借助激勵(lì)檢查對(duì)象進(jìn)行磁共振成像的方法和磁共振設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及活體的檢查對(duì)象（O）的預(yù)定體積區(qū)段的MR成像，其中執(zhí)行如下步驟：以限定的激勵(lì)模式來(lái)激勵(lì)檢查對(duì)象（O）；采集預(yù)定體積區(qū)段的MR數(shù)據(jù)；根據(jù)激勵(lì)模式來(lái)基于MR數(shù)據(jù)建立MR圖像。在此，預(yù)定體積區(qū)段包括檢查對(duì)象的內(nèi)部器官或肌肉組織。
【專利說(shuō)明】借助激勵(lì)檢查對(duì)象進(jìn)行磁共振成像的方法和磁共振設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種方法和一種磁共振設(shè)備，以便建立活體檢查對(duì)象的預(yù)定體積區(qū)段(尤其心臟)的MR圖像。
【背景技術(shù)】
[0002]US2011/0160567A1描述了一種可植入的裝置，例如去纖顫器或者心臟起搏器，其采集磁共振設(shè)備的信息，并且根據(jù)其調(diào)節(jié)該裝置的參數(shù)。為了校準(zhǔn)該裝置，患者會(huì)經(jīng)受負(fù)荷，并且在該負(fù)荷下建立MR圖像。
[0003]US6, 073, 041描述了一種腦部MR成像，以便消除由于生理因素(呼吸、心跳)弓丨起
的信號(hào)波動(dòng)。
[0004]在S.0gawa 等所著的 “Brain magnetic resonance imaging with contrastdependent on blood oxygenation”，Proc.Natl.Acad.Sc1.，USA，第 87 卷，第 9868 - 9872頁(yè)，1990年12月中描述了，在磁共振成像中可以使用BOLD (血氧水平依賴)對(duì)比，以便在正常生理?xiàng)l件下在活體對(duì)象上獲得與腦部中的氧氣積聚有關(guān)的實(shí)時(shí)結(jié)果。[0005]在M.K.Atalay 等所著的 “Oxygenation in the Rabbit Myocardium:Assessmentwith Susceptibility-dependent MR Imaging”， Cardiac Radiologyl993 ；189 ;第 759 -764頁(yè)中示出那樣，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的MR成像中可能的是確定心肌中的氧氣含量。
[0006]在R.S.Balaban 所著的 “Effect of Cardiac Flow on Gradient Recalled EchoImages of the Caine Heart，，,NMR in Biomedicine,第 7 卷，第 89 - 95 頁(yè)，1994 中公開(kāi)了，梯度回波的強(qiáng)度與冠狀動(dòng)脈血流的強(qiáng)度和靜脈血流中的氧飽和度有關(guān)。
[0007]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)可靠地、少偽影地證明心肌組織的局部缺血狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)MR成像，使得以根據(jù)本發(fā)明建立的MR圖像可以與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)相比更好地實(shí)現(xiàn)更可靠地、更少偽影地證明肌肉組織或內(nèi)部器官的局部缺血狀態(tài)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)一種用于MR成像的方法、一種磁共振設(shè)備、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和一種電子可讀的數(shù)據(jù)載體來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]在本發(fā)明的范圍中，提供了一種用于對(duì)活體的檢查對(duì)象的預(yù)定體積區(qū)段進(jìn)行MR成像的方法。預(yù)定體積區(qū)段是檢查對(duì)象的內(nèi)部器官或者是檢查對(duì)象的肌肉組織，使得預(yù)定體積區(qū)段恰好不是檢查對(duì)象的腦部。根據(jù)本發(fā)明的方法包括如下步驟:
[0011]-以限定的激勵(lì)模式激勵(lì)檢查對(duì)象。通過(guò)該激勵(lì)尤其改變了在預(yù)定體積區(qū)段內(nèi)的氧飽和。在此，激勵(lì)也可以以間接激勵(lì)的形式進(jìn)行。在此，將間接激勵(lì)例如理解為如下激勵(lì)，在該激勵(lì)中，并非直接，而是間接地激勵(lì)預(yù)定體積區(qū)段。這例如是激勵(lì)其它體積區(qū)段(例如腦部)的情況，由此則(間接)激勵(lì)了預(yù)定體積區(qū)段(例如心臟)。
