時(shí)可能發(fā)生校準(zhǔn)信號(hào)的各個(gè)頻率處的飄移。根據(jù)本發(fā)明，在重建之后，再次舍棄用于測(cè)量體積外面的體素的重建數(shù)值，并且為此對(duì)于校準(zhǔn)測(cè)量有優(yōu)勢(shì)的是首先為測(cè)量體積外面的樣品位置測(cè)量校準(zhǔn)信號(hào)，并且隨后為測(cè)量體積里面的樣品位置測(cè)量校準(zhǔn)信號(hào)。在這種情況下，飄移效應(yīng)對(duì)于MPI圖像不具有實(shí)質(zhì)性的影響。

本發(fā)明的方法有利地用于體內(nèi)記錄。在這里，由于在體內(nèi)記錄的情況下，測(cè)量體積外面正常地存在不能被忽視的磁性粒子濃度，本發(fā)明是特別有優(yōu)勢(shì)的。

附圖說(shuō)明

圖1示出了本發(fā)明方法的流程圖；

圖2示出了具有利薩如(Lissajous)軌跡的測(cè)量體積(二維圖)；

圖3示出了圖2的測(cè)量體積以及具有單個(gè)體素行的過(guò)掃描的校準(zhǔn)體積(二維圖)；

圖4示出了圖2的測(cè)量體積以及具有兩個(gè)體素行的過(guò)掃描的校準(zhǔn)體積(二維圖)；

圖5示出了圖2的測(cè)量體積以及具有兩個(gè)體素行的過(guò)掃描的校準(zhǔn)體積(相應(yīng)于過(guò)掃描區(qū)域的體素網(wǎng)格)，其中在測(cè)量體積的外面使用了具有半分辨率的體素網(wǎng)格。校準(zhǔn)樣品的尺寸被調(diào)節(jié)到體素尺寸，從而校準(zhǔn)樣品被用于是測(cè)量體積四倍的過(guò)掃描區(qū)域(二維圖)；

圖6示出了用于模擬的磁性粒子分布的參考圖像；

圖7示出了圖6的無(wú)過(guò)掃描的磁性粒子分布的模擬數(shù)據(jù)；

圖8示出了圖6的具有兩個(gè)體素行的過(guò)掃描的磁性粒子分布的模擬數(shù)據(jù)；

圖9示出了圖6的具有兩個(gè)體素行的過(guò)掃描(相應(yīng)于過(guò)掃描區(qū)域的體素網(wǎng)格)的磁性粒子分布的模擬數(shù)據(jù)，其中在過(guò)掃描區(qū)域中使用了具有半分辨率的體素網(wǎng)格。校準(zhǔn)樣品的尺寸被調(diào)節(jié)到體素尺寸，從而校準(zhǔn)樣品被用于是測(cè)量體積四倍的過(guò)掃描區(qū)域；

圖10示出了具有根據(jù)圖9的過(guò)掃描的本發(fā)明方法的結(jié)果。

具體實(shí)施方式

下面描述在圖1中給出的本發(fā)明方法的過(guò)程步驟：

首先，選擇用戶定義的測(cè)量體積以及用于測(cè)量體積的體素網(wǎng)格，其中在隨后的MPI測(cè)量期間，在測(cè)量體積的體素網(wǎng)格的各個(gè)體素上移動(dòng)無(wú)場(chǎng)區(qū)域。為此施加了相應(yīng)的磁場(chǎng)(梯度場(chǎng)、激勵(lì)場(chǎng)、聚焦場(chǎng))，其中測(cè)量體積的尺寸取決于這些磁場(chǎng)的幅度，或者磁場(chǎng)被調(diào)節(jié)，從而獲得測(cè)量體積的期望尺寸。

