CN106456046A - 经改进的多时相动态对比增强磁共振成像的方法 - Google Patents

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Abstract

一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，所述方法包括以下步骤：在向所述感兴趣对象(20)施予对比剂之前采集(48)磁共振图像数据的第一集合(xpre)，通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术来确定(52)所述感兴趣对象(20)的至少部分的脂肪的空间分布的第一图像(Ipre)，在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后采集(50)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合(x2)，通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术来确定(54)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像(I2 ph)，参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)来对所述脂肪的空间分布的所述第二图像应用(56)图像配准方法，以用于校正所述感兴趣对象(20)的潜在运动；以及一种磁共振成像系统(10)，其具有被配置为执行这样的方法的步骤(56‑64)的控制单元(26)；以及一种用于执行这样的方法的软件模块(44)，其中，要被实行的方法步骤(56‑64)被转换为程序代码，所述程序代码可实施在存储器单元(30)中并且可由所述磁共振成像系统(10)的处理器单元(32)执行。

Description

经改进的多时相动态对比增强磁共振成像的方法
技术领域
本发明涉及关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法以及通过采用这样的方法操作的磁共振成像系统。
背景技术
在磁共振成像的领域中，已知将动态对比增强(DCE)成像用于例如通过向感兴趣对象(通常为患者)施予对比剂来获得如器官功能和灌注的生理学信息，以供肿瘤评估。在本领域中已知若干类型的对比剂以及施予方式。标准临床实践是在施予对比剂之前(造影前)采集一幅磁共振图像或多幅图像，并且在施予对比剂之后(造影后)在指定数量的时相(phase)(例如，在动脉时相、门静脉时相、延迟静脉时相)处并且在平衡处采集图像。
发明内容
由于感兴趣对象的呼吸运动的运动伪影会降低图像质量。因此，优选在一系列屏息期间采集数据。在感兴趣对象的多个屏息期间的采集能够导致图像的空间位移，因为没有精确实现运动的先前状态，并且也因为患者可能在对比剂已经被施予之后处于紧张中。
在磁共振图像的采集期间可能产生的另一问题是感兴趣对象的不充分的屏息能力。这尤其发生在动脉时相期间，其例如对于病灶的鉴别是关键的。
在连续采集的磁共振图像之间发生的感兴趣对象的运动以及需要的屏息位置的有限的再现性因此能够导致针对诊断评估的退化的支持。
因此，期望减少以上提到的伪影，以获得一致的磁共振图像数据，从而改进所采集的磁共振图像的时间分辨率，尤其是对于造影后时相。
因此，本发明的目的是提供一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法，其具有以下中的至少一项：改进的时间分辨率、对感兴趣对象屏息的能力的经改进的独立性以及降低的努力和/或针对磁共振图像重建的改进的准确性。
在本发明的一个方面中，所述目的通过一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的方法来实现，所述磁共振成像系统被配置用于采集感兴趣对象的至少部分的磁共振图像。所述方法包括以下步骤：
-在向所述感兴趣对象施予对比剂之前采集磁共振图像数据的至少第一集合，
-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，来根据磁共振图像数据的所述第一集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的脂肪的空间分布的第一图像，
-在向所述感兴趣对象施予所述对比剂之后采集所述感兴趣对象的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合，
-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，来根据磁共振图像数据的所述第二集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像，
-参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像来对所述脂肪的空间分布的至少所述第二图像应用图像配准方法，以用于校正在采集磁共振图像数据的所述第一集合与采集磁共振图像数据的至少所述第二集合之间的时间中已经发生的所述感兴趣对象的潜在运动。
如本申请中所使用的术语“动态磁共振成像”应当被具体理解为采集具有两个或三个空间坐标和作为额外的维度的时间的磁共振信号。在合适的变换域中，动态磁共振图像可以具有稀疏表示。
如在本申请中所使用的短语“水/脂肪磁共振信号分离技术”应当被具体理解为涵盖在临床磁共振成像领域中已知用于在所采集的磁共振图像中区分和分离脂肪信号部分和水信号部分的方法。
如在本申请中所使用的短语“图像配准”应当被具体理解为将图像数据的两个不同的集合变换到一个坐标系中的技术。图像配准技术在医学成像中是公知的并且是商业上可获得的(例如，的模块)。配准变换通常通过对根据图像数据的不同集合计算的相似性量度进行优化来确定。具体而言，短语“图像配准方法”应当涵盖基于强度和/或基于特征的方法、刚性和/或非刚性图像配准以及局部相关性方法和/或基于相互信息的配准技术。也可以应用表现为适合本领域技术人员的其他图像配准技术。