[0012]-采集預(yù)定體積區(qū)段的MR數(shù)據(jù)。在激勵(lì)檢查對(duì)象期間，采集預(yù)定體積區(qū)段內(nèi)部的MR數(shù)據(jù)。
[0013]-根據(jù)激勵(lì)模式來(lái)基于所采集的MR數(shù)據(jù)建立MR圖像。換言之，在建立MR圖像時(shí)考慮激勵(lì)模式，或者考慮如何在采集MR數(shù)據(jù)期間激勵(lì)檢查對(duì)象的類型和方式。
[0014]通過(guò)根據(jù)激勵(lì)模式建立MR圖像的方式，可以有利地將MR圖像中的由于激勵(lì)而引起的信號(hào)變化與原因并非該激勵(lì)的其它信號(hào)變化分離。因?yàn)檫@些其它信號(hào)變化通常是干擾，所以可以在建立MR圖像時(shí)消除這些其它信號(hào)變化或干擾，使得可以有利地建立高對(duì)比噪聲比(Kontrast-Rausch-Verhdknis)的、少偽影的 MR 圖像。 [0015]當(dāng)通過(guò)激勵(lì)引起的效果是心肌中的BOLD效應(yīng)(即將在以實(shí)驗(yàn)方式引入的缺氧狀態(tài)和氧飽和狀態(tài)之間的信號(hào)差簡(jiǎn)化)時(shí)，則這些通過(guò)BOLD效應(yīng)在MR數(shù)據(jù)或MR圖像中造成的變化在場(chǎng)強(qiáng)在1.5T到3T之間的常用核自旋斷層成像裝置中處于很少百分?jǐn)?shù)的范圍中，并且由此處于噪聲的量級(jí)中。換言之，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)(即在不考慮激勵(lì)模式的情況下)建立的MR圖像除了所希望的BOLD效應(yīng)之外還包含所無(wú)不希望的信號(hào)分量，其尤其與所選擇的接收技術(shù)和接收時(shí)間相關(guān)。這些干擾或所不希望的信號(hào)分量的原因例如是器官運(yùn)動(dòng)(例如通過(guò)呼吸或心臟收縮造成)、磁共振設(shè)備的缺陷(例如BO場(chǎng)漂移、渦流、磁場(chǎng)不均勻性)以及生理效果(例如心率的變化、血液循環(huán)的變化)。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明與激勵(lì)模式相關(guān)地建立MR圖像的方式，可以有利地將BOLD效應(yīng)造成的變化與所不希望的變化或干擾區(qū)分，使得可以將這些干擾從所建立的MR圖像中消除。由此，可以以根據(jù)本發(fā)明建立的MR圖像，通過(guò)BOLD效應(yīng)來(lái)更可靠地、更少偽影地證明心肌組織的局部缺血狀態(tài)。
[0016]MR數(shù)據(jù)的采集尤其通過(guò)測(cè)量時(shí)間序列進(jìn)行，通過(guò)這些測(cè)量時(shí)間序列形成時(shí)間分辨率高的T2*和/或T2加權(quán)的MR圖像。在此，以IOOms到500ms的時(shí)間間隔(或者甚至以數(shù)秒的間隔)建立兩個(gè)時(shí)間上相繼跟隨的MR圖像，使得在一秒的時(shí)間跨度中建立體積區(qū)段(例如心臟)的二至十個(gè)MR圖像。
[0017]在此，采集MR圖像以三維(3D)或二維(2D)方法進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，也可以借助所謂的多層2D方法采集三維的體積區(qū)段，其中采集多個(gè)層中的MR數(shù)據(jù)。
[0018]在此，激勵(lì)檢查對(duì)象包括取自如下過(guò)程組中的至少一個(gè)過(guò)程:
[0019]-將藥用材料饋送給檢查對(duì)象。在此，為檢查對(duì)象施用藥物或其它材料，以便由此在預(yù)定體積區(qū)段中獲得在MR圖像中可識(shí)別的效果(例如氧飽和的變化)。
[0020]-機(jī)械刺激檢查對(duì)象。在此，通過(guò)經(jīng)由檢查對(duì)象的皮膚覺(jué)察的刺激或者通過(guò)觸摸來(lái)刺激或壓迫檢查對(duì)象。該機(jī)械刺激在預(yù)定體積區(qū)段中引起在MR圖像內(nèi)可識(shí)別的效果(例如氧飽和的變化)。
[0021]-精神刺激檢查對(duì)象。在此,例如通過(guò)聲學(xué)或光學(xué)刺激來(lái)激勵(lì)或壓迫檢查對(duì)象。精神刺激在預(yù)定體積區(qū)段中引起在MR圖像內(nèi)可識(shí)別的效果(例如氧飽和的變化)。例如，精神刺激檢查對(duì)象對(duì)于作為預(yù)定體積區(qū)段的(人類的)心臟意味著，通過(guò)(例如通過(guò)聲學(xué)或光學(xué)刺激)刺激腦部來(lái)提高心跳頻率。
[0022]-通過(guò)改變影響檢查對(duì)象的各種類型的外部條件來(lái)進(jìn)行刺激。這些改變包括例如改變溫度、改變檢查對(duì)象呼入的空氣的組成和冷壓測(cè)試(“cold pressure test”)。
