CN105103001B - 使用高snr同相图像和较低snr至少部分地异相图像的dixon型水/脂肪分离mri - Google Patents

使用高snr同相图像和较低snr至少部分地异相图像的dixon型水/脂肪分离mri Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种Dixon型MR成像的方法。所述方法包括以下步骤：‑生成第一成像序列，所述第一成像序列用于产生在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一MR回波信号的贡献是实质上同相的；‑采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号；‑生成第二成像序列，所述第二成像序列用于产生在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二MR回波信号的贡献是至少部分地异相的；‑采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比不同于所述第一信噪比；并且‑根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，其中，来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。此外，本发明涉及一种MR设备并且涉及一种在MR设备上运行的计算机程序。

Description

使用高SNR同相图像和较低SNR至少部分地异相图像的DIXON 型水/脂肪分离MRI
技术领域
本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。本发明涉及对被放置在MR设备的检查体积中的身体的部分的MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备并且涉及一种要在MR设备上运行的计算机程序。
背景技术
利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维图像或三维图像的图像形成MR方法如今得到广泛使用，尤其是在医学诊断领域中，这是因为针对软组织的成像，所述方法在许多方面都优于其他成像方法，不要求电离辐射并且通常是无创的。
根据一般的MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强的、均匀的磁场B0中，所述磁场B0的方向同时定义测量所基于的坐标系的轴(一般是z轴)。取决于通过对定义的频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)的应用能够激励(自旋共振)的磁场强度，该磁场B0针对个体核自旋产生不同的能级。从宏观的角度，个体核自旋的分布产生总磁化，能够通过对适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)的应用使所述总磁化偏离出平衡状态，同时磁场B0垂直于z轴延伸，使得磁化执行关于z轴的进动。所述进动描述了一锥形的表面，所述锥形的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅值取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况中，自旋从z轴偏离到横向平面(翻转角90°)。
在RF脉冲终止之后，磁化弛豫回初始平衡状态，在所述初始平衡状态中，z方向上的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)被建立，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫时间)进行弛豫。能够以在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化的方式，借助于被布置并被取向在MR设备的检查体积之内的接收RF线圈来检测磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随有核自旋的从具有相同相位的有序状态到在其中全部相位角均匀分布(失相)的状态的转变(由局部磁场非均质性诱发)。失相能够借助于重新聚焦脉冲(例如，180°脉冲)而被补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
为了实现身体中的空间分辨，将沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度叠加在均匀磁场B0上，引起自旋共振频率的线性空间依赖性。在接收线圈中拾取的信号然后包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码而采集的多条线。通过收集多个样本来将每条线数字化。借助于傅立叶变换来将k空间数据的集合转换为MR图像。
在MR成像中，常常期望获得关于水和脂肪对总信号的相对贡献的信息，以抑制它们中的一个的贡献或者单独地或联合地分析它们中的全部的贡献。如果对来自在不同的回波时间处采集的两个或更多个对应回波的信息进行组合，则能够计算这些贡献。这可以被认为是化学位移编码，在所述化学位移编码中，通过在略微不同的回波时间处采集几幅图像来定义和编码额外的维度，化学位移维度。对于水-脂肪分离，这些类型的实验常常被称为Dixon型的测量。借助于Dixon成像或Dixon水/脂肪成像，能够通过根据在不同的回波时间处采集的两个或更多个对应回波计算水和脂肪的贡献来实现水-脂肪分离。一般这样的分离是可能的，这是因为存在脂肪和水中的氢的已知的进动频率差异。以其最简单的形式，通过“同相”数据集和“异相”数据集的相加或相减来生成水图像和脂肪图像。
