CN105431746B - 用于为独立像素或体素分配组织特异pet衰减值的mri方法 - Google Patents
用于为独立像素或体素分配组织特异pet衰减值的mri方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种磁共振(MR)系统(10)生成衰减映射或密度映射。所述系统(10)包括限定检查体积(16)的MR扫描器(48)和至少一个处理器(54)。所述至少一个处理器(54)被编程为控制所述MR扫描器(48)来向所述检查体积(16)施加成像序列。响应于所述成像序列来接收所述检查体积(16)的MR数据集，并且分析所述检查体积(16)的MR数据集以识别在所述衰减映射或密度映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值分配到所述衰减映射或密度映射的每个像素或体素。在一个实施例中，基于MR相位图像的时间数列来识别组织和/或材料类型。
Description
技术领域
本申请总体上涉及医学成像。其具体应用于与磁共振(MR)系统结合，并且将特别参考磁共振系统来描述本申请。然而应当理解本申请还适用于其他的使用场景，并且不必限于前述的应用。
背景技术
在过去，已经将计算断层摄影(CT)用于诊断性正电子发射断层摄影(PET)中的衰减校正(AC)和辐射治疗(RT)规划的模拟疗程中的组织密度。即CT典型地以亨氏(Hounsfield)单位来测量与辐射衰减和组织密度相关的组织的辐射密度。医学成像的进步已经引起混合PET/MR系统和混合MR/RT系统以及基于MR的模拟的发展。然而，不像CT那样，MR信号强度不与辐射衰减(例如mu值)或组织密度直接相关，并且提出了对于生成衰减映射或密度映射的技术难题。
至今大多数研究集中在使用“正常的”基于解剖结构或图集或模型的方案(即找形(shape-finding))将来自MR图像的组织区分或“分割”成不同类别(例如软组织、骨骼或空气)的方法。然而，这样的方法对于具有异常解剖结构的患者表现不佳，由于固有疾病进展或医学干预(例如手术和辐射)，所以在特定的患者群体中具有异常解剖结构的患者更常见。进一步地，这样的方法不能够解决这样的问题，即多个组织类型可以位于单个图像像素或体素内。这些限制潜在地引起临床上显著的不准确性，尤其是在以逐个像素为基础定量地计算患者放射量测定的RT规划的背景中。另外，执行分割技术也是时间密集的，分割技术通常并入了减少患者通量的人工的校验和调节步骤。
发明内容
本申请提供了克服以上引用的难题的新的并且经改进的方法和系统。
根据一方面，一种磁共振(MR)系统生成映射。所述系统包括限定检查体积的MR扫描器和至少一个处理器。所述(一个或多个)处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在所述映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的每个像素或体素。
根据另一方面，一种方法生成映射。所述方法包括控制MR扫描器来向由所述MR扫描器限定的检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在所述映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的每个像素或体素。
根据另一方面，一种磁共振(MR)系统生成映射。所述系统包括限定检查体积的MR扫描器和至少一个处理器。所述(一个或多个)处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值分配到所述映射的每个像素或体素。所述系统还包括以下中的至少一个：(1)将所述组织特异和/或材料特异的值用于治疗规划的治疗系统；和(2)将所述组织特异和/或材料特异的值用于衰减校正的正电子发射断层摄影(PET)/单光子发射计算断层摄影(SPECT)系统。
根据另一方面，提供了一种包括限定检查体积的磁共振(MR)扫描器和至少一个处理器的系统。所述至少一个处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。进一步地，所述至少一个处理器被编程为响应于所述成像序列来接收来自一系列回波时间(TE)采集的MR相位数据，并且识别所述MR相位数据的相位随时间的变化。识别相位随时间的变化以识别在所述检查体积中找到的不同的组织和/或材料类型。
