CN103430037A - 将针对mri的成像区域限制在不均匀的磁场中 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属对象（例如，金属植入物）附近的磁共振成像，在所述附近发生静态磁场的严重空间摄动。为了抑制远程非共振信号回折到感兴趣区域中，借助与自旋回波序列中的激励和重聚焦RF脉冲同时施加的选择梯度，成像体积被空间限制。在所述激励脉冲期间施加的选择梯度具有与所述重聚焦脉冲期间施加的选择梯度不同的幅度和/或极性，从而在非共振频率相对空间坐标的图中分别选择的切片变得相对于彼此倾斜。应用的成像技术可以是SEMAC或MAVRIC型的，并且可以包含压缩感测、平行成像、脂肪抑制和/或基于SVD的噪声降低。

Description

将针对MRI的成像区域限制在不均匀的磁场中

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体而言涉及用于对来自受限制成像区域的自旋进行选择性编码的成像技术。

背景技术

当前正在研究多频谱成像技术MAVRIC和SEMAC图像采集技术，以降低由于金属的存在导致的磁化率伪影。

MAVRIC采集不是体积选择性的，并且如果编码的体积太小，MAVRIC会因此遭受回折信号的影响。SEMAC中使用的切片选择是与用于重聚焦和激励两者的单一选择梯度强度相结合的单频带选择，这会造成选择远程非共振信号，从而导致回折信号。

在Koch等人的《Multiple Resonant Frequency Offset Acquisitions forImaging of Metallic Implants》（Magnetic Resonance in Medicine，第61卷，2009年，第381-390页）中解释了MAVRIC成像技术。

在Lu等人的《SEMAC:Slice Encoding for Metal Artifact Correction inMRI》（Magnetic Resonance in Medicine，第62卷，2009年，第66-76页）中解释了SEMAC图像采集技术。

在C.Bos等人的《MR imaging near orthopedic implnatd with artefactredcution using view-angle tilting and off-resonance suppression》（ISMRM2010摘要1128）中解释了视角倾斜。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了一种医疗装置、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。

因此需要更好的采集技术以在金属对象附近执行磁共振成像。在一些实施例中，通过调整诸如MAVRIC和SEMAC的多频谱成像技术的采集方案将信号选择限制到受限制空间区域和受限制频率范围，可以解决上述问题和其他问题。通过在重聚焦期间使用与激励相比不同的梯度强度和/或梯度极性来限制选择。

对于SEMAC，能够直接应用这种选择机制，因为当前报告的SEMAC采集方案已经包括了在激励和重聚焦期间的梯度的使用。当前报告的SEMAC采集方案不仅在有限体积中选择在共振信号，而且还在该体积之外选择非共振信号。使用这里提出的选择机制限制了选定的体积还限制了选定的频带。因此，避免了远程非共振信号的回折。能够将选定的体积匹配到由所选切片的相位编码覆盖的体积。相反，还能够选择相位编码步骤的数目，以将相位编码体积匹配到选定体积。

为了针对MAVRIC（迄今为止其一直被报告为非选择性采集技术）实现这种选择机制，本发明提出向MAVRIC采集方案增加激励梯度和重聚焦梯度。

有若干方案针对激励使用与针对重聚焦不同的梯度强度或不同的梯度符号，以将选择限制到受限制空间区域和受限制频带。

对于迄今为止公开的所有MAVRIC技术，激励和重聚焦是空间非选择性的，且仅选择受限制的频带。为了使MAVRIC是空间选择性的，本发明提出在激励期间或在重聚焦期间或在两者期间使用梯度。仅在激励期间使用梯度与在重聚焦期间选择等于零的梯度强度相同，反之亦然。如果在激励以及重聚焦期间使用梯度，两个梯度的强度或符号，或者强度符号两者必须是不同的。

两个梯度和RF脉冲的频率带宽的组合决定了受激励和重聚焦两者影响的自旋的空间范围和频带。能够在B0-Z图中对此进行可视化，其中B0与自旋频率直接成比例，并且Z是选择方向中的空间位置。在B0-Z图中，直垂直带是具有受限频带的空间非选择性RF脉冲，并且倾斜带是与梯度组合的具有受限频带的RF脉冲。存在非共振自旋的情况下，梯度未必将RF脉冲的空间选择性限制到预期的空间位置。具有大的非共振频率以及具有与预期空间位置的大空间偏离的自旋仍然可能被选择。

