[发明专利]使用具有FID和多梯度回波采集的超短回波时间脉冲序列以及水‑脂肪分离处理的骨MRI

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及将磁共振成像用于放射治疗规划。

背景技术

能够分离组织、骨骼和空气的磁共振（MR）图像对于其中MR与诸如正电子发射断层摄影（PET）和单光子发射计算机断层摄影（SPECT）的辐射成像技术相组合，并且与诸如磁共振-放射治疗模拟的放射治疗规划技术相组合使用的所有应用而言都是有益的。与CT中所使用的亨斯菲尔德单位不同，MR图像强度与组织密度之间不存在简单关系。例如，使用常规MR序列、充满皮质骨和空气的腔都显示不出信号强度，然而他们的密度却大不相同。最终，在应将MR采集时间保持在最小值的同时，在MR图像中可靠地识别额外的组织类型的能力将是有益的。

Johansson等人的文章《CT derived from MRI sequences with ultrashort echo time》（Med.Phys.38（5），2011年）描述了从具有超短回波时间的MRI序列逐个体素推导替代CT。接着能够将替代CT用于生成衰减图。Rahmer等人的文章《Merging UTE imaging，water-fat separation and T₂^*mapping in a single3D MSK scan》（proceedings of ISMRM2010，第3224页）涉及3D多回波技术，其允许生成包含短T₂^*成分的水-脂肪分离图像。Rahmer等人的文章《Selective3D ultrashort TE imaging：comparison of“dual-echo”acquisition and magnetization preparation for improving short T₂contrast》（Magn Reson Mater Phy20（第83-92页），2007年）涉及选择性3D超短TE成像，并比较了“双回波”采集和磁化准备，以改善短T₂对比。

发明内容

本发明的实施例可以提供使用磁共振成像识别受检者体内不同组织类型的手段。实施例可以通过使用包括采集自由感应衰变数据和多梯度回波的命令的脉冲序列来实现这一目的。自由感应衰变数据是在几毫秒的时间尺度上采集的。这样能够采集来自骨组织的自由感应衰变数据。还采集来自多梯度回波的数据。推荐采集自由感应衰变数据和多梯度回波数据允许构建各种图像：同相图像、脂肪饱和图像、水饱和图像以及超短回波时间图像。使用可以用于重建这些不同图像的脉冲序列可以是有益的，因为提供了对于放射治疗规划和/或从放射性同位素成像系统重建图像所需的所有图像数据。使用这样的脉冲序列也可以是有益的，因为这可以减少采集图像所需的时间。

本发明的实施例可以提供用于磁共振成像的脉冲序列，其组合了超短回波时间（UTE）脉冲序列的特征和DIXON采集。例如，脉冲序列可以是在单次采集中组合UTE和DIXON采集的UTE三回波（UTILE）MR序列。可以使用一种脉冲序列实现这一范例，该脉冲序列在时间TE1对短回波时间处的快速感应衰变（FID）采样，随后是时间TE2和TE3处的两个梯度回波。可以任选地调节回波时间TE2和TE3，使得水和脂肪分别几乎反相和同相。

在潜在通过阈值处理掩盖出空气区域之后，通过经验确定的全局阈值根据回波一（M1）和回波三（M3）的大小信息之间的计算出的相对差分割皮质骨。可以使用所有三个回波的大小和展开的相位信息，通过应用三点Dixon信号建模技术，实现软组织和脂肪组织的分解。这一单次采集可以提供高达5组图像：

1、骨的图像

2、仅水图像（即脂肪饱和图像）

3、仅脂肪图像（即水饱和图像）

4、同相图像

5、反相图像