近年来已经提出了若干Dixon型MR成像方法。除了用于水-脂肪分离的不同策略以外，已知的技术主要以它们采集的回波(或点)的具体数目和它们强加在所使用的回波时间上的约束为特征。常规的所谓的二点方法或三点方法要求同相回波时间和反相回波时间，在所述同相回波时间和所述反相回波时间处，水信号和脂肪信号在复平面中分别是平行的或反平行的。三点方法已经逐渐被推广以允许灵活的回波时间。因此，它们不再将在回波时间处的水信号与脂肪信号之间的角度或相位限制到某个值。以这种方式，它们提供了在成像序列设计中的更多的自由度并且尤其使得能够在来自采集中的信噪比(SNR)增益与分离中的SNR损失之间进行权衡。期望只对两个而不是三个回波进行采样以减少扫描时间。然而，对回波时间的约束实际上可以致使(render)双回波采集慢于三回波采集。Eggers等人(Magnetic Resonance in Medicine，卷65，第96-107页，2011年)已经提出了使得能够消除这样的约束的双回波灵活Dixon型MR成像方法。使用这样的具有更加灵活的回波时间的Dixon型MR成像方法，不必再采集同相图像和反相图像，而是任选地从水图像和脂肪图像中进行合成。
然而，与利用这些方法获得的水图像和脂肪图像相比，在前述Dixon型MR成像方法中采集(或合成)的同相图像和异相图像经受不良的SNR。这归因于通常由有效次数的信号平均(NSA)量化的平均效应，从Dixon水-脂肪分离中得到的水图像和脂肪图像而不是采集的同相图像和异相图像通常从所述平均效应中受益，并且没有或只在较小程度上合成的同相图像和异相图像通常从所述平均效应中受益。此外，与借助于分离的、裁剪的、非Dixon型MR成像方法采集的同相图像相比，在前述Dixon型MR成像方法中采集(或合成)的同相图像经受不良的SNR。常常只在过长的扫描时间中才可实现可比较的SNR。
S.T.Schindera的“Abdominal magnetic resonance image at 3.0T:what isthe ultimage gain in signal-to-noise ratio？”(Acad.Radiol，卷13，第1246-1243页，2006年)讨论了一种对根据在1.5T或3.0T的主场强度处采集的磁共振信号来重建的磁共振图像的SNR的比较。在一个范例中，做出该比较以用于轴向T1加权的GRE同相图像和反相图像。
从上文中容易意识到，存在对用于Dixon型MR成像的改进的技术的需要。因此，本发明的目的是尤其在采集(或合成)的同相图像中提供使得能够具有高SNR的Dixon水-脂肪分离的方法。
发明内容
根据本发明，公开了一种对被放置在MR设备的检查体积中的目标的MR成像的方法。所述方法包括以下步骤：
-使所述目标经受第一成像序列，所述第一成像序列生成在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一MR回波信号的贡献是实质上同相的，
-采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号，
-使所述目标经受第二成像序列，所述第二成像序列生成在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二MR回波信号的贡献是至少部分地异相的，
-采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比小于所述第一信噪比，并且
-根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，其中，来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。
本发明的主旨是采集具有不相等的SNR的同相信号和(部分地)异相信号。
在本发明的优选实施例中，两个分离但交错的快自旋回波(fast spin-echo)成像序列或快速自旋回波(turbo spin-echo)成像序列，第一成像序列和第二成像序列用于采集同相信号(第一MR信号)和(部分地)异相信号(第二MR信号)。在对这些快速自旋回波成像序列的相同定时约束下，结果是，与(部分地)异相信号相比，能够利用较低的读出磁共振梯度强度和较低的信号接收带宽并且因此利用较高的SNR来采集同相信号。此外，能够示出，根据同相信号和(部分地)异相信号重建的(脂肪抑制的)水图像也从所采集的同相信号中的较高的SNR中受益。以这种方式，本发明实现了在相同扫描时间中的所采集的同相图像中的较高的SNR和所计算的水(或脂肪抑制的)图像中的较高的SNR，或在较短的扫描时间中的可比较的SNR。另外，它允许通过相对于(部分地)异相信号采集的SNR调整同相信号采集的SNR来独立地按需裁剪同相图像和水(或脂肪抑制的)图像中的SNR。
备选地，能够利用单个双回波序列来采集同相信号和(部分地)异相信号，在所述单个双回波序列中，读出磁共振梯度强度和信号接收带宽独立地适于两个回波中的每个。此外，能够利用经独立调整的读出磁共振梯度强度和信号接收带宽(即，利用不相等的SNR)的任一方式来采集多于两个MR回波信号。
更具体地，在前述优选实施例中，使用具有第一梯度强度的读出磁场梯度来采集所述第一MR回波信号，并且使用具有高于所述第一梯度强度的第二梯度强度的读出磁场梯度来采集所述第二MR回波信号。同时地，使用小于用于对所述第二MR回波信号的所述采集的所述信号接收带宽的信号接收带宽来采集所述第一MR回波信号。换言之，整个采集被分成分别利用低带宽子序列(第一成像序列)和高带宽子序列(第二成像序列)执行的两个通常为交错的子采集。在所述低带宽子序列中，通过在所述重新聚焦RF脉冲之间的大多数空隙期间对所述第一MR回波信号进行采样来达到高信号采样效率。该低带宽和高采样效率得到高的SNR。低带宽第一成像序列具有固定的第一回波时间，在所述第一回波时间处，水信号和脂肪信号是同相的。所述高带宽第二成像序列具有可调节的第二回波时间，在所述第二回波时间处，水信号和脂肪信号是至少部分地异相的。所述第二成像序列只实现了较低的采样效率并且提供了较低的SNR，这是因为它必须在较短的时间中覆盖相同的梯度积分，以基于子序列两者来获得由随后的Dixon水-脂肪分离所要求的回波位移。