选择具有与激励梯度相反符号的重聚焦梯度将选择限制到由激励梯度和重聚焦梯度的交叠限定的空间区域。将重聚焦梯度选择为零具有相似但较不突出的效果。或者，能够通过为激励和重聚焦选择符号相反的更强梯度，使交叠并因此使空间选择性更小。这样通过抑制在穿过平面的方向上的相位编码，打开了执行单切片MAVRIC的可能性。

对于迄今为止公布的SEMAC技术，借助用于激励和重聚焦两者的单一选择梯度，意图使激励和重聚焦是空间选择性的。然而，同样对于SEMAC，由于存在非共振自旋，空间选择性未必限制于预期的空间位置。具有大的非共振频率以及具有与预期空间位置的大空间偏离的自旋仍然可能被选择。

为了改善SEMAC的空间选择性，本发明提出在激励期间使用与在重聚焦期间不同的强度或不同的符号，或不同的强度和符号两者的选择梯度。这类似于为MAVRIC提出的。在激励期间选择与重聚焦期间不同的梯度强度（图4）将切片的选择限制到由激励梯度和重聚焦梯度的交叠限定的空间区域。

在一个方面中，本发明被应用于为对象的一部分，尤其是为金属对象所在的待检查患者的一部分成像，或为金属对象附近的部分成像。如果未采取任何步骤，金属对象能够影响从待成像部分采集磁共振图像。在该方面中，受限制成像区域位于受检者体内距金属对象（1022）的预定距离之内，或者所述受限制成像区域被定位从而使得所述受限制成像区域至少部分包含所述金属对象。

本发明的实施例可以包括以下技术：

·先前公布的MAVRIC-SEMAC混合方案实质上与这里提出的发明不同，因为单一厚片选择梯度强度仍然被用于重聚焦和激励。因此，尽管提出这项技术作为MAVRIC的体积选择性版本，但其仍然有远程非共振信号回折的风险，这与SEMAC的情况相同。并且类似于SEMAC，这里提出的发明也能够应用于MAVRIC-SEMAC混合技术，以避免远程非共振信号的这种回折。

·通过减少相位编码步骤的数量并由此对选定体积进行欠采样，能够根据所有选定信号的频率范围，在采集速度和源自选定体积边界的非共振信号的潜在回折风险之间进行折衷。这种折衷可以应用于具有非共振抑制的体积选择性MAVRIC和SEMAC，并应用于具有非共振抑制的MAVRIC-SEMAC混合方案。

·可以将实施例与压缩感测组合。

·可以将实施例与平行成像组合（两者都基于图像并基于k空间）。

·可以将实施例与所有从来自单一MAVRIC频谱箱或单一SEMAC切片激励的图像组合重建全带宽图像的技术组合。这些重建技术可以包括：

o组合算法，其中由给出所得信号（例如，线性组合、平方和组合、最大强度投影）

o在复数域以及模数域中组合

o模型拟合

o反褶积或去模糊

·能够将本发明的技术与使用奇异值分解的噪声降低组合

·能够将本发明的技术与确定每个切片的频率范围并从而确定每个切片所需的SEMAC因子的预扫描组合

·能够将本发明的技术与使用STIR脉冲的脂肪抑制组合

·能够将本发明的技术与DIXON技术组合。

本发明的实施例可以具有若干应用。例如，随着人口老化以及携带金属植入物的患者量增加，在存在金属的情况下进行诊断成像的需求也得以增加。多频谱成像技术将是在存在金属的情况下能够进行诊断成像的强力使能器，并且是用于术后患者的临床解决方案的必须技术。使用本发明，将会减少多频谱成像技术的扫描持续时间，这使得这些技术在周围存在金属的情况下可更实际地用于诊断成像，所述金属可以是如下的一部分但不限于它们：

·钴-铬

·钛

·不锈钢

·锆氧化物

实施例也可以对包括在除其他以外的以下情况中的诊断的应用领域是有益的：

·评价术后并发症，包括感染，存在金属对象的情况下软组织周围的完整性，所述金属对象可以包括矫形植入物，例如膝盖、髋部、脊柱、肋骨、踝、或肿瘤学骨骼重建、或固定板和螺旋，或支架。

·超顺磁性外来物，像铁沉积。

·在存在子弹或弹片时进行诊断成像，例如由手术、外伤、在金属加工工业工作导致的

以及包括如下内容的治疗应用：

·对用于诸如近距离放射治疗的介入过程的器械周围成像

·为近距离放射治疗植入的种子

·跟踪例如活检或大脑深处刺激的针

以及磁化率伪影限制图像质量并从而限制图像值的可能的其他领域。

这里使用的“计算机可读存储介质”涵盖任何有形的存储介质，其可以存储可由计算设备的处理器执行的指令。可以将计算机可读存储介质称为计算机可读非暂态存储介质。也可以将计算机可读存储介质称为有形的计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、磁性硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘（CD）和数字多用盘（DVD），例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以通过调制调解器、通过因特网或通过局域网检索数据。

