[发明专利]使用运动补偿的图像重建的MR成像

说明书

本发明涉及用于对对象(10)进行MR成像的方法。本发明的目的是在存在被成像对象的运动的情况下实现MR成像，其中，充分利用采集的MR信号并且获得实质上没有运动伪影的高质量MR图像。本发明的方法包括以下步骤：通过使所述对象(10)经受包括RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列来生成MR信号；在给定时间段(T)内采集所述MR信号作为信号数据；将所述时间段细分成多个连续时间节段(S0、S1、S2、…、Sn)；针对每一对相继时间节段(S0、S1、S2、…、Sn)导出图像空间中的几何变换(DVF1、DVF2、…、DVFn)，该几何变换(DVF1、DVF2、…、DVFn)反映在相应对的两个时间节段之间发生的运动；并且根据所述信号数据重建MR图像，其中，根据导出的几何变换(DVF1、DVF2、…、DVFn)应用运动补偿。此外，本发明涉及MR设备(1)和用于MR设备(1)的计算机程序。

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像领域。本发明涉及对被放置在MR设备的检查体积中的对象进行MR成像的方法。本发明还涉及MR设备和要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

如今，利用磁场与核自旋之间的相互作用来形成二维或三维图像的图像形成MR方法已被广泛使用，在医学诊断的领域中尤其如此，这是因为对于软组织的成像，MR方法在许多方面优于其他成像方法，不需要电离辐射并且通常是无创的。

通常，根据MR方法，将被检查患者的身体布置在强而均匀的磁场B₀中，该磁场B₀的方向同时定义坐标系的与测量相关的轴(通常是z轴)。磁场B₀根据磁场强度针对个体核自旋产生不同的能级，该磁场强度能够通过施加定义的频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电磁交变场(RF场)来激励(自旋共振)。从宏观的角度来看，个体核自旋的分布会产生整体磁化(能够通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)而使该整体磁化偏离平衡状态)，同时该RF脉冲的对应磁场B₁垂直于z轴延伸，使得磁化绕z轴执行进动。进动描述了圆锥的表面，该圆锥的孔径角被称为翻转角。翻转角的大小取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，磁化从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。

在RF脉冲终止之后，磁化弛豫回到原始的平衡状态，其中，z方向上的磁化以第一时间常数T₁(自旋晶格或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二较短的时间常数T₂(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。能够借助于接收RF线圈来检测横向磁化及其变化，该RF线圈被布置和定向在MR设备的检查体积内，使得在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。横向磁化的衰减伴随着因局部磁场不均匀性引起的RF激励后发生的失相，促进了从具有相同信号相位的有序状态转变到所有相位角均匀分布的状态。能够借助于重新聚焦的RF脉冲(例如，180°脉冲)来补偿失相。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。

为了在身体中实现空间分辨率，将沿着三个主轴延伸的时变磁场梯度叠加在均匀磁场B₀上，导致自旋共振频率的线性空间依赖性。然后，在接收线圈中拾取的信号包含不同频率的分量，其能够与身体中的不同位置相关联。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括采集的不同相位编码的多条线。通过收集多个样本将每条线数字化。借助于傅立叶变换将一组k空间数据转换为MR图像。

MR信号数据采集期间的运动是各种图像伪影的来源。一种减少运动伪影的方式是以通过门控或触发或通过要求患者屏气而在相同运动状态下采集数据的方式修改采集。这些方法都具有它们降低扫描速率并且需要患者协作的缺点。

另一种减少运动伪影的方式是使用考虑运动作为重建模型的一部分的专用重建算法。