[发明专利]金属抗MR成像

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像领域。本发明涉及对身体的至少部分进行MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备以及一种要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

当今，利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维或三维图像的图像形成MR方法被广泛使用于尤其医学诊断领域中，因为对于软组织的成像而言，它们在许多方面优于其他成像方法，即，不要求电离辐射并且通常是无创的。

发明内容

通常根据MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强均匀磁场(B₀场)中，所述强均匀磁场的方向同时限定测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。所述磁场根据磁场强度和具体自旋属性来分解针对个体核自旋的不同的能级。通过施加具有限定的频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场，也称为B₁场)来激励(自旋共振)自旋系统。从宏观的角度，个体核自旋的分布产生总体磁化，所述总体磁化能够通过在对应的B₁磁场垂直于z轴延伸的同时施加适当的射频频率的上述电磁脉冲(RF脉冲)而被偏转出平衡状态，使得磁化执行关于z轴的旋进运动。所述旋进运动描绘了锥体的表面，所述锥体的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅值取决于所施加的电磁RF脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋从z轴被偏转到横向平面(翻转角90°)。

在RF脉冲结束之后，磁化弛豫回到最初的平衡状态，在所述最初的平衡状态中，以第一时间常数T₁(自旋晶格或纵向驰豫时间)再次建立在z方向上的磁化，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T₂(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化能够借助于在MR设备的检查体积之内布置和取向的一个或多个接收RF线圈以使得在垂直于z轴的方向上测得磁化的变化的方式进行探测。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随(由局部磁场不均匀性诱发的)核自旋从具有相同相位的有序状态转变到所有相位角被均匀分布(失相)的状态。所述失相能够借助于重聚焦脉冲(例如180°脉冲)进行补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。

为了实现身体中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的线性磁场梯度被叠加在均匀磁场上，从而引起自旋共振频率的线性空间相关性。然后，在接收线圈中拾取的信号包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由RF线圈获得的MR信号数据对应于空间频率域并且被称为k-空间数据。通常沿着具有不同相位编码值的多条线采集k-空间数据以实现足够的覆盖。在读出期间通过收集许多样本来使每条线数字化。借助于傅立叶变换将k-空间数据的集合转变为MR图像。

随着人口老龄化和携带金属植入物的患者数量的增加，在存在金属的情况下对软组织进行MR成像的需要增加。金属抗MR成像需要能够对该软组织进行成像以用于诊断并发症和术后随访。靠近金属的MR成像通常受到使用于局部图像信息的磁场退化的易感性问题的困扰。在诊断MR成像扫描中，金属零件的易感性导致MR信号堆叠、信号缺失以及其他几何变形。诸如SEMAC(Lu等人，ISMRM，2008年，第838页，或Magnetic Resonance in Medicine，2009年，第62卷，第66-67页)、MAVRIC(Koch等人，ISMRM，2008年，第1250页，或Magnetic Resonance in Medicine，2009年，第61卷，第381-390页)以及MAVRIC-SEMAC混合(Koch等人，ISMRM，2010年，第139页，或Magnetic Resonance in Medicine，2011年，第65卷，第71-82页)的多光谱成像技术已经被提出用于以增加扫描持续时间为代价应对诊断MR成像扫描中的易感性问题，所述扫描持续时间与所需的频率覆盖成比例。

SEMAC技术基于多切片TSE(快速自旋回波)采集，并且在切片选择方向(即通过平面)上应用额外的相位编码以校正切片变形。许多调查显示SEMAC能够显著减少金属诱发的伪影。对于从每个(变形的)切片对自旋回波信号的采集，对三维体积进行编码以使得能够重建MR信号贡献的正确位置。针对每个切片重建(三维)切片图像，其中，通过组合来自不同切片的切片图像的图像值来计算最终MR图像的图像值。