[0023]刺激檢查對(duì)象尤其反復(fù)進(jìn)行，然而也可以以其它形式是時(shí)間變化的(即與時(shí)間相關(guān)的)。激勵(lì)或激勵(lì)模式也可以包括其中不發(fā)生激勵(lì)的靜息階段。
[0024]如上面已經(jīng)關(guān)于BOLD效應(yīng)表明那樣，建立MR圖像可以包括采集MR圖像內(nèi)的、遵循激勵(lì)模式的、即尤其與激勵(lì)模式關(guān)聯(lián)的變化。此外，可以采集MR圖像內(nèi)的其它變化，其不具有或僅具有與激勵(lì)模式的小的關(guān)聯(lián)。MR圖像現(xiàn)在校正為使得將這些其它變化從MR圖像中消除，由此作為結(jié)果建立具有良好或高對(duì)比噪聲比的MR圖像。
[0025]換言之，根據(jù)該實(shí)施形式，在第一步驟中從所采集的MR數(shù)據(jù)中建立臨時(shí)MR圖像。在這些臨時(shí)MR圖像內(nèi)采集與激勵(lì)模式關(guān)聯(lián)的變化以及與激勵(lì)模式無(wú)關(guān)聯(lián)或僅有小關(guān)聯(lián)的其它變化。從這些臨時(shí)MR圖像中消除被判讀為干擾的這些其它變化，以便作為結(jié)果建立具有良好對(duì)比噪聲比的MR圖像。
[0026]例如可以根據(jù)激勵(lì)模式，借助對(duì)臨時(shí)MR圖像的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析來(lái)采集變化和/或采集其它變化。
[0027]該統(tǒng)計(jì)學(xué)分析例如可以借助GLM (“General Linear Model (廣義線性模型)”)來(lái)執(zhí)行。借助該統(tǒng)計(jì)學(xué)分析來(lái)分析多個(gè)時(shí)間上彼此相繼的臨時(shí)MR圖像，其中體素示出了對(duì)檢查對(duì)象在采集MR數(shù)據(jù)期間所經(jīng)受的激勵(lì)的確定反應(yīng)(例如BOLD效應(yīng))。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析確定在時(shí)間上彼此相繼的臨時(shí)MR圖像內(nèi)的如下體素，這些體素的信號(hào)值-時(shí)間變化曲線具有與激勵(lì)模式的相應(yīng)時(shí)間變化曲線的在預(yù)定的關(guān)聯(lián)閾值以上的關(guān)聯(lián)。臨時(shí)MR圖像內(nèi)的這些其中關(guān)聯(lián)在關(guān)聯(lián)閾值以上的體素因此被判讀為遵循激勵(lì)模式的變化。在此，激勵(lì)模式尤其通過(guò)壓迫階段和靜息階段的時(shí)間變化曲線，然而還通過(guò)在確定時(shí)刻的激勵(lì)強(qiáng)度來(lái)限定。激勵(lì)模式可以遵循模塊設(shè)計(jì)或者可以實(shí)施為移位寄存器序列。
[0028]在模塊設(shè)計(jì)中，激勵(lì)范例或激勵(lì)模式由激勵(lì)和靜息的重復(fù)序列(例如30s激勵(lì)，30s靜息)構(gòu)成。在該(60s的)時(shí)間中，分別可以執(zhí)行例如十次測(cè)量或產(chǎn)生十個(gè)MR數(shù)據(jù)。然后，評(píng)估或分析確定在根據(jù)MR數(shù)據(jù)建立的臨時(shí)MR圖像中的遵循激勵(lì)模式的強(qiáng)度或變化。
[0029]在移位寄存器序列(也已知為基于事件的激勵(lì))中，激勵(lì)階段和靜息階段在不規(guī)則的序列中交替，其中，激勵(lì)階段和靜息階段的持續(xù)時(shí)間也可以是不同長(zhǎng)的。在評(píng)估或分析臨時(shí)MR圖像時(shí)，必須考慮確定的效果，例如身體的反應(yīng)時(shí)間、信號(hào)響應(yīng)的形式，以便決定哪些變化遵循激勵(lì)模式。為此，分析包括例如以脈沖響應(yīng)(以所謂的血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù))進(jìn)行去卷積。
[0030]如果相反地通過(guò)對(duì)時(shí)間上彼此相繼的臨時(shí)MR圖像的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析而采集到體素的如下時(shí)間變化，該時(shí)間變化與激勵(lì)模式的時(shí)間變化曲線的關(guān)聯(lián)在預(yù)定的關(guān)聯(lián)閾值以下，則將這些變化標(biāo)記為其它變化，其被判讀為干擾。
[0031]在此，對(duì)臨時(shí)MR圖像的評(píng)估或統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以以像素方式地或者在時(shí)間上彼此相繼的臨時(shí)MR圖像的確定區(qū)域(ROI “Regions of Interest (感興趣區(qū)域)”)內(nèi)進(jìn)行。在此，可以時(shí)間相關(guān)地確定這些區(qū)域，這尤其是如下情況:如果通過(guò)MR圖像成像的確定對(duì)象(例如心臟、橫膈膜)自身運(yùn)動(dòng)。