一个优势在于生成目标图像的每个像素或体素的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值。
另一个优势在于目标图像的每个像素或体素的多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值，其中，根据所述多个值在整体信号强度上的分布来对它们进行加权。
另一个优势在于经改进的患者通量。
另一个优势在于更高的准确性。
另一个优势在于采用磁共振(MR)信号相位和/或幅度、或者实MR信号部分和/或虚MR信号部分来对组织类型进行分类。
本领域普通技术人员在阅读并且理解了下面的详细说明之后将意识到本发明的更进一步的优势。
附图说明
本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。附图仅用于图示优选的实施例的目的并且不应被解释为对本发明的限制。
图1图示了用于确定MR图像的每个像素或体素的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值的磁共振(MR)系统。
图2图示了膛型MR扫描器的示意图。
图3A图示了MR相位图像的矢状面。
图3B图示了在生成图3A的MR相位图像期间捕获的数据点。
图4图示了采用衰减映射或密度映射的治疗系统。
图5图示了采用衰减映射或密度映射的正电子发射断层摄影(PET)/单光子发射计算断层摄影(SPECT)系统。
图6图示了用于生成衰减映射或密度映射的方法。
具体实施方式
参考图1，磁共振(MR)系统10采用磁共振来形成对象12的二维或三维图像。系统10包括主磁体14，主磁体14创建延伸穿过检查体积16的强的静止的B0磁场。检查体积16的尺寸被制定为容纳对象12。在检查体积16中静止B0磁场的强度通常是以下中的一个：0.23特斯拉、0.5特斯拉、1.5特斯拉、3特斯拉、7特斯拉等，但是预期其他强度。
梯度控制器18控制多个磁场梯度线圈20、22、24来选择性地将诸如x梯度、y梯度和z梯度的磁场梯度添加到检查体积16中的静止B0磁场上。进一步地，发送器26利用诸如全身线圈的一个或多个发送线圈28来将B1共振激励和操纵射频(RF)脉冲发送到检查体积16中。B1脉冲典型地具有短的持续时间，并且当与磁场梯度一起运用时实现对磁共振的选定的操纵。例如B1脉冲激励氢偶极子共振，并且磁场梯度将空间信息编码在共振信号的频率和相位中。通过调节RF频率，可以在其他偶极子中激励共振，例如倾向于集中在已知组织(例如骨骼)中的磷。序列控制器30控制发送器26和/或梯度控制器18来在检查体积16内实施选定的成像序列，其中所述成像序列定义B1脉冲和/或磁场梯度的序列。
响应于成像序列来从检查体积16中产生与对象12的映射或图像相对应的空间编码的磁共振信号。由诸如全身接收线圈或局部只接收线圈的多个接收线圈32、34、36来接收这些空间编码的磁共振信号。接收器38将接收到的信号解调成与例如k空间数据轨迹相对应的MR数据集，并且将MR数据集存储在数据缓存(例如存储器)40中。可以将MR数据集用于重建处理器42对映射或图像的重建。重建处理器42在空间上对磁场梯度的空间编码进行解码，以确定来自每个空间区域(例如像素或体素)的共振信号的属性。通常确定信号的强度或幅度，但是也可以确定与相位、弛豫时间、磁化转移等相关的其他属性。进一步地，可以使用信号的实部和虚部来确定相位和/或幅度，反之亦然。具有各种属性的重建映射或图像接着被存储在映射和图像存储器44中，并且被任选地显示在显示设备46上。
参考图2，MR系统10包括扫描器48和任选的支撑体50。扫描器48限定检查体积16，并且包括被定位在检查体积16周围的主磁体14、接收线圈32、34、36、梯度线圈20、22、24和发送线圈28。扫描器48还可以但不需要包括以下中的一个或多个：发送器26、接收器38、梯度控制器18和序列控制器30。支撑体50支撑对象12并且帮助在成像期间定位检查体积16中的对象12。如图示那样，扫描器48是膛型的，但是预期C型、开放型等。
返回参考图1，在成像期间对象12被布置在检查体积16中。主磁体14生成静止的B0磁场，利用该磁场对象12中的氢偶极子或其他核偶极子优选地对准。进一步地，主控制器52控制序列控制器30和接收器38来生成对象12的多个MR数据集。主控制器52通过处理器54执行存储器56上的计算机可执行指令来这样做。
