具有可變的對(duì)比度的動(dòng)態(tài)成像的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于計(jì)算進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的MR圖像的方法和為此的MR設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在拍攝運(yùn)動(dòng)的器官的MR圖像時(shí)必須考慮器官(例如心臟)的固有運(yùn)動(dòng)和可能地整個(gè)器官的由于環(huán)境的運(yùn)動(dòng)而引起的運(yùn)動(dòng)。這種情況是在心臟或肝臟在呼吸時(shí)的運(yùn)動(dòng)的情況，其中這兩種運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是重復(fù)的和大約周期性的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的成像的第一種可能性是所謂的單次激發(fā)技術(shù)，其中原始數(shù)據(jù)空間完全在入射HF脈沖之后被讀出并且其中數(shù)據(jù)的拍攝足夠快以凍結(jié)運(yùn)動(dòng)。另一種可能性是分割的拍攝技術(shù)，其中對(duì)于一幅圖像的數(shù)據(jù)拍攝被劃分到多個(gè)運(yùn)動(dòng)周期并且MR數(shù)據(jù)僅在相似的運(yùn)動(dòng)階段中被拍攝。在心臟成像中必須考慮呼吸和心臟運(yùn)動(dòng)。通過(guò)呼吸的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)屏氣技術(shù)來(lái)最小化或通過(guò)導(dǎo)航器門控(Navigator-Gating)來(lái)凍結(jié)。第一種可能性限制了測(cè)量持續(xù)時(shí)間，而第二種可能性限制了效率并提高了復(fù)雜度。
[0003]數(shù)據(jù)拍攝的一種可能性是對(duì)于測(cè)量心肌運(yùn)動(dòng)的所謂CINE數(shù)據(jù)拍攝，其中對(duì)于每個(gè)心臟周期拍攝多個(gè)MR圖像，其中需要在心肌和血液之間的好的恒定對(duì)比度。這意味著使用具有好的T2/T1對(duì)比度的序列。圖像拍攝的另一種可能性是靜態(tài)組織表征，其中通過(guò)對(duì)于每個(gè)心臟搏動(dòng)測(cè)量一幅圖像確定組織特征。
[0004]在準(zhǔn)備模塊，諸如飽和脈沖或反轉(zhuǎn)脈沖或T2準(zhǔn)備之后，跟隨可選的等待時(shí)間和隨后的圖像拍攝。通過(guò)準(zhǔn)備模塊，產(chǎn)生為了表征而所需的對(duì)比度。
[0005]此外公知使用造影劑，其中可以使用或不使用造影劑來(lái)進(jìn)行組織表征。特別地，臨床上有意義的是，在造影劑給予之前或之后的Tl對(duì)比度。對(duì)心臟的重要的組織表征是通過(guò)所謂的延遲增強(qiáng)的疤痕顯示，其中在給予造影劑之后5至10分鐘這樣拍攝Tl加權(quán)的圖像，使得健康的心肌不再發(fā)出信號(hào)，然而疤痕提供亮的信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]現(xiàn)在值得期望的是，獲得拍攝技術(shù)，其中可以按照所需的對(duì)比度來(lái)組合運(yùn)動(dòng)的器官的運(yùn)動(dòng)顯示和組織表征。
[0007]該技術(shù)問(wèn)題通過(guò)本發(fā)明的方法解決。其他實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中描述。
[0008]按照本發(fā)明的第一方面，提供一種用于計(jì)算進(jìn)行周期性運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的MR圖像的方法，其中在周期性運(yùn)動(dòng)的至少兩個(gè)周期上檢測(cè)用于拍攝檢查對(duì)象的MR圖像MR信號(hào)并且其中在所述至少兩個(gè)周期中的每個(gè)周期中拍攝多個(gè)MR圖像。在此檢查對(duì)象的影響MR圖像的磁化經(jīng)過(guò)所述至少兩個(gè)周期向平衡狀態(tài)靠近，其中在所述至少兩個(gè)周期的第二周期中磁化比在所述至少兩個(gè)周期的第一周期中更接近平衡狀態(tài)。此外在使用來(lái)自于第二周期的多個(gè)MR圖像的條件下對(duì)于檢查對(duì)象的周期性運(yùn)動(dòng)的不同運(yùn)動(dòng)階段這樣確定運(yùn)動(dòng)信息，使得對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)階段的每個(gè)階段確定檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)信息。然后，對(duì)于周期性運(yùn)動(dòng)的不同運(yùn)動(dòng)階段在使用在第二周期中確定的運(yùn)動(dòng)信息的條件下進(jìn)行在第一周期的MR圖像中檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)校正并且具體來(lái)說(shuō)是這樣進(jìn)行，使得對(duì)于第一周期的不同MR圖像，對(duì)于周期性運(yùn)動(dòng)的不同的運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像。