為了建立一個(gè)系統(tǒng)矩陣，在先前選擇的校準(zhǔn)體積中進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)體積大于測(cè)量體積(校準(zhǔn)體積＝測(cè)量體積+過(guò)掃描區(qū)域)并且包含測(cè)量體積。隨后可以為過(guò)掃描區(qū)域選擇不同于測(cè)量體積的體素網(wǎng)格的體素網(wǎng)格，或者測(cè)量體積的體素網(wǎng)格可以被擴(kuò)展到總校準(zhǔn)體積?？梢酝ㄟ^(guò)模擬或者通過(guò)校準(zhǔn)測(cè)量來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。對(duì)于校準(zhǔn)測(cè)量，使用了填充有磁性粒子的小樣品(校準(zhǔn)樣品)，其中尤其是可以使用不同的校準(zhǔn)樣品來(lái)檢測(cè)測(cè)量體積里面和外面的校準(zhǔn)信號(hào)。例如借助于定位機(jī)器人將校準(zhǔn)樣品移動(dòng)到校準(zhǔn)體積內(nèi)的不同位置。代替移動(dòng)校準(zhǔn)樣品，借助于附加磁場(chǎng)，可以模擬不同樣品位置的磁比率。省略機(jī)器人運(yùn)動(dòng)減少了校準(zhǔn)時(shí)間。對(duì)于校準(zhǔn)體積中的每個(gè)校準(zhǔn)樣品位置，在與實(shí)際MPI測(cè)量(記錄測(cè)量信號(hào))相同的條件下(相同的測(cè)量序列)記錄校準(zhǔn)信號(hào)。因此，為測(cè)量體積里面的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)以及測(cè)量體積外面的附加測(cè)量點(diǎn)記錄校準(zhǔn)信號(hào)S_j。隨后通過(guò)逐列輸入各個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)S_j即各個(gè)頻譜或者各個(gè)時(shí)間信號(hào)而根據(jù)校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生系統(tǒng)矩陣S。

隨后通過(guò)記錄MPI信號(hào)(測(cè)量矢量u)進(jìn)行實(shí)際MPI測(cè)量，然而，根據(jù)測(cè)量序列，無(wú)場(chǎng)區(qū)域通過(guò)測(cè)量體積。

在重建的范圍內(nèi)，隨后通過(guò)借助于確定的系統(tǒng)矩陣S和測(cè)量矢量u解析線性方程系統(tǒng)u＝S·c來(lái)確定磁性粒子濃度矢量c。這就意味著為總校準(zhǔn)體積重建具有磁性粒子濃度值c_i的位置相關(guān)的濃度分布(磁性粒子分布)，其中從系統(tǒng)矩陣S中推導(dǎo)出磁性粒子濃度值C_i的局部依賴性。

根據(jù)本發(fā)明，舍棄與測(cè)量體積外面的區(qū)域(體素)相關(guān)聯(lián)的那些磁性粒子濃度值c_i。

隨后僅產(chǎn)生MPI圖像，即專門用于與測(cè)量體積里面的體素相關(guān)的磁性粒子濃度值c_i。為此，作為結(jié)果的MPI圖像只包含測(cè)量體積里面的體素的粒子濃度數(shù)值c_i。

根據(jù)本發(fā)明，證明了包含在現(xiàn)有技術(shù)的MPI圖像中的磁性粒子濃度值包含測(cè)量體積外面的偽影，尤其是在靠近具有高磁性粒子密度的區(qū)域定位的測(cè)量體積的記錄中。本發(fā)明的方法確保了考慮測(cè)量體積外面的磁性粒子對(duì)測(cè)量體積里面的測(cè)量信號(hào)的影響。而且，確保了為測(cè)量體積外面的體素確定的磁性粒子濃度值不被用于進(jìn)一步的計(jì)算或測(cè)量，這是由于它們是不可靠的。

圖2示出了具有利薩如(Lissajous)軌跡的測(cè)量體積MV，借助于驅(qū)動(dòng)場(chǎng)(正弦激勵(lì)場(chǎng)A和梯度場(chǎng)G的疊加)，無(wú)場(chǎng)點(diǎn)沿著該軌跡通過(guò)測(cè)量體積MV。測(cè)量體積MV被分成體素。