“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器可以直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括，但不限于：RAM存储器、寄存器以及寄存器文件。

“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储设备的范例包括，但不限于：硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM以及固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。

这里使用的“计算设备”涵盖包括处理器的任何设备。这里使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的参考应当被解读为能够包含超过一个处理器或处理内核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指单个计算机系统之内的或分布于多个计算机系统间的处理器的集合。也应该将术语计算设备解读为能够指计算设备的集合或网络，每个计算设备都包括处理器。很多程序的指令是由多个处理器执行的，所述多个处理器可以在相同计算设备之内或者甚至可以分布在多个计算设备之间。

这里使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”也可以称为“人类接口设备”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使来自操作者的输入能够被计算机接收，并可以从计算机向用户提供输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。在显示器或图形用户接口上显示数据或信息是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏板、网络摄像头、头盔、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、舞蹈板、遥控器和加速度计接收数据都是实现从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。

这里使用的“硬件接口”涵盖了使计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互，和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口以及数字输入接口。

这里将磁共振（MR）数据定义为磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。这里将磁共振成像（MRI）图像定义为磁共振成像数据之内包含的解剖数据的重建二维或三维可视化。能够使用计算机执行这种可视化。

在一个方面中，本发明提供了一种医疗装置，包括用于采集来自受检者的磁共振数据的磁共振成像系统。采集的所述磁共振数据来自成像区。所述医疗装置还包括用于控制所述医疗装置的处理器。所述医疗装置还包括存储器，所述存储器存储由所述处理器执行的机器可执行指令。所述指令的执行令所述处理器使用多频谱成像脉冲序列生成磁共振控制命令。这里使用的脉冲序列涵盖待由磁共振成像系统根据时间执行的操作的集合。实质上，脉冲序列是用于控制所述磁共振成像系统功能的高层次指令的集合。可以使用软件模块等将脉冲序列转换成用于控制所述磁共振成像系统的命令。多频谱成像脉冲序列是令所述磁共振成像系统执行多频谱成像的脉冲序列。在若干不同频率上执行多频谱成像。在共振峰上并在刚好离开共振频率峰的频率处执行成像。

所述脉冲序列对来自受限制成像区域的磁共振数据进行选择性编码。亦即，所述脉冲序列适于对受限制成像区域之内的自旋编码，以便排除所述受限制成像区域外部的自旋。所述成像区包括所述受限制成像区域。所述脉冲序列包括激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度。所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同的极性和/或不同的大小。这里使用的激励磁场梯度涵盖由磁共振成像系统在射频脉冲期间生成的磁场梯度，所述射频脉冲操纵在所述成像区之内的自旋取向。这里使用的重聚焦磁场梯度涵盖对所述成像区之内的磁自旋进行重新聚焦的磁场梯度。具体而言，恰好在采集磁共振数据之前施加重聚焦磁场梯度。使用具有不同极性和/或不同大小的激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度的效果是，这是所述受限制成像区域的选择。

所述指令的执行还令所述处理器向所述磁共振成像系统发送所述磁共振控制命令。这可以令所述磁共振成像系统采集所述磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器从所述磁共振成像系统接收所述磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振数据重建所述受限制成像区域的磁共振图像。本发明的实施例可以是有利的，因为它允许来自所述受限制成像区域的成像数据的定位，并且所述成像数据以这样的方式被采集，即使得来自所述受限制成像区域外部自旋的磁共振信号将不会在磁共振图像中导致伪影或失真。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器在距受检者体内金属对象预定距离之内定位所述受限制成像区域。在一些实施例中，所述处理器令所述磁共振成像系统采集预扫描。所述装置之后可以在所述预扫描之内定位金属对象，并且之后与金属对象相邻地或在距金属对象预定距离之内定位所述受限制成像区域。本实施例可以是有益的，因为金属对象可以导致B0场失真，并从而可以导致与金属对象相邻的磁共振图像中出现伪影或失真。但是，要求保护的多频谱成像脉冲适于防止与金属对象相邻的图像的失真。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器定位所述受限制成像区域，从而使得所述受限制成像区域至少部分包含金属对象。本实施例可以是有益的，因为它允许对至少部分围绕金属对象的组织进行成像。例如，能够研究髋部植入物或其他金属设备周围的组织。

