[发明专利]定量磁共振成像协议的验证

说明书

一种用于定量MRI方法的质量保证的验证技术，将体模的具有由临床上可行的加速协议测量的T1和T2值范围的测量磁性与根据在体模上测量的一组参考T1和T2值计算的针对该磁性的预测值进行比较。该预测基于来自加速协议的值和来自通过重复扫描一个或多个体模获得的参考测量的值之间的关系。

技术领域

本发明涉及一种验证或质量保证用于定量磁共振成像的协议的方法。

背景技术

磁共振(Magnetic Resonance，MR)成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)作为一种医学成像技术已经变得无处不在，用于形成健康和患病患者体内的患者解剖和生理过程的图像。本质上，MR图像是由患者组织的多种磁性差异引起的对比度的二维显示。许多不同类型的序列(即静态和振荡磁场以及RF脉冲的不同组合)是众所周知的，并且通常被预编程到MRI扫描仪中，以便允许射线照相师选择最佳序列来检测特定患者的关注组织或组织异常。这种传统序列以非线性方式对多个MR属性进行加权，并且取决于与用于获取信号的线圈的距离。在加权MRI中，图像平面上的差异是主要的关注点，因为可以显示这些差异，并且允许训练有素的观察者视觉识别组织差异。因为目的是显示区别一种组织与另一种组织(例如，区别异常组织与正常组织)的图像，所以MRI用作定性技术。传统上，人们对与MRI图像中的像素相关联的磁性的绝对(即定量)值没有太大兴趣。

已知进一步的MRI序列直接测量物质的特定潜在磁性，例如，自旋-晶格弛豫时间T1、自旋-自旋弛豫时间T2、质子密度(PD)等。因此，人们对所谓的定量MRI产生了兴趣，其目的是能够通过测量的磁性例如该组织的实际T1或T2弛豫时间或PD来表征不同的组织类型或不同的异常。然而，这种方法的一个关键问题是，磁性的测量值敏感地取决于各种因素，包括MRI扫描仪、线圈类型、设置、信号重建、校准，因此在扫描之间或扫描仪之间并不一致。通常为了研究磁性，使用一种叫做体模的组织替代物。即使是最复杂的体模也不能完全模拟活组织的复杂性。活组织由多层次的分子、细胞器、细胞和器官变异组成，其成分表现出一系列的磁性。在测量时间的任何实际长度内，MR特性的测量都受到动态交换的影响(通过分子水平的自旋特性交换以及通过整体的流动和扩散效应)。由于这些因素，最终没有任何单一的MR特性能够准确描述任何生物系统中各种室的复杂混合物。因此，任何选择的量化方法都描述了其主要目标的加权估计，并已被证明依赖于成像过程中使用的特定序列的选择及其个体设置。因此，尽管定量MRI扫描将给出组织的各种特性的绝对定量值，但这些值不能在不同扫描之间进行比较，除非已知扫描中使用的协议完全相同。

为了获得清晰的MR图像，患者在MRI序列期间必须保持静止。MRI序列的持续时间差异很大，一般来说，持续时间越长，患者就越难保持静止。此外，在一些应用(例如，心脏MRI)中，患者的心跳和呼吸显著限制了序列的临床可接受的持续时间。已经开发了特定的加速序列，其持续时间比参考序列短，因此可以在患者的单次屏气中完成，例如，心脏T1映射。其中包括MOLLI、ShMOLLI、SASHA SAPPHIRE等(例如，见Piechnik SK和Jerosch-HeroldM.的“Myocardial T1 mapping and extracellular volume quantification:anoverview of technical and biological confounders(心肌T1映射测和细胞外体积定量：技术和生物学混杂因素概述)”，Int J Cardiovasc.Imaging.2018年1月；34(1)：3-14.doi：10.1007/s 10554-017-1235-7.Epub 2017年8月28日，以及Andrew J.Taylor MD博士、Michael Salerno MD博士、Rohan Dharmakumar博士、Michael Jerosch-Herold博士的“T1 Mapping:Basic Techniques and Clinical Applications(T1映射：基本技术和临床应用)”，JACC：Cardiovascular Imaging，第9卷，第1期，2016年1月，第67-81页)。