圖3至圖5示出了圖2的測(cè)量體積MV，其中不同的校準(zhǔn)體積KV1、KV2、KV3在所有側(cè)面上與測(cè)量體積MV重疊，從而形成一個(gè)包層。超出測(cè)量體積MV的校準(zhǔn)體積的重疊(過(guò)掃描區(qū)域OS1、OS2、OS3)因此形成了測(cè)量體積MV的包層。

圖3示出了校準(zhǔn)體積KV1的一個(gè)特別優(yōu)選的選擇。在這種情況下，在校準(zhǔn)步驟中，除了測(cè)量體積V之外，還記錄突出測(cè)量體積MV的一個(gè)單個(gè)附加體素行(2D測(cè)量)(過(guò)掃描區(qū)域OS1)。在3D測(cè)量的情況下，過(guò)掃描區(qū)域OS1包括測(cè)量體積MV的包層，厚度d為一個(gè)單個(gè)體素。實(shí)驗(yàn)測(cè)量已顯示出在用于圖像重建的系統(tǒng)矩陣方法中，為了消除測(cè)量體積MV外面的所有磁性粒子的貢獻(xiàn)，這經(jīng)常是足夠的。

圖4示出了選擇校準(zhǔn)體積KV2的一種可替代的變型例。在這種情況下，校準(zhǔn)體積KV2突出測(cè)量體積MV兩個(gè)體素行，其中體素尺寸由測(cè)量體積MV中的校準(zhǔn)樣品位置的分離定義。過(guò)掃描區(qū)域OS2因此具有兩個(gè)體素的厚度d′。

已經(jīng)驚人地證明了為了獲得可靠的結(jié)果，不需要測(cè)量包含處于校準(zhǔn)測(cè)量范圍內(nèi)的磁性粒子的測(cè)量體積外面的完整區(qū)域。也就是說(shuō)，發(fā)現(xiàn)了測(cè)量體積MV外面的區(qū)域中的所有磁性粒子向測(cè)量體積MV和過(guò)掃描區(qū)域OS1、OS2、OS3之間的過(guò)渡投射類似的圖像。因此能夠以比測(cè)量體積MV低的分辨率掃描過(guò)掃描區(qū)域OS1、OS2、OS3而不丟失基本信息。例如，圖5示出了包括兩個(gè)體素行(相對(duì)于過(guò)掃描區(qū)域OS3的體素網(wǎng)格)的過(guò)掃描區(qū)域OS3，其中在這種情況下，將不同于用于測(cè)量體積的體素網(wǎng)格用于過(guò)掃描區(qū)域。過(guò)掃描區(qū)域的體素網(wǎng)格的體素(OS體素-在圖5中被顯示為過(guò)掃描區(qū)域OS3中的大正方形)相應(yīng)于測(cè)量體積的體素網(wǎng)格的四個(gè)體素(d″＝測(cè)量體積的體素網(wǎng)格的4個(gè)體素)。對(duì)于每個(gè)OS體素，僅記錄一個(gè)單個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)，即在這種情況下，采用比對(duì)測(cè)量體積MV進(jìn)行測(cè)量的校準(zhǔn)樣品(1個(gè)體素)大的校準(zhǔn)樣品(在當(dāng)前情況下是2×2個(gè)體素)測(cè)量過(guò)掃描區(qū)域OS3，和/或在任何位置(例如，在OS體素的四個(gè)體素位置之一處，或者在OS體素的中央)處的2×2個(gè)體素的截面內(nèi)測(cè)量校準(zhǔn)樣品。

下面示出了與不同的過(guò)掃描區(qū)域有關(guān)的模擬數(shù)據(jù)：模擬了用于2D測(cè)量序列的MPI數(shù)據(jù)。體素尺寸相應(yīng)于1×1mm²并且測(cè)量體積是32×32mm²。

