[发明专利]用于PROPELLER MRI的磁共振设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于对置于检查体积内的身体进行磁共振成像(MRI)的设 备。

此外，本发明涉及MRI的方法和用于磁共振(MR)设备的计算机程 序。

背景技术

在MRI中，对置于MR设备的检查体积内的均匀磁场中的物体(患者) 施加包括了RF脉冲和切换式磁场梯度组成的脉冲序列。以这种方式，生成 MR信号，其借助于射频(RF)接收天线进行扫描，以便获得有关所述对 象的信息并对其图像进行重建。由于它最初的发展，MRI应用的临床相关 领域的数量已经取得巨大的增长。MRI可应用到几乎身体的每个部分，并 且它可用于获得重要的人体功能信息。脉冲序列(其在MRI扫描期间进行 施加)在确定重建图像的特征(诸如，对象内部的位置和方向、尺寸、分 辨率、信噪比、对比度、对移动的敏感度等)上扮演着重要的角色。MRI 设备的操作者必须为各个应用选择合适的序列并且必须调整和优化它的参 数。

在已知的所谓PROPERLLER观念(具有增强的重建的周期旋转的重叠 平行线，见James G.Pipe：“Motion Correction With PROPELLER MRI：Apllication to Head Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging”，Magnetic Resonance in Medicine，vol.42，1999，963-969页)中，MR 信号采集到k空间中的N个数据带(strip)上，每一个数据带包括L条平 行线，其对应笛卡尔k空间采样方案中的L最低频率相位编码线。每个数 据带(其也被称为k空间叶片)在k空间中旋转达的角度，使 得整个MR数据集在k空间中近似涵盖了圆。如果希望具有直径M的数据 矩阵，则例如这样选择L和N，使得L·N＝M·π/2。PROPELLER的一个 本质特征是针对每个k空间叶片采集具有直径为L的k空间的中心圆部分。 这一中心部分可用于为每一个k空间叶片重建低分辨率图像。这些低分辨 率图像或者他们的k空间表示彼此进行比较，从而去除由于患者运动造成 的平面内的位移和相位误差。另外，应用适当的技术(诸如互相关)来确 定所采集的哪一个k空间叶片具有明显贯通面位移。当在重建最终MR图 像之前将k空间中的MR信号组合时，在k空间叶片重叠的区域中，优选 使用来自k空间叶片的具有最小量贯通面运动的MR数据，从而减少从贯 通面中出现的伪影。PROPELLER技术利用k空间的中心部分中的过采样， 以获得MR图像采集技术，其对于MR信号采集期间被检查患者的运动具 有较好的鲁棒性。

发明内容

已知PROPELLER观念的一个问题在于完全排斥受运动损坏的k空间 叶片导致外围k空间区域的欠采样，因此导致潜在恶化的图像质量。

关于多切片PROPELLER成像的另一问题在于来自多切片 PROPELLER采集的个别切片可能未对准。原因在于作为运动校正的参考， PROPELLER与在中心k空间中重复测量的MR信号互相关。通常选择显 示与其他叶片的中心k空间数据最相似的参考。因此，根据PROPELLER 选择的参考数据不是绝对参考而是相对参考，其会造成个别切片的未对准。 假设各邻近切片显示基本一致，多切片MR扫描的各切片的回顾性对准在 原理上是可能的。然而，该先决条件通常是有问题的。

对于精确的MR图像重建而言，已知的PROPELLER成像方法需要对 采集的k空间样本进行加权。这一般称之为采样密度补偿。为了计算权重 因子，通常采用迭代方法。所述权重能够根据不同标准(诸如互相关k空 间叶片的相关性度量)对MR信号进行优先化，以便实现上面提到的对运 动引起的图像伪影的减少。在k空间区域中施加所述优先化，所述k空间 区域比实际需要更密集地采样以支持所选的视场。已知技术的缺陷在于用 于计算权重因子所通常采用的迭代方法速度慢并且偶尔不稳定，尤其是在 施加强对比权重时。

因此，易于意识到，需要对已知的PROPELLER成像观念进行改善。 因此本发明的目的是提供能减少图像伪影并提高PROPELLER成像效率的 MR设备。