根据本发明的另外的优选实施例，重复所述第一成像序列和所述第二成像序列中的每个以用于信号积累，其中，所述第一成像序列的重复次数不同于所述第二成像序列的重复次数。能够使用选择性地分别重复所述第一成像序列和所述第二成像序列，以便在所述同相图像、所述水图像以及所述脂肪图像中独立地裁剪SNR，包括在所述同相图像中提高SNR和在所述同相图像和所述水图像中使SNR相等。同时地，能够将总扫描时间保持在可接受界限之内。
根据本发明，可以采集在第三(第四等)回波时间处分别具有第三(第四等)SNR的不只所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号的MR回波信号(即，第三MR回波信号、第四MR回波信号等)。可以由诸如自旋回波、梯度回波或混合成像序列(其中，第一成像序列和第二(第三、第四等)成像序列构成子序列)的单个多回波成像序列或由单独的成像序列生成第一MR回波信号、第二MR回波信号、第三(第四等)MR回波信号。
能够借助于MR设备执行到目前为止所描述的本发明的方法，所述MR设备包括：至少一个主磁体线圈，其用于在检查体积之内生成实质上均匀的、稳定的磁场B0；多个梯度线圈，其用于在所述检查体积之内的不同空间方向上生成切换的磁场梯度；至少一个身体线圈RF，其用于在所述检查体积之内生成RF脉冲和/或用于接收来自被定位在所述检查体积之内的患者的身体的MR信号；控制单元，其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间连续；以及重建单元，其用于根据所接收的MR信号来重建MR图像。能够通过对所述MR设备的所述重建单元和/或所述控制单元的对应编程来实施本发明的方法。
本发明的方法能够被有利地执行在目前临床使用中的大多数MR设备上。为此目的，只需要利用控制所述MR设备的计算机程序使得所述MR设备执行以上解释的本发明的方法步骤。所述计算机程序可以存在于数据载体上或存在于数据网络中，以便被下载以用于在所述MR设备的所述控制单元中的安装。
附图说明
附图公开了本发明的优选实施例。然而，应当理解，附图仅是出于图示的目的而被设计，并且不作为本发明的限制的定义。在附图中：
图1示出了用于执行本发明的方法的MR设备；
图2示出了图示本发明的信号采集方案的时间图。
具体实施方式
参考图1，示出了MR设备1。所述设备包括超导主磁线圈或电阻式主磁线圈2，使得沿着通过检查体积的z轴创建暂时恒定的主磁场B0。所述设备还包括(一阶、二阶以及在可应用的情况下的三阶)匀场线圈2’的集合，其中，通过所述集合2’的个体匀场线圈的电流是可控的，以用于使在检查体积之内的B0偏差最小化的目的。
磁共振生成与操纵系统施加一系列的RF脉冲和切换的磁场梯度，以反转或激励核磁自旋、诱导磁共振、重新聚焦磁共振、操纵磁共振、在空间上或以其他方式编码磁共振、饱和自旋等，以执行MR成像。
更具体地，梯度脉冲放大器3将电流脉冲施加到沿着检查体积的x轴、y轴和z轴的整个身体梯度线圈4、5和6中的选定的一种。数字RF频率发射器7经由发送/接收开关8将RF脉冲或脉冲包发射到身体RF线圈9，以将RF脉冲发射到检查体积中。典型的MR成像序列包括短持续时间的RF脉冲节段包，所述短持续时间的RF脉冲节段包与任何施加的磁场梯度一起实现对核磁共振的选定操纵。RF脉冲用于饱和、激励共振、反转磁化、重新聚焦共振或操纵共振，并且选择被定位在检查体积中的身体10的部分。还由身体RF线圈9拾取MR信号。
针对身体10的限定区域的MR图像的生成，局部阵列RF线圈11、12、13的集合被放置为邻近针对成像所选择的区域。阵列线圈11、12、13能够用于接收由身体-线圈RF发射所诱导的MR信号。
由身体RF线圈9和/或由阵列RF线圈11、12、13来拾取结果得到的MR信号，并且由优选地包括前置放大器(未示出)的接收器14来解调结果得到的MR信号。接收器14经由发送/接收开关8连接到RF线圈9、11、12和13。
主机计算机15控制匀场线圈2’以及梯度脉冲放大器3和发射器7，以生成本发明的成像序列。针对选定的序列，接收器14接收接连不断地跟随每个RF激励脉冲的单个或多个MR数据线。数据采集系统16执行对所接收的信号的模数转换并且将每个MR数据线转换为适合进一步处理的数字格式。在现代MR设备中，数据采集系统16是专用于对原始图像数据的采集的单独的计算机。
最终，由施加傅里叶变换或诸如SENSE等其他适当的重建算法的重建处理器17将数字原始图像数据重建成图像表示。MR图像可以表示通过患者的平面切片、平行平面切片的阵列、三维体积等。然后将图像存储在图像存储器中，在所述图像存储器中可以访问所述图像以将切片、投影或图像表示的其他部分例如经由提供结果得到的MR图像的人类可读显示的视频监视器18来转换成用于可视化的适当格式。
如以上所解释的，根据本发明采用被称作第一成像序列和第二成像序列的单独的成像序列，以采集来自水质子和脂肪质子的同相信号(第一MR信号)和(部分地)异相信号(第二MR信号)。
图2a示出了组成根据本发明的方法的第一成像序列的快速自旋回波(TSE)序列的脉冲序列图。所描绘的序列被优化以提供来自水质子和脂肪质子的具有高SNR的同相MR信号。该图示出了频率编码方向(M)、相位编码方向(P)以及切片选择方向(S)上的切换的磁场梯度。此外，该图示出了RF激励和重新聚焦脉冲以及由ACQ1标示的时间间隔，在所述时间间隔期间第一MR回波信号被采集。为了由图2a中示出的序列得到具有高的SNR的同相图像，选择(在M方向上的)比较弱的读出梯度和低信号接收带宽。通过在重新聚焦脉冲之间的大多数空隙期间对MR信号进行采样来在第一成像序列中达到高的采样效率。
图2b示出了用于在本发明的意义之内的第二成像序列的示意性脉冲序列图。第二成像序列也是具有回波位移以获得(部分地)异相信号的TSE序列。在图2b中由ACQ2来指示信号采集周期。在所描绘的范例中，将MR回波信号之间的间隙保持恒定，同时关于第一成像序列对读出梯度强度以及接收信号带宽进行加倍以使得能够进行回波位移。如果相反地将读出梯度强度和信号接收带宽保持恒定，则将必须增加MR回波信号之间的间隙，导致增加的扫描时间。