序列存储器58存储本领域已知的多个磁共振序列。已经发展出了各种序列来优化各种功能性检查、生理检查和解剖检查。序列已经被发展用于区分脂肪组织和软组织、用于在软组织和疤痕组织之间进行区分、用于在癌症组织和非癌症组织之间进行区分、用于区分各种器官或组织类型、用于测量灌注、用于对骨骼进行成像或识别、用于对金属进行成像或定位、以及更多的用途。主控制器52可以访问患者数据库60以检索关于以下中的一个或多个的信息：待检查的患者、将进行的(一个或多个)检查的特性等。可以使用这种患者信息来帮助在存储在序列存储器58中的序列当中进行选择。例如，如果患者做过手术并且在该手术中植入了金属片、螺丝、支架等，那么选择用于识别金属的序列。如果患者处置的特性要求在软组织与疤痕组织的辐射衰减之间进行区分，那么还检索用于识别疤痕组织的序列。根据选定的成像序列来控制序列控制器30，并且控制接收器38来生成与成像序列中的每个相对应的MR数据集。当成像序列包括多个成像序列时，主控制器52遍历成像序列以控制序列控制器30和接收器38。
选定的成像序列包括例如以下中的一个或多个：具有超短回波时间(TE)的多回波序列、片编码金属伪影校正(SEMAC)序列和DIXON序列。典型地，多回波UTE序列的回波的TE值是变化的。成像序列中的每个引起生成可以被重建成映射或图像并且实现对对象12的体积内的至少一个组织和/或材料类型的识别的MR数据集中的一个。因此，成像序列中的每个产生MR数据，该MR数据在两种或更多种组织和/或材料类型之间进行区分，或识别对象12的每个像素或体素体积中的组织和/或材料类型。组织和/或材料类型包括以下中的一个或多个：空气、骨骼、肺、金属、脂肪、水、塑料等。典型地由主控制器52基于选择方案中的一个或组合来选择成像序列，例如下文所讨论的选择方案。
根据一个选择方案，MR系统10的用户使用MR系统10的用户输入设备62来人工地选择检查体积16内的成像序列或者组织和/或材料类型。对于后者，接着基于选定的组织和/或材料类型来自动地选择成像序列。任选地，诸如显示设备46的显示设备可以为用户呈现可用序列的列表和关于每个序列的用途的信息，从而允许用户使用用户输入设备62来选择成像序列或者组织和/或材料类型。例如，用户可以人工地选择成像序列以采集允许对感兴趣的组织和/或材料的识别的MR数据集。
根据另一个选择方案，基于期望的组织和/或材料类型来选择成像序列。可以利用患者数据库60来自动地确定期望的组织和/或材料类型。例如，如果患者医学记录指示患者在体积内包括来自过去手术的金属螺丝，那么选择用于采集实现对金属的识别的MR数据集的成像序列。
根据另一个选择方案，在根据需要的基础上选择成像序列。即选择成像序列，并且分析响应于选定的成像序列而生成的MR数据集。如果在检查体积16内存在未识别出的组织和/或材料类型，那么选择并分析另一个成像序列。对此进行重复直到识别出检查体积16内的所有体素中的组织和/或材料类型。AC处理器64合适地执行对多个映射和图像的每个体素或来自MR数据集的其他信息的分析，从而确定是否需要额外的MR数据集。在这种情况下，当采用这种选择方案时主控制器52与AC处理器64相配合。
在成像期间和/或在成像后，AC处理器64分析MR数据集和映射和图像以定量地评估每个体素内含有的(一种或多种)组织和/或材料类型，(一种或多种)组织和/或材料类型每种具有已知的辐射衰减值和/或密度值。分析每个像素或体素的值以确定每个像素或体素可能是或可能不是的一种或多种组织和/或材料类型，或者确定每个体素含有两种或更多种组织和/或材料类型中的每种的可能性。对于后者，像素或体素中的一些可以覆盖两种或更多种组织和/或材料类型之间的界面，由此像素或体素可以表示两种或更多种组织和/或材料类型。使用所有的图像或映射的对应的像素或体素中的潜在的、可能的、不可能的、经排除的组织和/或材料类型来确定在检查体积16中有哪种(一种或多种)组织和/或材料类型在预选的确定性内。任选地，显示设备46可以为用户呈现描绘每个体素或像素中的组织和/或材料类型的图像。
每个像素或体素的值典型地是该像素或体素相对于由同样的序列生成的映射或图像的其他像素或体素的相对MR信号强度。可以使用相对信号强度来估计各种组织和/或材料类型的相对比例或可能性。每个像素或体素的值可以可选地与相位或其他磁共振属性相对应。典型地，每个像素或体素的值取决于被用来生成图像或映射的序列的特性。