[0032]為了通過(guò)評(píng)估MR圖像內(nèi)的區(qū)域來(lái)執(zhí)行變化和/或其它變化，例如可以追蹤這些區(qū)域的體素在時(shí)間上的平均值，以便將該平均值的時(shí)間變化與激勵(lì)模式的時(shí)間變化相比較。
[0033]此外可能的是采集除了激勵(lì)模式之外影響所采集的MR數(shù)據(jù)的特征量。然后，可以根據(jù)所采集的特征量執(zhí)行對(duì)臨時(shí)MR圖像內(nèi)的變化和/或其它變化的采集。
[0034]通過(guò)引入例如除了激勵(lì)模式之外被對(duì)臨時(shí)MR圖像的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析考慮的特征量或干擾量，可以在質(zhì)量上進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)變化和/或其它變化的采集。
[0035]在此，特征量或干擾量例如理解為:[0036]-EKG (心電圖)信號(hào)，
[0037]-呼吸信號(hào)(例如對(duì)橫膈膜位置的說(shuō)明)，
[0038]-對(duì)于運(yùn)動(dòng)幅度的度量，
[0039]-血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)(與待期待血流有關(guān)的信息，其例如可以從已經(jīng)采集的MR圖像中取得)。
[0040]通過(guò)考慮呼吸信號(hào)而也可能的是，僅當(dāng)橫膈膜在測(cè)量期間位于預(yù)定區(qū)域中時(shí)才采集MR數(shù)據(jù)。由此，當(dāng)呼吸位置在MR數(shù)據(jù)采集期間位于預(yù)定區(qū)域外部時(shí)，并不采集或丟棄MR數(shù)據(jù)。
[0041]采集臨時(shí)MR圖像中的變化例如可以根據(jù)在這些臨時(shí)MR圖像內(nèi)受血氧合和/或流動(dòng)效果影響的特征或特性來(lái)進(jìn)行。
[0042]為此例如可以采集BOLD效應(yīng)，作為在臨時(shí)MR圖像內(nèi)的特征或特性。然而也可能的是，在使用SSFP序列(SSFP, “Single State Free Precession (單態(tài)自由進(jìn)動(dòng))”)的情況下，采集來(lái)自BOLD效應(yīng)和來(lái)自流動(dòng)效果或灌注效果的混合對(duì)比度作為與激勵(lì)模式相關(guān)的變化，這可以增強(qiáng)對(duì)缺血效果的定位和/或量化。
[0043]此外，建立MR圖像可以包括運(yùn)動(dòng)校正。
[0044]在此，運(yùn)動(dòng)校正理解為對(duì)MR圖像的時(shí)間序列的前瞻性和/或回顧性配準(zhǔn)，以便借助彈性和/或剛性的身體模型例如將心臟運(yùn)動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)從MR圖像中消除。在此，配準(zhǔn)或更好的圖像配準(zhǔn)理解為如下方法，借助該方法在多個(gè)MR圖像中確定相同的區(qū)域或者至少相似的區(qū)域，以便由此使MR圖像中的這些至少類似的區(qū)域彼此一致。
[0045]此外，建立MR圖像可以包括在空間上和/或時(shí)間上對(duì)(臨時(shí)的)MR圖像進(jìn)行濾波。
[0046]通過(guò)對(duì)MR圖像進(jìn)行濾波，可以例如尤其使MR圖像的各個(gè)體素的值中的時(shí)間或空間的偏差值變得平滑。通過(guò)在空間上以及在時(shí)間上使MR圖像的體素的值變得平滑，尤其改進(jìn)了 MR圖像的信噪比。
[0047]可以將如下序列用于采集MR數(shù)據(jù)，該序列從如下組中選出:
[0048]-單次激發(fā)回波平面成像。在此，基于HF激勵(lì)以梯度回波序列或自旋回波序列讀出整個(gè)K空間。
[0049]-快速小角度激發(fā)(FLASH)。一種快速的序列，借助其產(chǎn)生帶有小的翻轉(zhuǎn)角的梯度回波。
[0050]-真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像(True-FISP)。一種相干技術(shù)(即所有體素同相)，其中使用調(diào)協(xié)的梯度。與FLASH相比，采集時(shí)間通常更短，并且血液與心肌之間的對(duì)比度更高。
[0051]也可以通過(guò)預(yù)備脈沖(PiiparationspuIse)(例如通過(guò)T2預(yù)備脈沖或者飽和脈沖)影響或改進(jìn)根據(jù)MR數(shù)據(jù)采集的MR圖像的對(duì)比度。
[0052]為了建立確定的統(tǒng)計(jì)，可以直接從MR圖像中導(dǎo)出這些統(tǒng)計(jì)。然而還可能是，根據(jù)從MR圖像中導(dǎo)出的參數(shù)(例如T2圖)建立這些統(tǒng)計(jì)。