在另一实施例中，所述磁共振成像系统包括用于产生B0磁场的磁体（1004）。B0磁场也可以称为主磁场。B0磁场用于将所述成像区之内的磁自旋对齐。B0磁场的不均匀性可以导致磁自旋中的相位编码误差，这可以导致重建的磁共振图像中有伪影。

所述指令的执行还令所述处理器生成初级磁共振控制命令，其令所述磁共振成像系统采集初级磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器重建初级磁共振图像。所述指令的执行还令所述处理器使用所述初级磁共振图像识别所述成像区之内的B0不均匀性区域。B0不均匀性区域是B0场与预定磁场强度相差超过预定量的区域。所述指令的执行还令所述处理器将所述受限制成像区域至少部分地定位在B0不均匀性区域之内。

所述初级磁共振图像可以是质子密度图像或成像区中的B0场的绘图。所述初级磁共振数据因此可以是正常密度加权数据或可以是包含描述B0场的数据的磁共振数据。例如，可以执行DIXON B0绘制。在质子密度加权图像中，可以识别导致磁化率效应的多种结构，所述磁化率效应导致主磁场（B0场）中的诱导变化。这能够是因为很多原因，包括，但不限于：解剖结构（例如肺）、衣物、扫描器附件、金属或非金属介入装备、金属对象以及金属或非金属植入物。可以使用标准的图像分割技术识别质子密度图像中的B0不均匀性区域。在质子密度图像中，分割的对象用于预测B0不均匀性。

在另一实施例中，所述多频谱成像脉冲序列是MAVRIC脉冲序列。MAVRIC是多采集可变共振图像组合的缩写。MAVRIC脉冲序列使得当限制被激励带宽时的失真和伪影最小化。MAVRIC之后使用多个共振频率偏移来覆盖完整的频谱范围。

在另一实施例中，MAVRIC脉冲序列的如下项中的仅一个具有零的大小：激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度。

在另一实施例中，对于MAVRIC脉冲序列，激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度具有相反的极性。

在另一实施例中，多频谱成像脉冲序列是SEMAC脉冲序列。SEMAC是用于金属伪影校正的切片编码的缩写。SEMAC通过在视角倾斜的技术上构建来校正失真伪影，并通过使用切片方向上的额外相位编码将分辨的激励曲线分布对准到其实际体素位置。实质上，SEMAC技术使用每个被激励切片的编码校正金属伪影，以抵抗磁场不均匀性。通过延伸视角倾斜自旋回波序列，在一些实施例中利用额外的z相位编码，来实现切片编码。

在另一实施例中，SEMAC脉冲序列的如下项中的仅一个具有零的大小：激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度。

在另一实施例中，对于SEMAC脉冲序列，激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度具有相反的极性。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器生成预扫描磁共振控制命令，其令所述磁共振成像系统采集初级磁共振数据。所述初级磁共振数据描述了所述受限制成像区域。所述指令的执行还令所述处理器重建预扫描磁共振图像。所述指令的执行还令所述处理器确定相位编码因子，其使用预扫描磁共振图像选择所述受限制成像区域。本实施例是有利的，因为可以优化SEMAC脉冲序列以采集所述受限制成像区域之内的数据。

在另一实施例中，所述脉冲序列包含压缩感测。在本实施例中，不对完整k空间采样。在压缩感测中，先前采集的磁共振图像用于部分重建之后采集的图像。在受检者体内有运动并希望迅速采集图像的状况下，这可以尤其有用。

在另一实施例中，所述脉冲序列包含平行成像。

在另一实施例中，所述脉冲序列包含用于脂肪抑制的倒置脉冲。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器使用磁共振数据重建全带宽图像。在多频谱成像技术中，可以在不同频谱范围中采集图像的不同区域。能够通过采集在不同频谱范围中采集的图像的不同部分来重建完整图像。

在另一实施例中，所述指令的执行还令所述处理器使用奇异值分解在磁共振图像中进行噪声降低。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序产品，包括用于控制医疗装置的机器可执行指令。例如，所述计算机程序产品可以存储于计算机可读存储介质上。所述医疗装置包括用于采集来自受检者的磁共振数据的磁共振成像系统。采集的所述磁共振数据来自成像区。所述指令的执行令所述处理器使用多频谱成像脉冲序列生成磁共振控制命令。所述脉冲序列对来自所述受限制成像区域的磁共振数据进行选择性编码。所述成像区包括所述受限制成像区域。所述脉冲序列包括激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度。所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同极性和/或不同大小。所述指令的执行还令所述处理器向所述磁共振成像系统发送所述磁共振控制命令。所述指令的执行还令所述处理器从所述磁共振成像系统接收所述磁共振数据。所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振数据重建所述受限制成像区域的磁共振图像。