定量的具体方案取决于被用于生成MR数据集的成像序列。例如，在使用多回波UTE序列(例如UTE mDIXON序列)来生成MR数据集的情况下，可以使用多个回波时间的信号强度来识别与像素或体素相对应的组织和/或材料的T2*衰变属性。可以使用每个像素或体素的特异性衰变来列出查找表66，查找表66将衰变时间映射到一个或多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值。可选地，可以将衰变映射到具有已知的衰减或密度值的组织和/或材料类型。更为一般地，可以定义额外的组织和/或材料属性，并且使用所述属性来确定组织和/或材料类型。
尽管前述内容集中在MR信号强度成像上，但是也可以使用MR相位成像来生成关于与每个像素或体素相对应的组织和/或材料的识别信息。由于定量的缺乏、信号对比度对时间的非线性拟合和低信噪比(SNR)，因而MR信号强度成像可能是次优的。这些限制妨碍了在患者护理的时间过程上对组织属性的定量测量，从而引起正电子发射断层摄影(PET)中的标准化摄取值(SUV)的不准确性，并且为适应性患者特异放射量测定和放射治疗(RT)规划中的处置规划的发展设置了障碍。
相比于MR信号强度成像，MR相位成像具有更好的SNR，引起低信号组织(例如骨密质)中经改进的图像对比度。此外，MR相位成像具有组织相关相位累积随时间的线性拟合，使得定量是现实的并且是技术上可行的。这样的方法提供了在时间上监测同一患者的可靠手段，允许利用PET和基于MR的RT规划中的SUV来实现对肿瘤对处置的响应的评估。
参考图3A和图3B图示了MR相位的线性度。图3A图示了MR相位图像的矢状面。在MR相位图像中垂直轴与行相对应，而水平轴与列相对应。图3B图示了在生成MR相位图像期间捕获的、MR相位图像的81行61列的数据点。垂直轴与信号强度相对应，而水平轴与以微秒计的回波时间相对应。将第一条线与数据点拟合以示出线性度。将第二条线与信号强度的数据点(不可见)拟合以示出信号强度的非线性度。
尽管MR相位成像与MR信号强度成像相比具有特定的优势，但是主要地将MR相位成像用于定量(例如T1、T2、T2*和扩散映射)，尽管MR相位成像能够定量。使用MR相位成像是较难的，这是由于相位缠绕和较不直接的解剖信息。因此，MR相位成像一般限于：(1)“磁化率加权成像”，并且典型地只是半定量的且取决于来自MR幅度信号的信息；以及(2)对用于特定几何结构的特定对比剂的定量。
为了克服前述的难题而使用MR相位数据的一系列超短TE采集序列。合适地，选择同相TE。超短TE(例如0到1500微秒)适合于采集来自非常短的T2*的种类(例如骨密质)的信号。对于后处理，重建处理器42分析MR相位数据以：(1)对相位进行解缠；并且(2)接着将一系列图像的强度映射为时间的函数，因此产生一系列相位累积映射。例如可以根据在Jenkinson M.Fast，Automated N-dimensional Phase-Unwrapping Algorithm，MagnReson Med 2003；49：193-197中公开的算法来执行对相位的解缠。每个相位累积映射与不同的TE相对应，并且通过累积在每个像素的对应的采集序列期间测得的不同强度来生成每个相位累积映射。
已知相位随时间(即在不同的TE上)的变化是与组织类型线性相关的。与MR相位的已知用途不同，AC处理器64使用MR相位来允许针对所有组织类型生成定量映射。使用每个像素或体素的相位随时间的变化来查询对于相位随时间的变化的已知组织类型。接下来可以通过将定量映射中的不同的组织类型映射到定量映射中的组织类型的已知AC值和/或密度值，使用定量映射来生成(例如用于PET-MR的)AC映射和/或(例如用于MR RT规划和模拟的)密度映射。还可以使用定量映射来采集超短TE的集合，该超短TE的集合可以表征具有非常短的T2*的额外组织。
在分析的其他实施例中，产生每个映射和每个体素的值的每个序列的特性识别磁共振属性。分析与对象12的检查体积16相对应的对应的像素或体素的磁共振属性以确定每个体素中的(一种或多种)组织和/或材料类型。也预期各种其他分析技术。
在分析MR数据集以识别组织特异和/或材料特异的辐射衰减或密度值之后，将组织特异和/或材料特异的衰减或密度值归一化并且组合起来以创建患者特异的衰减映射或密度映射。为了确定横切穿过对象12给定的束或射线的辐射的辐射衰减，在衰减映射中识别对应的束或轨迹。按照在束或射线内的百分数贡献或包括，对落在或部分地落在所述束或射线中的体素的衰减值进行加和。