在常规的Dixon型MR成像方法中，与图2b所示的相同的读出梯度强度和相同的信号接收带宽还用于收集来自水质子和脂肪质子的同相MR信号。为此目的，读出梯度和MR信号回波采集只集中在RF重新聚焦脉冲之间，引入数据采集中的实质死时间。
图2中图示的采集方案的实质方面是它包括由第一成像序列(图2a)进行的对具有高的SNR、高的扫描效率和任选地多次平均的同相信号的采集，以及由第二成像序列(图2b)进行的对具有较低SNR、较低扫描效率和任选地较少次平均的(部分地)异相信号的采集。慎重地设计同相信号采集和(部分地)异相信号采集以提供具有不相等SNR的单回波复合MR图像。
在本发明的方法的重建步骤中，可以通过本身已知的重建算法来从所采集的同相信号和(部分地)异相信号中获得同相图像、异相图像、(脂肪抑制的)水图像和/或脂肪图像。经计算的(脂肪抑制的)水图像和脂肪图像也从所采集的同相图像中的显著较高的SNR中受益，这能够由对应的噪声传播分析来示出。
在常规的Dixon型MR成像方法中，对用于同相信号和(部分地)异相信号两者的采集的相同的读出梯度强度和相同的接收带宽的使用具有提供具有相同脂肪位移的优点。然而，如果使用本发明的方法的对第一MR信号与第二MR信号的采集之间的脂肪位移的差异是不可忽略的，则在重建步骤中可以对水-脂肪分离施加专用延伸以考虑和校正该差异(参见例如Lu等人的“Magnetic Resonance in Medicine”(卷60，第198-209页，2008年))。此外，如果利用第二成像序列中的RF重新聚焦脉冲之间的固定间隔可实现的回波位移是不充分的，则可以再次结合对水-脂肪分离的专用延伸(参见例如Reeder等人的“MagneticResonance in Medicine”(卷54，第486-593页，2005年))来在该第二成像序列中应用部分回波采样。

Claims (6)

1.一种对被放置在MR设备(1)的检查体积中的目标(10)的MR成像的方法，所述方法包括以下步骤：
-使所述目标(10)经受第一成像序列，所述第一成像序列生成在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一MR回波信号的贡献是实质上同相的，
-采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号，
-使所述目标(10)经受第二成像序列，所述第二成像序列生成在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二MR回波信号的贡献是至少部分地异相的，
-采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比不同于所述第一信噪比，其中，
-利用与所述第二MR回波信号相比的较低的读出磁场梯度强度、较低的信号接收带宽和/或较高的重复次数来采集所述第一MR回波信号，以选择性地加强所述第一MR回波信号的SNR，并且
-根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，从而来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一成像序列和所述第二成像序列为快自旋回波序列或快速自旋回波序列，所述第一成像序列和所述第二成像序列中的每个包括用于在所述目标(10)之内激励磁共振的一个RF激励脉冲和用于重新聚焦磁共振的两个或更多个重新聚焦RF脉冲。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，选择用于对所述第一MR回波信号的所述采集和对所述第二MR回波信号的所述采集的所述读出磁场梯度强度、所述信号接收带宽和/或所述重复次数，使得所重建的同相MR图像的信噪比与水MR图像的信噪比相等。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一MR回波信号采集与所述第二MR回波信号采集之间的脂肪位移的差异被校正，以用于对来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献的所述分离。
5.一种用于执行根据权利要求1至4中的任一项所述的方法的MR设备，所述MR设备(1)包括：至少一个主磁体线圈(2)，其用于在检查体积之内生成均匀的、稳定的磁场B0；多个梯度线圈(4、5、6)，其用于在所述检查体积之内的不同空间方向上生成切换的磁场梯度；至少一个RF线圈(9)，其用于在所述检查体积之内生成RF脉冲和/或用于接收来自被定位在所述检查体积中的目标(10)的MR信号；控制单元(15)，其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间连续；以及重建单元(17)，其用于根据所接收的MR信号来重建MR图像，其中，所述MR设备(1)被布置为执行以下步骤：
-使所述目标(10)经受第一成像序列，所述第一成像序列生成在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一MR回波信号的贡献是实质上同相的，
-采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号，
-使所述目标(10)经受第二成像序列，所述第二成像序列生成在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二MR回波信号的贡献是至少部分地异相的，
-采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比不同于所述第一信噪比，其中，
-利用与所述第二MR回波信号相比的较低的读出磁场梯度强度、较低的信号接收带宽和/或较高的重复次数来采集所述第一MR回波信号，以选择性地加强所述第一MR回波信号的SNR，并且