[0053]在此，MR數(shù)據(jù)的采集可以以(例如由EKG信號(hào))觸發(fā)的方式進(jìn)行，然而也可以以未觸發(fā)的方式進(jìn)行。此外，可以二維或三維地采集MR數(shù)據(jù)。最后，可以為了數(shù)據(jù)采集而分割K空間，然而或者基于HF激勵(lì)而完全讀出K空間。
[0054]在本發(fā)明的范圍中還提供了一種用于采集活體檢查對(duì)象內(nèi)的預(yù)定體積區(qū)段中的MR數(shù)據(jù)的磁共振設(shè)備。在此，`預(yù)定體積區(qū)段包括檢查對(duì)象的內(nèi)部器官(并非腦部)或肌肉組織。磁共振設(shè)備包括基本場(chǎng)磁體、梯度場(chǎng)系統(tǒng)、一個(gè)或多個(gè)HF天線、用于控制梯度場(chǎng)系統(tǒng)和HF天線和用于接收由HF天線收到的測(cè)量信號(hào)和用于評(píng)估測(cè)量信號(hào)及用于建立MR圖像數(shù)據(jù)集的控制裝置以及激勵(lì)裝置。激勵(lì)裝置被構(gòu)建為，以預(yù)定的激勵(lì)模式激勵(lì)檢查對(duì)象。磁共振設(shè)備被構(gòu)建為，采集MR數(shù)據(jù)并且借助控制裝置根據(jù)激勵(lì)模式來(lái)基于MR數(shù)據(jù)建立MR圖像。
[0055]激勵(lì)裝置可以是用于施用確定劑量的藥品或其它材料的裝置(例如泵)。在此，激勵(lì)裝置尤其可以相應(yīng)于預(yù)定的激勵(lì)模式來(lái)施用該劑量。此外，激勵(lì)裝置可以是相應(yīng)于預(yù)定的激勵(lì)模式來(lái)觸摸檢查對(duì)象的裝置。根據(jù)激勵(lì)模式以噪音或音頻信號(hào)激勵(lì)檢查對(duì)象的聲源(例如揚(yáng)聲器)，或者根據(jù)激勵(lì)模式以光學(xué)信號(hào)激勵(lì)檢查對(duì)象的顯示器也可以用作激勵(lì)裝置。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的磁共振設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)基本上符合根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)，其之前已經(jīng)詳細(xì)描述，使得在此省去重復(fù)。
[0057]此外，本發(fā)明描述了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、尤其一種軟件，其可以載入磁共振設(shè)備的可編程控制裝置或計(jì)算單元的存儲(chǔ)器中。當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在控制裝置中運(yùn)行時(shí)，借助該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的所有或不同的之前描述的實(shí)施方式。在此，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可能需要程序資源、例如庫(kù)或輔助函數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)方法的相應(yīng)實(shí)施方式。換言之，針對(duì)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品要求的權(quán)利尤其保護(hù)如下軟件，借助該軟件可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的上述實(shí)施方式之一，或者其實(shí)施了這些實(shí)施方式。在此，軟件可以是還必須編譯和鏈接或僅必須解釋的源代碼(例如C++)，或者是可運(yùn)行的軟件代碼，其為了運(yùn)行僅還需載入到相應(yīng)的計(jì)算單 元或控制裝置中。
[0058]最后，本發(fā)明公開(kāi)了一種電子可讀的數(shù)據(jù)載體，例如DVD、磁帶或U盤(pán)，在其上存儲(chǔ)有電子可讀的控制信息、尤其軟件(見(jiàn)上)。當(dāng)這些控制信息(軟件)從數(shù)據(jù)載體讀出并且存儲(chǔ)到磁共振設(shè)備的控制裝置或計(jì)算單元中時(shí)，可以執(zhí)行上面描述的方法的所有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0059]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明建立的MR圖像采集的結(jié)果可以以特征卡(Merkmalskarten)的方式示出，其中尤其標(biāo)出“激活的”區(qū)域，在這些區(qū)域中例如可以看到MR圖像中的BOLD效應(yīng)。這樣采集的結(jié)果也可以以不同區(qū)域(ROI)的形式示出，例如通過(guò)規(guī)則的劃分或者以與器官匹配的部段模型來(lái)示出。