将MR数据集的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值组合成衰减映射或密度映射的一个难题是MR数据集的坐标系和目标图像可能不对准。进一步地，MR数据集的空间分辨率和目标图像的空间分辨率可能不是相同的。因此需要使MR数据集的体素或像素与目标图像相关。因为MR数据集和目标图像在空间上交叠，所以一种方案是图像配准。可以使用图像配准来生成从第一图像到第二图像的配准映射，所述配准映射可以被用来将第一图像中的像素或体素映射到第二图像中对应的(一个或多个)像素或体素。
图像的分辨率典型地是相同的，但是分辨率不需要相同。在第一图像和第二图像的分辨率不同的情况下，两幅图像的像素可能不包括1：1的对应性。如果第二图像的分辨率大于第一图像的分辨率，那么第一图像中的像素可以映射到第二图像中的多个像素。如果第二图像的分辨率小于第一图像的分辨率，那么第一图像中的多个像素可以映射到第二图像中的单个像素。更为一般地，可以使用图像处理操作来获得具有期望的分辨率的图像。为了将第一图像中的多个像素的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值组合起来，可以采用任何方法。然而对于每种组织和/或材料类型，一种方法是求像素的衰减或密度值的平均值。
在生成了衰减映射或密度映射之后，将其存储在映射存储器68中。进一步地，可以将衰减映射或密度映射用于PET/MR系统中的衰减校正。此外，可以在混合MR/放射治疗(RT)系统中将衰减映射或密度映射用于处置规划或监测。例如，可以将衰减映射或密度映射用于MR引导高强度聚焦超声(HIFU)中的密度校正。作为另一个范例，可以将衰减映射或密度映射用于MR模拟中基于像素和/或体素的放射量测定。此外，可以将衰减映射或密度映射用于在数字重建放射成像(DRR)生成的对肝或骨骼的描画中识别铁。
参考图4，(例如用于MR RT规划和/或模拟的)治疗系统70从诸如MR扫描器48的成像模态接收对象12的诸如三维或四维图像的规划图像72。该图像通常包括目标和一个或多个危及器官(OAR)，该目标是含有待处置的病变(例如肿瘤)的器官或其他组织区域。可以从其接收规划图像72的其他成像模态包括计算断层摄影(CT)扫描器、正电子发射断层摄影(PET)扫描器、单光子发射计算断层摄影(SPECT)扫描器、锥形束计算断层摄影(CBCT)扫描器等。治疗系统70还接收由MR系统10生成的组织特异和/或材料特异的密度的衰减映射或密度映射74。将衰减映射或密度映射74合适地配准到规划图像72。
治疗系统70的治疗规划系统76典型地使用包围区域的轮廓来在规划图像72中的诸如目标和/或存在风险的器官的组织区域之间进行描画。进一步地，治疗规划系统76使用衰减映射或密度映射74以及目标和/或OAR的轮廓来生成处置规划。当生成处置规划时，生成的处置规划考虑到衰减映射或密度映射74的组织特异和/或材料特异的密度，并且合适地包括多个部分和将要接受辐射的经规划的处置体积(PTV)。将处置规划合适地存储在治疗存储器78中。
在对象的疗程的安排好的日期和时间，治疗系统70的治疗实施装置80向对象12实施治疗。诸如切除治疗和/或近距放射治疗的治疗可以包括涉及以下中的一个或多个的放射：X射线、伽玛射线、光子、HIFU、聚焦超声等。合适地，由治疗控制系统82根据处置规划来控制治疗实施装置80。
参考图5，PET/SPECT系统84包括典型地以圆形或近似圆形的多边形围绕检查体积102布置的多个探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100，其中，将患者体积104定位在检查体积102中。进一步地，PET/SPECT系统84可以包括诸如患者床的患者支撑体(未示出)，以支撑患者和/或将患者体积104定位在检查体积102中。被成像的患者体积104的范例包括但不限于心脏、脑、甲状腺、骨骼、关节、韧带、肌腱、肌肉、神经、肾脏、肺、肿瘤、病变等。
在成像之前向患者体积104注入一种或多种放射性同位素。这样的放射性同位素的范例包括但不限于用于PET的F-18、C-11、Rb-82、N-13、O-15、Cu-64和用于SPECT的Tc-99m、I-131、Ga-67和In-111。放射性同位素可以是放射性配体或一般地称为放射药剂的材料的形式，其中，所述放射药剂结合到组织和/或材料的具体类型、被组织和/或材料的具体类型优先吸收、通常被从特定空间中排除或表现一些其他的期望的生物分布。接着将患者体积104定位在检查体积102中。例如，将患者定位在患者支撑体上，并且患者支撑体将患者体积104移动到检查体积102中。
