[发明专利]用于抑制扩散加权磁共振成像的奈奎斯特重影的系统和方法

说明书

本发明公开了用于抑制扩散加权磁共振成像的奈奎斯特重影的系统和方法。一种示例性方法包括使用多组扩散加权成像脉冲序列采集多个k空间数据集，分别从所述多个k空间数据集的每个重建磁共振图像，以及对所述磁共振图像的幅值取平均值以生成平均幅值的磁共振图像。

技术领域

本公开涉及磁共振成像(MRI)，并且更具体地，涉及扩散加权成像(DWI)。

背景技术

扩散加权磁共振成像(DW-MRI)已经在发展，并且在各种器官(例如，大脑、软骨和肝脏)中的组织功能的诊断和调查以及各种应用(例如，病理学、肿瘤学)中起作用。扩散是指分子在系统中的随机运动。在生物组织中，水分子的扩散根据组织结构和性质形成一种模式。在诸如急性卒中的病理状况下，扩散模式可能被干扰，并且扩散的量可在受影响区域中变化。因此，可以通过研究扩散的变化检测组织的异常。一种被称为扩散加权成像(DWI)的特化的磁共振成像(MRI)技术利用水分子的扩散以显现内部生理学。DWI中的图像对比度反映了组织之间扩散速率的差异。DWI在常规MRI序列(例如，T2加权成像)未在图像中显示显著变化的情况下尤其有用。例如，在类似由局部缺血产生的卒中的病理状况下，T2上的信号强度在卒中发作后至少8小时为止不会变化。另一方面，DWI可以早在卒中发作后的30分钟内显示大脑中的变化，并且在发作的一小时内显示出明显的信号差异。

一般来讲，自旋回波是DWI的选择的序列。例如，DWI序列可以包括脉冲梯度自旋回波(PGSE)部分，其作为制备相位附加到回波平面成像(EPI)序列的前面。EPI是一种极速MRI技术，其中，整个图像可以由单个射频(RF)激发产生的磁共振(MR)信号形成。EPI脉冲序列由一系列的回波构成，在k空间中，沿锯齿形轨线的k空间的每条线生成一个回波。在锯齿形采集中，在相反的方向上采集两个相邻的回波。如果正向回波和反向回波不是彼此的完美镜像，则在重建时将伪影引入至图像中。例如，第一个回波开始的延迟将传播至所有后来的回波中，导致奇数和偶数回波的峰值之间的定时差异。当执行傅立叶变换时，该相位误差将导致信号强度在横跨图像的一半的相位编码方向上移位，这被称为奈奎斯特重影。如果视场(FOV)上有N个像素，则该带有别名的影相对于定位在正确位置处的主像出现N/2个像素的偏移。奈奎斯特重影可能是由许多可能的原因引起，诸如在线圈和磁体壳体中响应于梯度脉冲的快速变化而诱导的涡电流，匀场不良，梯度线圈加热，患者运动等。

为解决EPI中的奈奎斯特重影，Qing-San Xiang等人引入了一种被称为“用于附加坐标编码的相位标记”(PLACE)的方法。(参见“Correction for Geometric Distortionand N/2Ghosting in EPI by Phase Labeling for Additional Coordinate Encoding(PLACE)”，《医学磁共振》，第57期：731-741页(2007年)，Qing-San Xiang等人)。通过使用两个稍微不同的EPI脉冲序列采集两组k空间数据。与另一个EPI脉冲序列相比较，一个EPI脉冲序列在相位编码方向上添加一个小的梯度区域，导致奇数和偶数回波被交换，并且因此奈奎斯特重影具有相反极性。对两组k空间数据取平均值，并且从平均k空间数据重建MR图像。或者，从两组k空间数据中分别重建MR复合图像，并且取平均值以生成最终平均MR图像。奈奎斯特重影在MR图像中被抑制。然而，PLACE方法中使用的复杂值的平均值不适用于DWI，因为当扩散梯度被施加时，由于两个采集之间的相位差，其将大幅度降低信号幅值。通常需要一种用于抑制DWI的奈奎斯特重影的改进方法。

发明内容

在一个实施方案中，本公开提供了一种用于抑制扩散加权磁共振成像的奈奎斯特重影的方法。该方法包括使用多组扩散加权成像脉冲序列采集多个k空间数据集，分别从多个k空间数据集的每个重建磁共振图像，以及对磁共振图像的幅值取平均值以生成平均幅值的磁共振图像。