在另一方面中，本发明提供了一种控制医疗装置的方法。类似地，本发明还提供了一种控制医疗装置的计算机实施的方法。所述医疗装置包括用于采集来自受检者的磁共振数据的磁共振成像系统。采集的所述磁共振数据来自成像区。所述方法包括使用多频谱成像脉冲序列生成磁共振控制命令的步骤。所述脉冲序列对来自受限制成像区域的磁共振数据进行选择性编码。所述成像区包括所述受限制成像区域。所述脉冲序列包括激励磁场梯度和重聚焦磁场梯度。所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同极性和/或不同大小。所述方法还包括向所述磁共振成像系统发送所述磁共振控制命令的步骤。所述方法还包括从所述磁共振成像系统接收所述磁共振数据的步骤。所述方法还包括使用所述磁共振数据重建所述受限制成像区域的磁共振图像的步骤。

附图说明

在下文中将仅通过举例，并参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了流程图，其图示了根据本发明实施例的方法；

图2示出了针对具有激励期间的梯度和重聚焦的相反梯度的MAVRIC采集的B0-z图；

图3示出了针对具有激励期间的梯度的MAVRIC采集的B0-z图；

图4示出了针对具有体积选择的MAVRIC采集的B0-z图，其与图2中示出的相似；

图5示出了根据本发明实施例的针对SEMAC非共振抑制脉冲序列的B0-z图；

图6示出了针对标准SEMAC脉冲序列的一部分的脉冲图；

图7示出了根据本发明实施例的针对SEMAC非共振抑制脉冲序列的脉冲图；

图8示出了针对标准MAVRIC脉冲序列的脉冲序列图；

图9示出了根据本发明实施例的选择性MAVRIC脉冲序列；并且

图10示出了根据本发明实施例的医疗装置。

附图标记列表

200 B0轴

202 z轴

204 激励厚度

206 采集的B0，z

208 激励梯度

210 重聚焦梯度

212 受限制成像区域

308 激励梯度

310 重聚焦梯度

408 激励梯度

410 重聚焦梯度

508 激励梯度

510 重聚焦梯度

600 SEMAC脉冲序列

602 M-梯度

604 P-梯度

606 S-梯度

608 RF激励脉冲

610 激励脉冲

612 重聚焦梯度

614 VAT梯度

700 SEMAC-ORS脉冲序列

710 激励梯度

712 重聚焦梯度

714 VAT梯度

800 MAVRIC脉冲序列

900 选择性MAVRIC脉冲序列

910 激励梯度

912 重聚焦梯度

1000 医疗装置

1002 磁共振成像系统

1004 磁体

1006 磁体的膛

1008 成像区

1010 磁场梯度线圈

1012 磁场梯度线圈电源

1014 射频线圈

1016 收发器

1018 受检者

1020 受检者支撑物

1022 金属对象

1024 受限制成像区域

1026 计算机系统

1028 硬件接口

1030 处理器

1032 用户接口

1034 用户接口

1036 计算机存储设备

1038 计算机存储器

1040 多频谱成像脉冲序列

1042 磁共振控制命令

1044 磁共振数据

1046 磁共振图像

1048 预扫描磁共振控制命令

1050 预扫描磁共振数据

1052 预扫描磁共振图像

1053 初级磁共振数据

1054 相位编码因子

1055 初级磁共振图像

1056 全带宽图像

1057 B0不均匀性区域

1058 控制模块

1060 命令生成模块

1062 图像重建模块

1064 相位编码因子确定模块

1066 全带宽图像确定模块

1068 图像分割模块

具体实施方式

这些附图中的编号类似的元件是等要元件或执行相同功能。如果功能是等要的，先前论述过的元件未必会在后面的图中加以论述。

图1示出了流程图，其图示了根据本发明实施例的方法。在步骤1中，使用多频谱成像脉冲序列生成磁共振控制命令。所述脉冲序列对来自受限制成像区域的磁共振数据进行选择性编码。在步骤102中，向磁共振成像系统发送磁共振控制命令。在步骤104中，接收来自磁共振成像系统的磁共振数据。最后在步骤106中，使用磁共振数据为受限制区域重建磁共振图像。

