[发明专利]化学物类的磁共振成像

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过对于两种化学物类的信号分离，使用磁共振成像对至少两种化学物类成像的方法，一种计算机程序产品和一种用于对至少两种化学物类成像的磁共振成像设备。

背景技术

当今，为了形成二维或三维图像，利用磁场和核自旋之间的相互作用的图像形成MR方法被广泛使用，尤其在医学诊断领域中，因为对于软组织成像，它们在许多方面优于其他成像方法，它们不需要电离辐射，并且它们通常是无创的。

根据一般而言的MR方法，将待检查的患者或一般而言对象的身体布置在强的，均匀的磁场B₀中，同时，磁场B₀的方向定义了测量所基于的坐标系的一个轴，通常为z轴。

磁场根据应用的磁场强度针对个体核自旋产生不同能级。能够通过应用定义频率的交替电磁场（RF场）激发这些自旋（自旋共振），所述定义频率被称作拉莫频率或MR频率。从宏观视角看，个体核自旋的分布产生总体的磁化，在磁场垂直于z轴延伸的同时，通过应用适当频率（RF频率）的电磁脉冲使所述磁化偏离平衡状态，因而所述磁化进行绕z轴的进动。

能够借助接收RF天线检测磁化的任何变化，所述接收RF天线以这样的方式布置并定向在MR装置的检查体积内，即在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。

为了实现在身体内的空间分辨率，沿三个主轴延伸的恒定磁场梯度叠加在均匀磁场上，导致自旋共振频率的线性空间依赖性。那么，在接收天线中拾取的信号包含能够与身体中不同位置相关联的不同频率成分。

经由接收天线获取的信号数据对应于空间频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括以不同相位编码采集的多条线。通过收集多个样本将每条线数字化。将k空间数据样本的集合转换为MR图像，例如借助傅里叶变换。

在MRI中，通常期望获取关于两种主要化学物类，诸如水和脂肪，对总体信号的相对贡献的信息，或者为了压制它们中一种的贡献，或者为了分离地或共同地分析它们两者的贡献。如果将来自在不同回波时间采集的，两个或更多相应回波的信息结合，能够计算这些贡献。

一种同时获取关于水和脂肪对MR信号贡献的方式是化学位移编码，在所述化学位移编码中，通过在轻微不同的回波时间处采集一对图像来定义并且编码了额外的维度，化学位移维度。

具体地对于水-脂肪分离，这些实验的类型通常被称作迪克逊类型测量。借助迪克逊成像或迪克逊水/脂肪成像，能够通过计算来自在不同回波时间处采集的，两个或更多相应回波的水和脂肪的贡献，获取水-脂肪分离。迪克逊成像通常依赖至少两个回波的采集以分离水和脂肪信号。通常，这些种类的分离是可能的，因为已知在脂肪和水中的氢的进动频率的不同。在它最简单的形式中，水和脂肪图像通过“同相”和“异相”数据集或者相加或者相减而生成，但是这种方式对主场的不均一性非常敏感。

如果将脂肪光谱的复数模型包含于水-脂肪分离过程中，可以获取在水图像中没有残余脂肪信号的高质量水-脂肪分离。这已经，例如，在Magn Reson Med2008年60卷1122-1134页的，Yu H，Shimakawa A，McKenzie CA，Brodsky E，Brittain JH，Reeder SB的Multi-echo water-fat separation and simultaneous R2^*estimation with multi-frequency fat spectrum modeling中的三点迪克逊方法中得到了证明。

具体在关键时间的应用中，诸如在单个呼吸屏气中的腹部成像中，两点方法优选地用于尽可能地减少扫描时间。然而，它们通过单个、主要的峰来近似脂肪光谱因此通常不能提供更有效的脂肪抑制。而且，脂肪抑制的质量强烈依赖于在图像数据采集中的回波时间选择。

期望识别水和脂肪信号，不仅用于结果图像的正确标记或显示，也用于水和脂肪信号的鲁棒性的分离，这充分受益于更好的初始化。然而，由于在化学位移和主场不均一性间的固有多解性，这是有挑战的。对于两点迪克逊成像，基于部分反相采集（Xiang QS.Two-point water-fat imaging with partially-opposed-phase(POP)acquisition:an asymmetric Dixon method.Magn Reson Med，2006年56卷，572-584页）提出了水和脂肪信号的识别，开发了两个信号间的领先或落后相位关系。识别被限制在通常少数的体素上，尽管如此，所述通常少数的体素包含水和脂肪两者。