[0060]本發(fā)明尤其適于建立在人類心臟區(qū)域中的MR圖像，用于檢查缺血。換言之，本發(fā)明可以用于檢測(cè)、評(píng)價(jià)和量化缺血效果。當(dāng)然，本發(fā)明卻并不限于這些優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)楸景l(fā)明例如也可以用于建立檢查對(duì)象的其它內(nèi)部器官或肌肉組織的MR圖像。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0061]下面參考附圖借助根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0062]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的磁共振設(shè)備。
[0063]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的、用于建立檢查對(duì)象的體積區(qū)段的MR圖像的流程?！揪唧w實(shí)施方式】
[0064]圖1示出了磁共振設(shè)備5 (磁共振成像或核自旋斷層成像設(shè)備)的示意圖。在此，基本場(chǎng)磁體I產(chǎn)生時(shí)間上恒定的強(qiáng)磁場(chǎng)，用于極化或?qū)R對(duì)象O的體積區(qū)段(例如患者的待檢查心臟)中的核自旋，該患者以躺臥在臥榻23上的方式在磁共振設(shè)備5被檢查。在典型的球形測(cè)量體積M中限定了基本磁場(chǎng)的對(duì)于核自旋測(cè)量所需的高均勻度，人體的待檢查部分位于該測(cè)量體積中。為了輔助均勻性要求并且尤其為了消除時(shí)間上不變的影響，而在合適的位置上安裝了由鐵磁性材料制成的所謂勻場(chǎng)片(Shim-Bleche)。時(shí)間上變化的影響通過(guò)勻場(chǎng)線圈2來(lái)消除。
[0065]在基本場(chǎng)磁體I中使用圓柱形梯度場(chǎng)系統(tǒng)3，其由三個(gè)子繞組構(gòu)成。每個(gè)子繞組由放大器供給用于在笛卡爾坐標(biāo)系的各個(gè)方向上產(chǎn)生線性(也是時(shí)間上可變的)梯度場(chǎng)的電流。在此，梯度場(chǎng)系統(tǒng)3的第一子繞組在χ方向上產(chǎn)生梯度Gx，第二子繞組在y方向上產(chǎn)生梯度Gy，第三子繞組在z方向上產(chǎn)生梯度Gz。放大器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其被序列控制部18控制，以便在時(shí)間上正確地產(chǎn)生梯度脈沖。
[0066]在梯度場(chǎng)系統(tǒng)3內(nèi)有一個(gè)(或多個(gè))高頻天線4，其將由高頻功率放大器輸出的高頻脈沖轉(zhuǎn)換為用于激發(fā)原子核并且將待檢查對(duì)象O或?qū)ο驩的待檢查區(qū)域的核自旋對(duì)齊的交變磁場(chǎng)。每個(gè)高頻天線4由按部件線圈的環(huán)形、優(yōu)選線形或陣列形布置形式的一個(gè)或多個(gè)HF發(fā)射線圈和一個(gè)或多個(gè)HF接收線圈構(gòu)成。各個(gè)高頻天線4的HF接收線圈還將由進(jìn)動(dòng)的核自旋發(fā)出的交變場(chǎng)(即通常是由一個(gè)或多個(gè)高頻脈沖和一個(gè)或多個(gè)梯度脈沖構(gòu)成的脈沖序列引起的核自旋回波信號(hào))轉(zhuǎn)換為電壓(測(cè)量信號(hào))，其通過(guò)放大器7饋送給高頻系統(tǒng)22的高頻接收通道8。高頻系統(tǒng)22還包括發(fā)射通道9，在該發(fā)射通道中產(chǎn)生用于激發(fā)磁性核共振的高頻脈沖。在此，基于由設(shè)備計(jì)算器20規(guī)定的脈沖序列，將各個(gè)高頻脈沖在序列控制部18中數(shù)字化地示出為復(fù)數(shù)序列。該數(shù)字序列作為實(shí)部和虛部分別通過(guò)輸入端12饋送給高頻系統(tǒng)22中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并且由其饋送給發(fā)射通道9。在發(fā)射通道9中，將脈沖序列調(diào)制在高頻載波信號(hào)上，其基頻對(duì)應(yīng)于中心頻率(Mittenfrequenz )。