-根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，其中，来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。
6.一种在MR设备上运行的计算机程序，所述计算机程序包括用于以下的指令：
-生成第一成像序列，所述第一成像序列产生在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一MR回波信号的贡献是实质上同相的，
-采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号，
-生成第二成像序列，所述第二成像序列产生在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二MR回波信号的贡献是至少部分地异相的，
-采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比不同于所述第一信噪比，其中，
-利用与所述第二MR回波信号相比的较低的读出磁场梯度强度、较低的信号接收带宽和/或较高的重复次数来采集所述第一MR回波信号，以选择性地加强所述第一MR回波信号的SNR，并且
-根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，其中，来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2933651B1 (en) * 2014-04-17 2020-03-18 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg MRI Method of Hybrid Acquisition in 3D TSE
EP3314284B1 (en) * 2015-06-26 2021-10-20 Koninklijke Philips N.V. Phase corrected dixon magnetic resonance imaging
US11041926B2 (en) 2016-06-02 2021-06-22 Koninklijke Philips N.V. Dixon-type water/fat separation MR imaging
EP3497456B1 (en) * 2016-08-15 2023-10-11 Koninklijke Philips N.V. Mr imaging with dixon-type water/fat separation
EP3545325A1 (en) * 2016-11-24 2019-10-02 Koninklijke Philips N.V. Mr imaging with dixon-type water/fat separation
WO2018114554A1 (en) 2016-12-20 2018-06-28 Koninklijke Philips N.V. Dixon-type water/fat separation mr imaging
EP3447517A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-27 Koninklijke Philips N.V. Dixon-type water/fat separation mr imaging
EP3462204A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-03 Koninklijke Philips N.V. Dixon-type water/fat separation mr imaging with improved fat shift correction
EP3483618B1 (de) * 2017-11-09 2021-12-29 Siemens Healthcare GmbH Verfahren zur erzeugung eines kombinationsbilddatensatzes aus zwei magnetresonanzbilddatensätzen zur trennung zweier spinspezies
DE102017221154A1 (de) * 2017-11-27 2019-05-29 Siemens Healthcare Gmbh Verbesserung der Bildqualität bei Dixon-Turbo-Spin-Echo-Sequenzen
KR102062766B1 (ko) 2017-12-11 2020-01-06 삼성전자주식회사 물 지방 분리 영상을 획득하는 방법 및 그 자기 공명 영상 장치
EP3579009A1 (en) * 2018-06-05 2019-12-11 Koninklijke Philips N.V. Zero echo time mr imaging with water-fat separation
CN111751771B (zh) * 2020-07-02 2022-09-30 北京万东医疗科技股份有限公司 一种水脂分离装置及方法
CN114820403A (zh) 2021-01-27 2022-07-29 西门子(深圳)磁共振有限公司 磁共振水脂图像分离方法、装置、成像系统及存储介质
CN113093077B (zh) * 2021-04-08 2021-12-14 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 3d-dess序列的优化方法、3d-dess优化序列和磁共振成像的匀场方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101843487A (zh) * 2009-03-23 2010-09-29 西门子公司 借助并行采集技术建立图像的方法、磁共振设备和程序