[0009]通過(guò)使用在其中磁化接近平衡狀態(tài)的第二周期中的MR圖像，可以可靠確定運(yùn)動(dòng)信息，因?yàn)樵诘诙芷诘腗R圖像的該系列中的對(duì)比度改變現(xiàn)在是小的。由此可以可靠地利用在第二周期中的MR圖像計(jì)算例如可以是形變信息的運(yùn)動(dòng)信息。該運(yùn)動(dòng)信息然后被傳輸?shù)皆诘谝恢芷谥械腗R圖像，在該第一周期中磁化比較偏離平衡狀態(tài)。這意味著，在第一周期中的各個(gè)MR圖像在對(duì)比度方面更強(qiáng)地不同。因?yàn)楝F(xiàn)在借助運(yùn)動(dòng)信息，對(duì)于周期性運(yùn)動(dòng)的不同運(yùn)動(dòng)階段，計(jì)算運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像，所以獲得對(duì)于周期運(yùn)動(dòng)的不同運(yùn)動(dòng)階段和對(duì)于不同的對(duì)比度的MR圖像。此外，不再需要在圖像拍攝之前定義，周期性運(yùn)動(dòng)的哪個(gè)對(duì)比度或哪個(gè)階段是感興趣的，因?yàn)樵撨x擇可以在MR圖像拍攝之后回顧性地確定，因?yàn)閷?duì)于不同的對(duì)比度計(jì)算了 MR圖像序列。
[0010]來(lái)自于第二周期的運(yùn)動(dòng)信息的使用在此不限于唯一的之前的第一周期。來(lái)自于第二周期的運(yùn)動(dòng)信息也可以應(yīng)用于來(lái)自多個(gè)位于該第二周期之前的周期的MR圖像。換言之，第二周期的運(yùn)動(dòng)信息可以應(yīng)用于至少一個(gè)在時(shí)間上位于之前的周期的MR圖像。此外可以考慮不完整的周期，即不必使用一個(gè)周期的所有MR圖像。此外周期的起始點(diǎn)或在周期內(nèi)部的起始點(diǎn)對(duì)于運(yùn)動(dòng)確定可以自由選擇。
[0011]對(duì)于計(jì)算，可以的是，在第二周期中對(duì)于檢查對(duì)象的不同運(yùn)動(dòng)階段的每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，確定相對(duì)于第二周期中的每個(gè)其他運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)變化。然后可以在第一周期的MR圖像中這樣進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正，使得對(duì)于周期性運(yùn)動(dòng)的每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段在第一周期中確定運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像，并且具體來(lái)說(shuō)對(duì)于第一周期的每個(gè)MR圖像。通過(guò)從每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段到所有其他運(yùn)動(dòng)階段的該運(yùn)動(dòng)信息，然后可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)信息和在第一周期中拍攝的MR圖像，對(duì)于在第一周期中的不同運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算MR圖像，其于是也具有不同的對(duì)比度。
