[发明专利]用于相位循环的磁共振指纹(PHC-MRF)的系统和方法

说明书

提供了一种用于在非均匀磁场的表面上执行磁共振指纹(MRF)研究的系统和方法。该过程包括多次执行平衡稳态自由进动(bSSFP)脉冲序列以从对象中的感兴趣区域(ROI)获取多个MRF数据集，其中执行多个bSSFP脉冲序列包括通过多次之间不同的多个相位模式来循环。该过程还包括将多个MRF数据集与MRF字典进行比较以确定由多个MRF数据集中的每个数据集指示的至少一个组织特性，产生至少一个组织特性的聚合的表示，以及使用至少一个组织特性的聚合的表示来产生至少一个组织特性的至少一个图。

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求2017年4月7日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR PHASECYCLING MAGNETIC RESONANCE FINGERPRINTING(PHC-MRF)(用于相位循环的磁共振指纹(PHC-MRF)的 系统和方法)”的美国临时申请序列号62/482,765的优先权，并且为了所有目的通过引用在此并入其全部内容。

联邦资助研究有关的声明

N/A

技术领域

本发明涉及用于相位循环的磁共振指纹(PHC-MRF)的系统和方法

背景技术

利用核磁共振(“NMR”)表征组织种类可以包括识别共振种类的不同性 质(例如，T1自旋-晶格弛豫、T2自旋-自旋弛豫、质子弛豫)。利用NMR信 号还能够识别其他性质，如组织类型和属性的超位置(super-position)。这些 性质以及其他性质可以同时使用磁共振指纹(“MRF”)来识别，磁共振指纹 (“MRF”)作为示例由D.Ma等人描述在Nature(自然),2013年； 495(7440):187–192页的“Magnetic Resonance Fingerprinting(磁共振指纹)” 中。

常规的磁共振成像(“MRI”)脉冲序列包括重复相似的准备阶段、等待阶 段以及采集阶段，这些阶段连续产生能够制成图像的信号。准备阶段确定何时 能够采集信号并且确定所采集的信号的性质。例如，第一脉冲序列可以在第一 回波时间(“TE”)产生T1加权信号，而第二脉冲序列可以在第二回波时间 TE产生T2加权信号。这些常规的脉冲序列通常提供定性结果，其中数据以突 出特定参数(例如，T1弛豫、T2弛豫)的各种权重或对比来进行采集。

当常规的磁共振(“MR”)图像被生成时，它们由针对特定疾病标签来解 释定性图像的放射科医生和/或外科医生进行查看。放射科医生可以检查在多 个成像平面采集的多个图像类型(例如，T1加权、T2加权)以进行诊断。检 查定性成像的放射科医生或者其他人需要能够评价会话之间、设备之间、以及 设备配置之间的变化的特定技术。

不同于常规的MRI，MRF采用一系列变化的序列块，这些序列块在射频 (“RF”)施加到的不同共振种类(例如，组织)中同时产生不同的信号演变。 然而，来自不同共振组织的信号是不同的并且能够利用MRF进行区分。可以 在一段时期收集不同的信号来识别该体积的信号演变。接着可以通过将信号演 变与已知演变进行比较来表征该体积内的共振种类。表征共振种类可以包括识 别材料或组织种类，或者可以包括识别与共振种类相关联的MR参数。“已知” 演变例如可以是根据物理原理计算的模拟演变和/或先前采集的演变。大量已 知演变的组可以存储在字典中。

因此，MRF提供了将信号演变的瞬态与字典匹配相结合以实现准确且高 效的多参数图的框架。原始的MRF设计基于对T1、T2和非共振(B0)敏感 并且提供高信噪比(SNR)的平衡稳态(bSSFP)采集。信号强度取决于非共 振频率，这允许磁场映射，但在明显磁场变化的情况下也会导致出现带状伪影 (banding artifacts)。提出SSFP-MRF方法以消除带状伪影，但是它表现出较 低的SNR和缺乏磁场灵敏度。

因此，需要持续克服传统的MRF采集的这些挑战。

发明内容