[发明专利]用于化学交换饱和转移MRI的基于磁化转移的度量

说明书

本公开涉及一种用于处理来自对象(218)中的目标体积(208)的磁共振成像MRI数据(170)的医学分析系统(111)。所述系统(111)包括：用于存储机器可执行指令的存储器(107)；以及用于控制所述系统(111)的处理器(103)，其中，所述机器可执行指令的运行使所述处理器(103)：根据MRI数据(103)确定化学交换饱和转移CEST体素值，所述化学交换饱和转移CEST体素值对应于预定义的质子池与水质子之间的饱和转移，所述质子池具有预定化学位移；并且对所述CEST值进行加权，以区分目标体积(208)中富液组织(507)的CEST值与实体组织(505)的CEST值，其中，所述富液组织包括的液体量高于预定的最小液体量。

技术领域

本发明涉及扫描成像系统，特别是涉及用于处理磁共振成像(MRI)数据以抑制源自富液组织的数据的医学分析系统。

背景技术

常规的磁共振成像(MRI)对比度基于静态磁场和各种射频(RF)脉冲下不同身体组织的自旋弛豫速率。已知的对比度取决于T1、T2、质子密度(PD)和T2*加权。为了获得有关人体状况的更多信息，已使用诸如酰胺质子转移(APT)技术的新成像技术引入了新颖的图像对比度。APT技术(又称为APT加权(APTw)MRI)例如用于内源性胞质蛋白或肽的基于MR的分子成像。它基于化学交换饱和转移(CEST)效应，并且经由交换速率来反映蛋白质浓度以及局部pH值。尽管APT MRI的一个重要目标是表征恶性病变，尤其是在肿瘤学中，但其他组织类型可能在APT图像中表现出高强度，并可能与恶性病变混淆。特别是，在APT图像上突出显示了具有明显液体含量且经常是高蛋白质含量的组织区块(tissue compartment)。因此，希望抑制那些区块中的APT信号，以简化和改善诊断读取。

发明内容

各个实施例提供了一种用于处理MRI数据的方法、医学分析系统和计算机程序产品，如独立权利要求的主题所描述。在从属权利要求中描述了有利的实施例。

本公开公开了用于APTw MRI或化学交换饱和转移(CEST)MRI的校正函数(也称为度量)。它使用磁化转移率(MTR)来抑制具有大量液体含量(例如，囊肿，出血，CSF，水肿，坏死组织的液体部分等)的组织区块的混淆信号，这些信号在CEST MRI(例如，APTw MRI)中可能被误认为是恶性病变。这对于脑中的肿瘤学应用可能特别有利。校正函数用于保留实体组织中标准CEST值(例如APTw值)的数值。当需要抑制来自液体含量很高的区块的数据时，校正函数在CEST MRI的应用中很有用。

在一个方面中，本发明涉及一种用于处理来自对象中的目标体积的MRI数据的医学分析系统。所述系统包括：用于存储机器可执行指令的存储器；以及用于控制所述系统的处理器，其中，所述机器可执行指令的运行使所述处理器：根据MRI数据确定对应于预定义的质子池与水质子之间的饱和转移的CEST体素值(或CEST信号)，所述质子池具有预定义的化学位移；并且对所述CEST值进行加权，以区分目标体积中富液组织的CEST值与实体组织的CEST值，其中，所述富液组织包括的液体量高于预定的最小液体量。

所述池中的质子与水质子以不同的频率共振。利用CEST技术，磁化强度从质子池转移到水质子，这样，原来对质子池施加的饱和效应(即信号减弱)可以在水质子上观察到。可以通过使质子池饱和并使磁化在质子池与水质子池之间转移来采集MRI数据。从MRI数据获得的CEST值可以指示在质子池的一个或多个频率偏移处的CEST对比度。可以根据要分析的饱和方案来确定频率偏移的数量。为了导出针对交换化学化合物的CEST值，可能需要至少两个相对的谱位置加上参考扫描(在大的频率，例如Δω₀-1000pm)的CEST偏移测量。例如，七偏移(1：+Δω，2：-Δω，3：+Δω+δ，4：-Δω-δ，5：+Δω-δ，6：-Δω+δ，7：Δω₀)饱和度方案(N＝6偏移，并且在Δω₀处的参考扫描S₀)可以在酰胺的质子的池的情况下使用，以采患者中的集脑肿瘤的APTw图像，其中Δω＝3.5ppm(酰胺的化学位移)和例如δ＝0.8ppm用于磁场校正。