[0012]在此優(yōu)選地每個(gè)MR圖像對(duì)應(yīng)于一個(gè)對(duì)比度值，以所述對(duì)比度值在所屬的MR圖像中顯示檢查對(duì)象。在此在第一周期的在時(shí)間上相鄰的MR圖像之間的對(duì)比度變化大于在第二周期的在時(shí)間上相鄰的MR圖像的情況。因?yàn)樵谂臄z在第二周期中的MR圖像時(shí)的磁化比在第一周期中更接近平衡狀態(tài)，所以在第一周期中的各個(gè)MR圖像之間的對(duì)比度區(qū)別大于在第二周期中?，F(xiàn)在如果假定，在第一周期中拍攝的每個(gè)MR圖像具有不同的對(duì)比度值并且第一周期的每個(gè)拍攝的MR圖像可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，則對(duì)于第一周期的不同對(duì)比度值分別得到至少一個(gè)MR輸出圖像，其是在所屬的對(duì)比度值的情況下作為MR圖像被拍攝的。對(duì)于第一周期的不同對(duì)比度值，現(xiàn)在在使用在所屬的對(duì)比度值下拍攝的、在運(yùn)動(dòng)階段之一中拍攝的MR圖像的條件下，并且在使用對(duì)于不同的運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)信息的條件下，對(duì)于其他缺少的運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像。其于是具有與所屬的輸出圖像相同的對(duì)比度值。
[0013]在第一周期中拍攝的MR圖像分別具有一個(gè)不同的對(duì)比度值。對(duì)于形成的對(duì)比度值然后借助在第二周期中獲得的運(yùn)動(dòng)信息和在第一周期中拍攝的MR圖像，即輸出圖像，對(duì)于各自的其他運(yùn)動(dòng)階段計(jì)算運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像。由此對(duì)于一個(gè)對(duì)比度值呈現(xiàn)一系列MR圖像，其在相同的對(duì)比度情況下顯示檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)這一點(diǎn)對(duì)于第一周期的圖像的其他對(duì)比度值重復(fù)時(shí)，獲得對(duì)于不同對(duì)比度值的圖像序列，從而任意地對(duì)于來(lái)自于圖像序列的不同的對(duì)比度值，可以建立所謂的運(yùn)動(dòng)的或CINE拍攝。
[0014]在計(jì)算運(yùn)動(dòng)校正的MR圖像之后對(duì)于第一周期的所有對(duì)比度值和對(duì)于周期性運(yùn)動(dòng)的所有運(yùn)動(dòng)階段呈現(xiàn)被拍攝或者被計(jì)算的MR圖像。由此在拍攝之后可以對(duì)于任意的對(duì)比度值，考察周期性運(yùn)動(dòng)的MR圖像。
[0015]在一種實(shí)施方式中，檢查對(duì)象的磁化在檢測(cè)MR信號(hào)之前通過(guò)入射準(zhǔn)備脈沖被準(zhǔn)備，其中，磁化然后經(jīng)過(guò)至少兩個(gè)周期向平衡狀態(tài)靠近。在通過(guò)接通梯度和HF脈沖實(shí)際成像開(kāi)始之前可以例如通過(guò)反轉(zhuǎn)脈沖進(jìn)行準(zhǔn)備，方式是，將磁化以180°反轉(zhuǎn)。如果然后利用快速梯度回波序列例如bSSFP序列(balanced steady-state free precess1n，平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng))進(jìn)行圖像拍攝，則在各個(gè)MR圖像中的對(duì)比度在開(kāi)始、直接在入射之后的第一周期強(qiáng)烈不同，而在第二周期中僅還微小地從MR圖像到MR圖像改變。
[0016]替代利用反轉(zhuǎn)脈沖的準(zhǔn)備，也可以入射飽和脈沖，方式是，將磁化在拍攝MR信號(hào)之前飽和并且最后進(jìn)入平衡狀態(tài)。然而不需要入射反轉(zhuǎn)或飽和脈沖。在另一種實(shí)施方式中，當(dāng)例如反復(fù)地以小于Tl時(shí)間的重復(fù)時(shí)間TR使用梯度回波序列時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)磁化的這樣的演變。在此磁化在一會(huì)兒之后也進(jìn)入平衡狀態(tài)。
[0017]優(yōu)選地，第一周期是周期性運(yùn)動(dòng)中在時(shí)間上的第一周期，其中拍攝檢查對(duì)象的MR信號(hào)，而第二周期優(yōu)選地是最后的周期，其中拍攝檢查對(duì)象的MR信號(hào)。在最后的周期中磁化非常接近平衡狀態(tài)，而磁化在時(shí)間上的第一周期中最強(qiáng)烈改變。
[0018]當(dāng)檢查對(duì)象例如是心臟，可以在多個(gè)心臟周期上，例如在3和6之間的數(shù)，優(yōu)選4或5個(gè)心臟周期，拍攝MR信號(hào)。因?yàn)橐粋€(gè)心臟周期大約持續(xù)一秒，所以在3秒至大約6秒之內(nèi)可以拍攝MR圖像。而不健康的檢查對(duì)象也可以屏氣該時(shí)間段。根據(jù)應(yīng)用區(qū)域的不同，也可以使用多于6個(gè)周期。需要的是僅周期數(shù)彡2。
[0019]對(duì)于在一個(gè)心臟周期內(nèi)部拍攝多個(gè)MR圖像，可以借助加速方法，例如壓縮感知技術(shù)(Compressed-Sensing-Technologie)，拍攝MR圖像。該技術(shù)通過(guò)利用拍攝的MR數(shù)