探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100在成像期间接收由注入到患者体积104中的放射性同位素发射的伽玛光子。接收到的伽玛光子穿透到探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100中、在探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100内沉积能量、并且由探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100探测。例如在PET中如图示，一对伽玛光子被从患者体积104发射，并且几乎同时击中第一探测器模块86和第二探测器模块94。探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100将探测到的事件数字化，并且将具有对应的时间标记的数字化事件发送到PET/SPECT系统84的处理系统106。数字化事件合适地识别探测器中的对应的伽玛光子相互作用的位置、事件的能量和时间标记。
在成像期间，处理系统106在选定的时间段(例如十分钟)上从探测器模块86、88、90、92、94、96、98、100采集事件数据。对于每个探测事件，探测事件数据典型地包括探测事件的位置和探测器的信息、每个事件的能量以及时间标记。事件数据被存储在存储器中并且被重建成三维图像表示。对于PET，这包括过滤无效的事件、基于时间标记来对时间进行配对以定义响应线(LOR)、并且将LOR重建成图像表示。对于飞行时间(TOF)PET，使用与每个LOR相关联的时间标记来定位引起伽玛光子对和LOR的湮灭事件。对于SPECT，重建是相似的，除了处理不包括进行配对。使用由MR系统10生成的衰减映射或密度映射108来合适地执行重建以用于衰减校正。
参考图6，提供了用于生成衰减映射或密度映射的方法150。由MR系统10来执行方法150。方法150包括152向检查体积16施加多个成像序列。合适地，成像序列包括在组织和/或材料类型的不同组合之间进行区分的序列。154响应于成像序列，接收并且配准患者体积的多个MR数据集。156接着分析MR数据集中的每个以识别MR数据集中的不同的组织和/或材料类型。例如可以将数据集重建成映射或图像。可以采用映射或图像中的对应的体素的属性来识别患者中的(一种或多种)组织和/或材料类型。158基于组织和/或材料类型来将组织特异和/或材料特异的衰减或密度值分配到衰减或密度图像或映射的对应的像素或体素。
可以进一步地加强方法150以迭代地采集MR数据集。即方法150可以包括选择成像序列中的一个。例如初始选定的成像序列可以是具有变化的TE的多回波UTE序列。接着将选定的成像序列施加到检查体积16，并且响应于选定的成像序列来接收MR数据集中的至少一个。接着分析第一MR数据集以确定每个像素或体素内的组织和/或材料的特性。响应于未识别出的组织和/或材料或伪影来选择成像序列中的另一个，并且重复前述步骤。可以利用额外的采集和分析来迭代该过程。例如不可以利用多回波UTE序列来识别金属。因此，如果在多回波UTE序列之后存在未识别出的组织和/或材料类型，则可以选择用于识别金属的成像序列，例如SEMAC。
应当意识到，因为不需要通常的解剖或找形，采用基于像素或体素的方案避开了衰减校正或密度确定的与解剖或图集方案相关联的困难。进一步地，通过定量地评估与每个体素相对应的共振数据，可以将不同的组织和/或材料类型的多于一个的衰减值分配到每个像素或体素，并且根据所述多于一个的衰减值在整体信号强度上的百分数贡献对它们进项加权。
本文中使用的存储器包括以下中的一个或多个：非暂态计算机可读介质；磁盘或其他磁性存储介质；光盘或其他光学存储介质；随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或其他电子存储设备或芯片或可操作的互联芯片组；可以经由互联网/内部网或局域网而从其检索存储的指令的互联网/内部网服务器等。进一步地，本文中使用的处理器包括以下中的一个或多个：微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、FPGA等；控制器包括：(1)处理器和存储器，处理器执行存储器上的计算机可执行指令而实现控制器的功能；或(2)模拟和/或数字硬件；用户输入设备包括以下中的一个或多个：鼠标、键盘、触摸屏显示器、一个或多个按钮、一个或多个开关、一个或多个触发器、语音识别引擎等；数据库包括一个或多个存储器；并且显示设备包括以下中的一个或多个：LCD显示器、LED显示器、等离子显示器、投影显示器、触摸屏显示器等。