图2示出了针对具有激励期间的梯度和重聚焦的相反梯度的MAVRIC采集的B0-z图。将B0轴标记为200。将z-轴标记为202。箭头204示出了激励厚度。箭头206示出了在z方向上的采集数据的区域范围。标记为208的平行四边形表示激励期间的B0，z空间的区域。标记为210的平行四边形表示重聚焦梯度期间的B0，z空间。由激励208和重聚焦梯度210限定的类似钻石的区域对应于受限制成像区域212。该图像示出了如何使用根据本说明实施例的MAVRIC脉冲序列选择性地选择受限制成像区域212。平行于B0轴200的水平线指示z方向上的相位编码空间。

图3示出了针对具有激励期间的梯度的MAVRIC采集的B0-z图。在这个采集方案中，在没有梯度的情况下完成了重聚焦。在其他实施例中，另一方案可以包括没有梯度的激励和具有梯度的重聚焦。在这种情况下将由激励梯度选择的B0，z空间中的区域标记为308，并且将由重聚焦梯度选择的B0，z空间中的区域标记为310。在这种由激励梯度和重聚焦梯度进行的扫描选择中，310限定了受限制成像区域212。

图4示出了针对具有体积选择的MAVRIC采集的B0-z图，其与图2中示出的图相似。在这种情况下，选择的体积被简化成单个切片，这消除了在穿过平面方向中执行相位编码的需要。这形成了二维MAVRIC采集。将由激励梯度选择的B0，z空间中的区域标记为408，将由重聚焦梯度选择的B0，z空间中的区域标记为410。激励和重聚焦梯度限定了受限制成像区域212。

图5示出了针对具有非共振抑制的SEMAC脉冲序列B0-z图，该序列被称为SEMAC非共振抑制（SEMAC-ORS）。在这个实施例中，激励梯度稍强于重聚焦梯度。还可以将这种同样的示意图用于图示使用非共振抑制的SEMAC-MAVRIC混合。将由激励梯度编码的区域标记为508。被标记为510的区域是由重聚焦梯度编码的区域。这两种梯度的组合限定了受限制成像区域212。在没有非共振信号时，这个受限制成像区域的范围会是限定激励厚度的箭头204指示的区域。

图6示出了针对标准SEMAC脉冲序列600的一部分的脉冲图。这个脉冲图中示出了m-梯度602、p-梯度604、s-梯度606以及施加的RF激励608。s-梯度606是选择梯度。s-梯度606内示出了激励梯度610、重聚焦梯度612以及VAT梯度614。在这个范例中，激励梯度610和重聚焦梯度612具有相同大小。

图7示出了与图6中示出的相似的脉冲序列700。在这种情况下，图6中的SEMAC脉冲序列已经被改变，从而使其是根据本发明实施例的SEMAC-ORS脉冲序列。将激励梯度标记为710，将重聚焦梯度标记为712，并且将VAT梯度标记为714。在这种情况下，激励梯度710和重聚焦梯度712不再具有相同大小。图7中的脉冲序列形成与图5中示出的相似的采样方案。

图8示出了针对标准MAVRIC脉冲序列的脉冲序列图。应当注意，s-梯度606中没有激励和重聚焦梯度。

图9示出了根据本发明实施例的选择性MAVRIC脉冲序列900。图8的脉冲序列已经被修改，从而使得现在有极性相反的激励梯度910和重聚焦梯度912。这样形成了与图4中示出的相似的采样方案。

图10图示了根据本发明实施例的医疗装置1000的范例。医疗装置1000包括磁共振成像系统1002。磁共振成像系统1002包括磁体1004。磁体1004是超导圆柱型磁体1004，其具有穿过其的膛1006。磁体1004具有液氦冷却的有着超导线圈的低温保持器。还能够使用永磁体或常导磁体。还能够使用不同类型的磁体，例如还能够使用分裂圆柱型磁体和所谓的开放式磁体两者。除了已将低温保持器分裂成两部分以允许接近磁体的等平面，分裂圆柱型磁体与标准圆柱型磁体相似，这样的磁体可以例如结合带电粒子束治疗使用。开放式磁体具有两个磁体部分，一个位于另一个之上，之间具有足够大的空间以接收受检者：这两部分区域的布置与亥姆霍兹线圈的布置相似。因为受检者较少受限，所以流行开放式磁体。圆柱型磁体的低温保持器内有超导线圈的集合。圆柱型磁体1004的膛1006内有成像区1008，其中磁场足够强并且均匀的，以执行磁共振成像。