圖6示出了本發(fā)明方法對(duì)于測(cè)量體積MV內(nèi)的粒子密度為零的極端情況的模擬的參考圖像，。四個(gè)磁性粒子條MS被布置在測(cè)量體積MV外面，每個(gè)具有2×9個(gè)體素，并且接近測(cè)量體積的左手側(cè)的強(qiáng)度為1。強(qiáng)度為1意味著在這種情況下，在目標(biāo)測(cè)量期間位于該體素中的磁性粒子數(shù)量與在校準(zhǔn)測(cè)量期間位于校準(zhǔn)樣品中的磁性粒子數(shù)量一樣(與校準(zhǔn)測(cè)量有關(guān)的相對(duì)強(qiáng)度)。在這種情況下，磁性粒子密度因此在測(cè)量體積MV外面明顯比在測(cè)量體積MV里面要大。

圖7至圖9示出了模擬的圖像數(shù)據(jù)，其中改變了過(guò)掃描區(qū)域OS2、OS3。在所有的情況下，過(guò)掃描區(qū)域OS2、OS3小于其中所有磁性粒子的總體被布置的區(qū)域。在圖7-圖9中示出的每個(gè)圖像數(shù)據(jù)涵蓋總校準(zhǔn)體積KV1，KV2，KV3，即包含從重建獲得的所有數(shù)據(jù)。

圖7示出了沒(méi)有過(guò)掃描(校準(zhǔn)體積KV＝測(cè)量體積MV)的模擬重建數(shù)據(jù)。能夠很容易看到高強(qiáng)度的偽影(＞2.5)出現(xiàn)在測(cè)量體積內(nèi)的左手邊緣處。

圖8和圖9示出了具有兩個(gè)體素行(圖8)或者兩個(gè)OS體素行并且一個(gè)OS體素的尺寸是四個(gè)體素(圖9)的過(guò)掃描的模擬重建數(shù)據(jù)。在圖8中顯著減小了突出進(jìn)入測(cè)量體積內(nèi)的外部磁性粒子分布，并且在圖9中幾乎注意不到。過(guò)掃描區(qū)域OS2、OS3示出了一個(gè)具有高信號(hào)強(qiáng)度的區(qū)域，然而沒(méi)有說(shuō)明真實(shí)的磁性粒子分布。用于過(guò)掃描區(qū)域OS2、OS3的重建數(shù)據(jù)因此將被視為不可靠的。根據(jù)本發(fā)明的方法，舍棄為過(guò)掃描區(qū)域OS2、OS3重建的數(shù)據(jù)，從而獲得在圖10中示出的磁性粒子分布，作為MPI測(cè)量(MPI圖像)的結(jié)果(代替在圖9中示出的磁性粒子分布)。

為此，即使對(duì)于被具有高磁性粒子密度的區(qū)域所環(huán)繞的測(cè)量體積而言，采用本發(fā)明的方法也能夠獲得可靠的MPI數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)列表

[01]T.Knopp，S.Biederer，T.F.Sattel，J.Rahmer，J.Weizenecker，B.Gleich，J.Borgert，T.M.Buzug：“2D model-based reconstruction for magnetic particle imaging”；Medical Physics，37(2)：485-491，2010

[02]B.Gleich，J.Weizenecker，J.Borgert：“Experimental results on fast2D-encoded magnetic particle imaging”Physics in Medicine and Biology，53(6)：N81-N84，Mar.2008

[03]J.Weizenecker，B.Gleich，J.Rahmer，H.Dahnke，J.Borgert：“Three-dimensional real-time in vivo magnetic particle imaging”：Physics in Medicine and Biology，54(5)：L1-L10，2009

參考標(biāo)記列表

d，d’，d″ 過(guò)掃描區(qū)域的厚度

KV，KV1，KV2，KV3 校準(zhǔn)體積

MS 磁性粒子條

MV 測(cè)量體積

OS2，OS3 過(guò) 掃描區(qū)域