[0067]發(fā)射和接收工作的轉(zhuǎn)換通過(guò)發(fā)射接收轉(zhuǎn)轍器6進(jìn)行。高頻天線4的HF發(fā)射脈沖輻射用于將核自旋激發(fā)到測(cè)量體積M中的高頻脈沖，并且通過(guò)HF接收線圈對(duì)所引起的回波信號(hào)進(jìn)行采樣。將相應(yīng)地獲取的核共振信號(hào)在高頻系統(tǒng)22的接收通道8’(第一解調(diào)器)中相位敏感地解調(diào)到中間頻率(Zwischenfrequenz)上，并且在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中數(shù)字化。該信號(hào)還解調(diào)到頻率O上。在數(shù)字域中的數(shù)字化之后，在第二解調(diào)器8上進(jìn)行到頻率O上的解調(diào)并分離成實(shí)部和虛部。通過(guò)圖像計(jì)算器17根據(jù)如此獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)重建MR圖像或三維的圖像數(shù)據(jù)集。測(cè)量數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和控制程序的管理通過(guò)設(shè)備計(jì)算器20進(jìn)行?；诶每刂瞥绦虻囊?guī)定，序列控制部18控制相應(yīng)所希望的脈沖序列的產(chǎn)生和對(duì)K空間的相應(yīng)采樣。尤其，序列控制部18在此控制時(shí)間正確地切換梯度、以限定的相位幅度發(fā)出高頻脈沖以及接收核共振信號(hào)。高頻系統(tǒng)22和序列控制部18的時(shí)基由合成器19提供。例如存儲(chǔ)在DVD21上的、用于產(chǎn)生MR圖像的相應(yīng)控制程序的選擇以及所產(chǎn)生的MR圖像的示出通過(guò)終端13進(jìn)行，其包括鍵盤(pán)15、鼠標(biāo)16和屏幕14。
[0068]在采集MR數(shù)據(jù)期間，根據(jù)激勵(lì)模式來(lái)借助磁共振設(shè)備5的激勵(lì)裝置30激勵(lì)患者或檢查對(duì)象0，使得在根據(jù)MR數(shù)據(jù)重建的MR圖像中的確定變化遵循激勵(lì)模式。
[0069]此外，圖1以附圖標(biāo)記10示出了磁共振設(shè)備5的控制裝置，其用于控制梯度場(chǎng)系統(tǒng)3和至少一個(gè)HF天線4，用于接收由至少一個(gè)接收線圈元件收到的測(cè)量信號(hào)和用于評(píng)估測(cè)量信號(hào)和用于建立MR數(shù)據(jù)。[0070]在圖2中示出了用于建立檢查對(duì)象的心臟的MR圖像的、根據(jù)本發(fā)明的流程。
[0071]在步驟SI中，例如通過(guò)光學(xué)或聲學(xué)刺激來(lái)激勵(lì)檢查對(duì)象，其中這些刺激遵循預(yù)定的激勵(lì)模式。在該激勵(lì)期間，在步驟S2中采集MR數(shù)據(jù)?；谶@些MR數(shù)據(jù)，在步驟S3中建立臨時(shí)MR圖像。在下一步驟S4中分析這些臨時(shí)MR圖像，以便采集臨時(shí)MR圖像中由BOLD效應(yīng)造成的信號(hào)變化。與步驟S4同時(shí)地在步驟S5中采集在臨時(shí)MR圖像中的其它信號(hào)變化。信號(hào)變化與這些其它信號(hào)變化通過(guò)與激勵(lì)模式的相關(guān)性而相區(qū)分。信號(hào)變化具有與激勵(lì)模式的緊密關(guān)聯(lián)，而其它信號(hào)變化僅具有與激勵(lì)模式的小關(guān)聯(lián)或并無(wú)關(guān)聯(lián)。
[0072]在步驟S6中將表示臨時(shí)MR圖像內(nèi)的干擾的其它信號(hào)變化從臨時(shí)MR圖像中移除，以便作為結(jié)果而產(chǎn)生帶有 高對(duì)比噪聲比的MR圖像。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)活體的檢查對(duì)象(O)的預(yù)定體積區(qū)段進(jìn)行磁共振成像的方法，其中，該方法包括如下步驟: 以限定的激勵(lì)模式來(lái)激勵(lì)檢查對(duì)象， 采集所述預(yù)定體積區(qū)段的磁共振數(shù)據(jù)，以及 根據(jù)所述激勵(lì)模式來(lái)基于所述磁共振數(shù)據(jù)建立磁共振圖像，以便將所述磁共振圖像中由于所述激勵(lì)而發(fā)生的信號(hào)變化與原因并非所述激勵(lì)的其它信號(hào)變化分離， 其中，所述預(yù)定體積區(qū)段包括所述檢查對(duì)象(O)的內(nèi)部器官或肌肉組織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)包括來(lái)自如下組中的至少一個(gè)過(guò)程，該組包括: -將藥用材料饋送給所述檢查對(duì)象， -機(jī)械刺激所述檢查對(duì)象(0)， -精神刺激所述檢查對(duì)象(O), -通過(guò)改變影響所述檢查對(duì)象的各種類型的外部條件來(lái)進(jìn)行刺激。