磁体的膛1006内还有磁场梯度线圈1010的集合，其用于采集磁共振数据，以在磁体1004的成像区1008内对磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈1010连接到磁场梯度线圈电源1012。磁场梯度线圈1010意图为有代表性的。通常，磁场梯度线圈1010包含用于在三个正交空间方向上进行空间编码的三个分开的线圈的集合。磁场梯度电源向磁场梯度线圈供应电流。向磁场梯度线圈1010供应的电流根据时间被控制，并且其可以是倾斜的或脉冲的。

与成像区1008相邻的是射频线圈1014，其用于操纵成像区1008内的磁自旋的取向，并且用于接收来自也在成像区1008内的自旋的无线电发射。射频天线可以包含多个线圈元件。射频天线还可以被称为通道或天线。射频线圈1014连接到射频收发器1016。可以由独立的发射和接收线圈以及独立的发射器和接收器取代射频线圈1014和射频收发器1016。要理解，射频线圈1014和射频收发器1016是有代表性的。射频线圈1014还意图表示专用传输天线和专用接收天线。同样地，收发器1016还可以表示独立发射器和接收器。

受检者1018躺在磁体1004的膛1006内的受检者支撑物1020上。受检者1018部分在成像区1008内。受检者体内有金属对象1022。受限制成像区域1024与金属对象1022相邻。金属对象1022造成由磁体1004生成的B0场失真。尽管金属对象1002在B0场中造成失真，但是医疗装置1000能够从受限制成像区域1024采集伪影图像。磁场梯度线圈电源1012和收发器1016连接到计算机系统1026的硬件接口1028。计算机系统1026还包括处理器1030。处理器1030连接到硬件接口1028、用户接口1034、计算机存储器设备1036以及计算机存储器1038。

计算机存储设备1036被示为包含多频谱成像脉冲序列1040。计算机存储设备1036还被示为包含已由多频谱成像脉冲序列1040生成的磁共振控制命令1042。计算机存储设备1036还被示为包含磁共振成像系统1002使用磁共振控制命令1042采集的磁共振数据1044。计算机存储设备1036还被示为包含使用磁共振数据1044获得的受限制成像区域1024的磁共振图像1046。计算机存储设备1036还被示为包含项目1048、1050、1052、1054以及1056。这些项目并不存在于所有实施例中。项目1048是预扫描磁共振控制命令。项目1050是使用预扫描磁共振控制命令1048采集的预扫描磁共振数据1050。项目1052是使用预扫描磁共振数据1050生成的预扫描磁共振图像。计算机存储设备1036示出了使用预扫描磁共振图像1052生成的SEMAC脉冲序列的相位编码因子1054。计算机存储设备1036还被示为包含已从受限制成像区域的集合重建的全带宽图像1056。使用独立频率采集每一个受限制成像区域。全带宽意味着将来自不同频率区域的这些图像组合成完整图像。

计算机存储设备1036还被示为包含初级磁共振数据1053、初级磁共振图像1055以及在初级磁共振图像1055中识别的B0不均匀性区域1057的位置。在一些实施例中，初级磁共振图像是B0绘图。

计算机存储器1038被示为包含控制模块1058。控制模块1058包含用于控制医疗装置1000的操作和功能的计算机可执行代码。计算机存储器1038还被示为包含命令生成模块1060。命令生成模块1060适于生成磁共振控制命令1042、预扫描磁共振控制命令1048以及来自脉冲序列1040的初级磁共振控制命令。计算机存储器1038还被示为包含图像重建模块1062。图像重建模块1062包含用于从磁共振数据1044、1050、1053重建磁共振图像1046、1052、1055的计算机可执行代码。计算机存储器1038还被示为包含相位编码因子确定模块1064。相位编码因子确定模块1064包含用于从预扫描磁共振图像1052计算相位编码因子1054的计算机可执行代码。计算机存储器1038还被示为包含全带宽图像重建模块1066。全带宽图像重建模块1066包含用于重建全带宽图像1056的计算机可执行代码。

计算机存储器还被示为包含图像分割模块1068，其可以出现在一些实施例中，以在磁共振图像1055中识别导致B0场不均匀性的对象。使用图像分割模块1068识别并选择B0不均匀性区域的位置。

尽管已经在附图和前面的描述中详细说明并描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。

通过研究附图、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实施请求保护的本发明中能够理解和实现对所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以在适当的介质上存储/分布，所述适当的介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或者其他有线或无线的远程通信系统。权利要求书中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (14)

