[发明专利]对在扩散加权的磁共振成像中的失真的校正

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校正在拍摄检查对象的扩散加权的磁共振图像时出现的图像失真的方法以及一种用于此的磁共振设备。

背景技术

扩散加权的磁共振(MR)图像在临床活动中、例如在中风和肿瘤诊断中，提供重要的诊断信息。在扩散加权的成像(DWI)中在特定方向上接通扩散梯度，其中水分子的扩散沿着施加的扩散梯度衰减所测量的磁共振信号。由此在具有较小扩散的区域发生较小的信号衰减，从而在成像的磁共振断层造影(MRT)测量中该区域以更高的图像强度被成像。在此扩散加权的强度与施加的扩散梯度的强度相关。扩散加权可以用所谓的b值来表征，该b值是梯度参数(例如梯度强度、持续时间或者在施加的扩散梯度之间的间隔)的函数。利用读出序列、例如平面回波成像序列(EPI)拍摄结果的磁共振信号。

对于拍摄的扩散加权的图像数据的质量，信噪比以及几何失真是显著地决定性的。在此，接通的扩散梯度线圈的时间顺序会导致动态的失真(例如由于涡流效应)。场梯度的每个接通和断开会引起这样的涡流：该涡流部分地以相对长的时间常数衰减。在读出(即，在测量磁共振信号)时，相应的场分量会残留，从而导致在拍摄的图像数据中的失真。特别是在扩散加权的EPI成像中，涡流引起的失真是大的挑战，因为在此采用与大的敏感性结合的高的梯度幅度(例如在EPI成像中在相位编码方向上大约10Hz/像素)。

在扩散加权成像中通常以不同的扩散方向和加权(通过b值表征)拍摄多个图像并且互相组合，以便例如计算参数图(表观扩散系数(Apparent DiffusionCoefficient)ADC，部分各项异性(Fractional Anisotropy)FA)。在此，由扩散梯度引起的图像失真既取决于梯度的幅度(扩散加权)也取决于其方向(扩散梯度方向)。在相应的单个图像的组合中，对于每个图像来说不同的失真导致像素信息的错误对应并且由此导致错误或至少导致在参数计算中的精度降低。失真可以作为变换函数来描述。由此存在如下问题：为了补偿这些失真，确定相应的变换函数。除了别的之外，由于失真的强度和图像对比度随着改变的扩散加权和扩散方向而改变，使得该确定变得困难。

在此，为了减少失真，在Haselgrove et al.，MRM 26：960，1996中描述的方法是公知的，在该方法中b＝0的图像作为未失真的参考以及以小的扩散加权(例如b＝150s/mm²)对于每个待校正的方向拍摄另一个图像。假定，失真效果与所产生的扩散梯度的幅度线性地成比例，在此，在使用外推的条件下确定失真参数。由此校正实际的扩散加权的图像(例如b＝1000s/mm²)。通过调整测量和参考测量的图像数据的配准进行失真参数的确定。在具有小的扩散加权的图像的配准中的错误通过外推被放大。而且在该小的加权的图像中，失真不是强烈突出，从而失真参数的精确确定是困难的，其中出现的错误又通过外推被放大。成像的对象在参考的拍摄和调整测量之间的运动还会导致校正参数的错误确定。

此外，从文献Bodammer et al.，MRM 51：188-193，2004中公知一种方法，在该方法中，以相同的扩散方向和扩散加权、但是在扩散梯度的相反的极性(即相反设置的扩散梯度方向)的情况下分别拍摄两个图像。相反的极性在失真同时反转的情况下(例如从拉长(Streckung)变成压缩(Stauchung))导致不变的扩散对比度。通过相同的对比度简化了图像的配准，也不需要外推。然而由于定向的运动、例如流动或者极化，对比度差别会导致该方法缺少稳健性。此外，成像的对象在两个测量的拍摄之间的运动还会导致校正参数的错误确定。此外由于扩散加权，在相反的极性的情况下拍摄的参考图像的信噪比(SNR)小，这负面影响稳健性和图像配准的精度。

在前面提到的来自现有技术中公知的方法中，只有当仅出现涡流引起的失真时才进行所拍摄的MR图像的有意义的校正。只要失真的图像或参考图像经受其它影响量，则模型假定(Modellannahmen)不再适用(greifen)并且所确定的结果是错误的。属于这些影响量的特别有患者的运动以及在(例如在具有b＞0的失真的图像与具有b＝0的参考图像配准时)被比较的图像之间的对比度变化。然而患者运动以及对比度变化经常出现，从而利用常规的方法只能达到对扩散加权的图像的不充分地并且部分地还出错的校正。