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 建立所述磁共振圖像包括采集所述磁共振圖像內(nèi)的變化，其中這些變化遵循所述激勵(lì)模式， 采集所述磁共振圖像內(nèi)的不遵循所述激勵(lì)模式的其它變化，并且建立所述磁共振圖像包括校正所述磁共振圖像，以便消除所述磁共振圖像內(nèi)的所述其它變化，來(lái)由此提高校正過(guò)的磁共振圖像的對(duì)比噪聲比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述激勵(lì)模式借助對(duì)所述磁共振圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析來(lái)采集所述變化和/或其它變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，通過(guò)評(píng)估所述磁共振圖像的區(qū)域來(lái)采集所述變化和/或其它變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5之一所述的方法，其特征在于，采集除了所述激勵(lì)模式之外影響所采集的磁共振數(shù)據(jù)的特征量，并且根據(jù)所采集的特征量來(lái)采集所述變化和/或其它變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6之一所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述磁共振圖像內(nèi)的特征來(lái)采集所述變化，所述特征受血氧合和/或受流動(dòng)效果影響。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，建立所述磁共振圖像包括運(yùn)動(dòng)校正。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，建立所述磁共振圖像包括對(duì)所述磁共振圖像進(jìn)行空間和/或時(shí)間濾波。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，采集所述磁共振數(shù)據(jù)以選自組的序列執(zhí)行，該組包括: -單次激發(fā)回波平面成像， -快速小角度激發(fā)， -真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像。
11.一種用于對(duì)活體的檢查對(duì)象(O)的預(yù)定體積區(qū)段進(jìn)行磁共振成像的磁共振設(shè)備， 其中，所述磁共振設(shè)備(5)包括基本場(chǎng)磁體(1)、梯度場(chǎng)系統(tǒng)(3)、至少一個(gè)高頻天線(4)、至少一個(gè)接收線圈單元、用于控制所述梯度場(chǎng)系統(tǒng)(3)和所述至少一個(gè)高頻天線(4)并且用于接收由至少一個(gè)接收線圈單元收到的測(cè)量信號(hào)并且用于評(píng)估所述測(cè)量信號(hào)和建立磁共振數(shù)據(jù)的控制裝置(10 )、以及激勵(lì)裝置(30 )， 其中，所述激勵(lì)裝置(30)被構(gòu)建為以限定的激勵(lì)模式激勵(lì)所述檢查對(duì)象(0)， 其中，所述磁共振設(shè)備(5)被構(gòu)建為采集所述預(yù)定體積區(qū)段的磁共振數(shù)據(jù)(25)，并且根據(jù)所述激勵(lì)模式來(lái)基于所述磁共振數(shù)據(jù)建立磁共振圖像，以便將所述磁共振圖像內(nèi)由于所述激勵(lì)而進(jìn)行的信號(hào)變化與原因并非所述激勵(lì)的其它信號(hào)變化分離。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，所述磁共振設(shè)備(5)被構(gòu)建為用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到10之一所述的方法。
13.—種包括程序并且可以直接載入到磁共振設(shè)備(5)的可編程控制裝置(10)的存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序具有程序資源，以便當(dāng)所述程序在所述磁共振設(shè)備(5)的控制裝置(10)中運(yùn)行時(shí)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1到10之一所述的方法的所有步驟。
14.一種帶有存儲(chǔ)于其上的電子可讀的控制信息的電子可讀的數(shù)據(jù)載體，該控制信息被構(gòu)建為，在使用該數(shù)據(jù)載體(21)的情況下，所述控制信息在磁共振設(shè)備(5)的控制裝置(10)中時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到10之一所述的方法。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK103654781SQ201310394535
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】A.格雷瑟, J.古爾林, R.克羅克, E.米勒, M.里克, M.施米特, A.斯塔爾德 申請(qǐng)人:西門子公司, 西門子加拿大有限公司