已经参考优选的实施例描述了本发明。他人在阅读并且理解了前面的详细说明之后可以想到修改和改变。本发明旨在被解释为包括所有这样的修改和改变，只要它们处于权利要求书或其等价方案的范围之内。
Claims (15)
1.一种用于生成映射的磁共振(MR)系统(10)，包括：
磁共振(MR)扫描器(48)，其限定检查体积(16)；以及
至少一个处理器(54)，其被编程为：
控制所述MR扫描器(48)来向所述检查体积(16)施加成像序列；
响应于所述成像序列而从一系列回波时间(TE)采集中提取MR相位数据；并且
识别所述MR相位数据的相位随时间的变化，以识别在所述检查体积(16)中找到的不同的组织和/或材料类型。
2.如权利要求1所述的系统(10)，其中，所述至少一个处理器(54)还被编程为：
对所述MR相位数据的相位进行解缠；以及
利用经解缠的MR相位数据来生成与所述一系列TE采集相对应的一系列相位累积映射，其中，相位的变化是根据所述相位累积映射来生成的。
3.如权利要求2所述的系统(10)，其中，所述至少一个处理器(54)还被编程为：
基于识别出的一种或多种组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的每个像素或体素。
4.如权利要求2和3中的任一项所述的系统(10)，其中，被分配到像素或体素的组织特异和/或材料特异的值基于对应的组织或材料的百分数贡献而被加权。
5.如权利要求2-3中的任一项所述的系统(10)，其中，所述一系列TE采集的TE是同相并且超短的。
6.如权利要求2-3中的任一项所述的系统(10)，其中，所述至少一个处理器(54)还被编程为：
使用与在所述检查体积(16)中找到的所述不同的组织和/或材料类型相关联的已知衰减校正值来生成正电子发射断层摄影(PET)图像。
7.如权利要求2-3中的任一项所述的系统(10)，其中，所述至少一个处理器(54)还被编程为：
使用与在所述检查体积(16)中找到的所述不同的组织和/或材料类型相关联的已知密度值来生成辐射治疗(RT)处置规划。
8.一种用于生成映射的方法，包括：
控制MR扫描器(48)来向由所述MR扫描器(48)限定的检查体积(16)施加成像序列；
响应于所述成像序列而从一系列回波时间(TE)采集中提取MR相位数据；并且
识别所述MR相位数据的相位随时间的变化，以识别在所述检查体积(16)中找到的不同的组织和/或材料类型。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
对所述MR相位数据的相位进行解缠；并且
利用经解缠的MR相位数据来生成与所述一系列TE采集相对应的一系列相位累积映射，其中，相位的变化是根据所述相位累积映射来生成的。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
基于识别出的一种或多种组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的各个像素或体素。
11.如权利要求9和10中的任一项所述的方法，其中，所述一系列TE采集的TE是同相并且超短的。
12.如权利要求9-10中的任一项所述的方法，还包括：
使用与在所述检查体积(16)中找到的所述不同的组织和/或材料类型相关联的已知衰减校正值来生成正电子发射断层摄影(PET)图像。
13.如权利要求9-10中的任一项所述的方法，还包括：
使用与在所述检查体积(16)中找到的所述不同的组织和/或材料类型相关联的已知密度值来生成辐射治疗(RT)处置规划。
14.至少一个处理器(54)，其被编程为执行如权利要求8-13中的任一项所述的方法(150)。
15.一种承载有软件的非瞬态计算机可读介质(56)，所述软件控制一个或多个处理器(54)来执行如权利要求8-13中的任一项所述的方法(150)。
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