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0751124B2 (ja) 1985-09-18 1995-06-05 株式会社日立メディコ 化学シフト値を用いたｎｍｒ検査装置
JPS63135147A (ja) * 1986-11-28 1988-06-07 横河メディカルシステム株式会社 Ｎｍｒ撮像方法
JPH09238918A (ja) 1996-03-12 1997-09-16 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置
US20050215882A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 The Regents Of The University Of Michigan Noninvasive method to determine fat content of tissues using MRI
WO2006121827A2 (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Board Of Regents, The University Of Texas System System, program product, and method of acquiring and processing mri data for simultaneous determination of water, fat, and transverse relaxation time constants
US7592810B2 (en) * 2006-04-25 2009-09-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University MRI methods for combining separate species and quantifying a species
CN101305908B (zh) 2007-05-17 2011-08-03 西门子公司 提高并行采集图像重建的信噪比损失的准确度的方法
US7518364B1 (en) 2008-01-18 2009-04-14 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Species separation using selective spectral supression in balanced steady-state free precession imaging
EP2461175A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging using a multi-point Dixon technique
CN102525460B (zh) * 2010-12-29 2013-11-06 西门子(深圳)磁共振有限公司 一种磁共振成像水脂图像辨析方法及装置
EP3004908B1 (en) * 2013-06-06 2021-04-28 Koninklijke Philips N.V. Parallel mri with b0 distortion correction and multi-echo dixon water-fat separation using regularised sense reconstruction
DE102013215703B3 (de) * 2013-08-08 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Bestimmung einer T1-Zeit von Wasser und einer T1-Zeit von Fett
JP6469703B2 (ja) * 2013-09-16 2019-02-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． Ｄｉｘｏｎ式水／脂肪分離を用いたＭＲイメージング

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101843487A (zh) * 2009-03-23 2010-09-29 西门子公司 借助并行采集技术建立图像的方法、磁共振设备和程序

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dual-Echo Dixon Imaging with Flexible Choice of Echo Time;HOLGER EGGERS ET AL;《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》;20100921;第65卷(第1期);96-107 *
Optimized in-phase and opposed-phase MR imaging for accurate detection of small fat or water fractions: theoretical considerations and experimental application in emulsions;VERENA BALLWEG ET AL;《MAGNETIC RESONANCE MATERIALS IN PHYSICS, BIOLOGY AND MEDICINE》;20110327;第24卷(第3期);167-178 *

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Publication number Publication date
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