1.一种磁共振成像系统（1002），包括：

-用于采集来自受检者（1018）的磁共振数据（1044）的磁共振成像系统（1002），其中，采集的所述磁共振数据来自成像区（1008）；

-用于控制医疗装置的处理器（1030）；以及

-存储由所述处理器执行的机器可执行指令（1058、1060、1062、1064、1066）的存储器（1038），其中，所述指令的执行令所述处理器：

-使用多频谱成像脉冲序列（1040）生成（100）磁共振控制命令（1042），其中，所述脉冲序列对来自受限制成像区域（1024）的磁共振数据进行选择性编码，其中，所述成像区包括所述受限制成像区域，其中，所述脉冲序列包括激励磁场梯度（208、308、408、508、710、910）和重聚焦磁场梯度（210、310、410、510、712、912），其中，所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同极性和/或不同大小；

-向所述磁共振成像系统发送（102）所述磁共振控制命令；

-从所述磁共振成像系统接收（104）所述磁共振数据；并且

-使用所述磁共振数据重建（106）所述受限制成像区域的磁共振图像（1046）。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述磁共振成像系统包括用于生成B0磁场的磁体（1004），其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-生成初级磁共振控制命令，所述初级磁共振控制命令使所述磁共振成像系统采集初级磁共振数据（1053）；

-重建初级磁共振图像（1055）；并且

-使用所述初级磁共振图像识别所述成像区之内的B0不均匀性区域（1057），其中，所述B0不均匀性区域是B0场与预定磁场强度相差超过预定量的区域，

-将所述受限制成像区域至少部分地定位在所述B0不均匀性区域之内。

3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述多频谱成像脉冲序列是MAVRIC脉冲序列（900）。

4.根据权利要求3所述的磁共振成像系统（1002），其中，如下中的仅一项具有零的大小：所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度。

5.根据权利要求3所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有相反的极性。

6.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述多频谱成像脉冲序列是SEMAC脉冲序列（700）。

7.根据权利要求6所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述指令的执行还令所述处理器：

-生成预扫描磁共振控制命令（1048），其令所述磁共振成像系统采集预扫描磁共振数据（1050），其中，所述预扫描磁共振数据描述了所述受限制成像区域；

-重建预扫描磁共振图像（1052）；并且

-确定相位编码因子（1054），其使用所述预扫描磁共振图像选择所述受限制成像区域。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述脉冲序列包含压缩感测。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述脉冲序列包含平行成像。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述脉冲序列包含用于脂肪抑制的倒置脉冲。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统（1002），所述指令的执行还令所述处理器使用所述磁共振数据重建全带宽图像。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的磁共振成像系统（1002），其中，所述指令的执行还令所述处理器使用奇异值分解在所述磁共振图像中执行噪声降低。

13.一种计算机程序产品，包括用于控制磁共振成像系统（1002）的机器可执行指令（1058、1060、1062、1064、1066），其中，医疗装置包括用于采集来自受检者（1018）的磁共振数据（1044）的磁共振成像系统（1002），其中，采集的所述磁共振数据来自成像区（1008），其中，所述指令的执行令处理器：

-使用多频谱成像脉冲序列（1040）生成（100）磁共振控制命令（1042），其中，所述脉冲序列对来自受限制成像区域（1024）的磁共振数据进行选择性编码，其中，所述成像区包括所述受限制成像区域，其中，所述脉冲序列包括激励磁场梯度（208、308、408、508、710、910）和重聚焦磁场梯度（210、310、410、510、712、912），其中，所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同极性和/或不同大小；

-向所述磁共振成像系统发送（102）所述磁共振控制命令；

-从所述磁共振成像系统接收（104）所述磁共振数据；并且

-使用所述磁共振数据重建（106）所述受限制成像区域的磁共振图像（1046）。

14.一种控制医疗装置（1000）的磁共振成像系统（1002）的方法，其中，所述医疗装置包括用于采集来自受检者（1018）的磁共振数据（1044）的磁共振成像系统（1002），其中，采集的所述磁共振数据来自成像区（1008），其中，所述方法包括如下步骤：

-使用多频谱成像脉冲序列（1040）生成（100）磁共振控制命令（1042），其中，所述脉冲序列对来自受限制成像区域（1024）的磁共振数据进行选择性编码，其中，所述成像区包括所述受限制成像区域，其中，所述脉冲序列包括激励磁场梯度（208、308、408、508、710、910）和重聚焦磁场梯度（210、310、410、510、712、912），其中，所述激励磁场梯度和所述重聚焦磁场梯度具有不同极性和/或不同大小；

-向所述磁共振成像系统发送（102）所述磁共振控制命令；

-从所述磁共振成像系统接收（104）所述磁共振数据；并且

-使用所述磁共振数据重建（106）所述受限制成像区域的磁共振图像（1046）。

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