本发明基于这样的思想，即：根据磁共振图像数据的第一集合确定的脂肪的空间分布与根据磁共振图像数据的至少第二集合确定的脂肪的空间分布是一致的，并且能够通过应用图像配准方法使其以高精度对齐，因为对应于感兴趣对象的所述部分中的脂肪的磁共振信号不受对比剂的施予的影响。
本发明的优点在于，在采集所述磁共振图像数据的第一集合的时间点与采集所述磁共振图像数据的至少第二集合的时间点之间发生的所述感兴趣对象的任何运动能够被精确地校正，而不管磁共振图像已经因为对比剂的施予而改变的事实。
优选地，在感兴趣对象的呼吸中的屏息时段期间采集磁共振图像数据的集合。然而，在原理上，它们也可以在感兴趣对象正在以规律的呼吸模式呼吸时来采集。
在优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的至少所述第二集合的图像重建的先验知识。
通过利用以下先验知识，即，从脂肪接收的磁共振信号对于在不同时相中采集的磁共振数据是公共的并且不非常受向感兴趣对象施予对比剂的影响，能够通过使用来自脂肪的空间分布的所确定的第一图像的数据作为先验知识来节省针对图像重建的努力的部分。
在另一优选实施例中，所述方法包括以下步骤：
-在施予所述对比剂之后采集磁共振图像数据的多个集合，并且
-使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述多个集合中的磁共振图像数据的每个集合的图像重建的先验知识。
以这种方式，能够节省针对图像重建的大量努力，并且能够加速图像重建。
在所述方法的又一实施例中，所述水/脂肪磁共振信号分离技术基于由于化学位移的在被激励的原子核的拉莫尔频率中的差异。在该特定情况下，所述化学位移是结合在水中的质子对结合在脂肪中的质子的3.5ppm的共振频率的差异。优选地，水/脂肪磁共振信号分离技术基于Dixon方法，Dixon方法是在本领域中已知的并且在Dixon,W.T.的文章“Simple Proton Spectroscopic Imaging”，Radiology 153:189(1984)中首次被描述。Dixon方法的一些实施例要求采集多于磁共振图像数据的一个集合，例如，“同相”图像集合和“反相”图像集合(术语“同相”和“反相”描述结合在水中的质子与结合在脂肪中的质子的自旋相位之间的关系)，能够根据其来计算分离的脂肪和水图像。应当理解，一种水/脂肪磁共振信号分离方法所需的图像数据被认为是采集磁共振图像数据的一个集合。以这种方式，能够容易地获得感兴趣对象的至少部分的脂肪的空间分布的图像。
在另一优选实施例中，所述方法还包括以下步骤：
-利用根据磁共振图像数据的所述第一集合确定所述感兴趣对象的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的所述第一图像，获得局部静态磁场强度B0的空间分布，
-通过使用所述局部静态磁场强度的所获得的空间分布，来根据在向所述感兴趣对象施予所述对比剂之后的磁共振图像数据的所述集合中的任何集合重建磁共振图像。
局部静态磁场强度的所确定的空间分布能够被用于将由静态磁场强度的变化(遵从所采集的磁共振数据)感应的自旋相位干扰互相关。这些互相关能够有利地被用于改进和/或加速图像重建过程。
在所述方法的又一实施例中，通过采用压缩感测方法来获以下得中的至少一个：在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述第二集合；或者磁共振图像数据的所述多个集合中的磁共振图像数据的至少一个集合。
在磁共振成像的领域中，压缩感测被已知为提供对采集时间的潜在显著降低的图像重建的方法。压缩感测磁共振成像的范例例如在M.Lustig等人的文章“Sparse MRI:TheApplication of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging”，Magnetic Resonance inMedicine 58:1182–1195(2007)中给出。
以这种方式，能够实现通过磁共振方法对流入/流出对比剂的过程进行成像的改进的时间分辨率。
在另一优选实施例中，所述方法包括以下步骤：对在向所述感兴趣对象施予所述对比剂之前采集的磁共振图像数据的集合应用滤波器，其中，所述滤波器等价于k空间中的高通滤波器。由于能够预期对比剂的主效应在k空间中的低频处，针对在施予对比剂之后采集的数据的图像重建结果能够借助在施予对比剂之前采集的经滤波的信号来改进。
在本发明的另一方面中，提供了一种被配置用于采集感兴趣对象的至少部分的磁共振图像的磁共振成像系统。
此外，所述磁共振成像系统包括：
-检查空间，其被提供为将所述感兴趣对象的至少所述部分定位在所述检查空间内，
-主磁体，其被配置用于在所述检查空间中生成静态磁场B0，
-磁梯度线圈系统，其被配置用于生成被叠加到所述静态磁场B0的梯度磁场，
-至少一个射频天线设备，其被配置用于将射频激励场B1施加到所述感兴趣对象的所述部分的原子核或所述部分内的原子核以用于磁共振激励，
-至少一个射频天线设备，其被配置用于从已经通过施加所述射频激励场B1激励的所述感兴趣对象的所述部分的所述原子核或所述部分内的所述原子核接收磁共振信号，
-控制单元，其被配置用于控制所述磁共振成像系统的功能，
-图像处理单元，其被配置用于处理磁共振信号，以根据所接收的磁共振信号来确定所述感兴趣对象的至少所述部分的磁共振图像。
所述控制单元被配置为执行本文公开的方法或其组合的实施例的步骤。
在本发明的又一方面中，提供了一种软件模块，用于执行关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统的上文公开的方法中的任何方法或者其组合的实施例。要被实行的方法步骤被转换为所述软件模块的程序代码，其中，所述程序代码可实施在所述磁共振成像系统的存储器单元中并且可由所述磁共振成像系统的处理器单元执行。所述处理器单元可以是所述控制单元的所述处理器单元，所述控制单元通常用于控制磁共振成像系统的功能。备选地或者补充地，所述处理器单元可以是另一处理器单元，其特别地被设计为运行方法步骤中的至少一些。
所述软件模块能够实现对所述方法的鲁棒且可靠的运行并且能够允许方法步骤的快速的修改。
附图说明
本发明的这些和其他方面将根据下文描述的实施例而显而易见，并且将参考下文描述的实施例得到阐述。然而，这样的实施例不一定表示本发明的全部范围，并且因此对权利要求和本文进行参考以解释本发明的范围。
在附图中：
图1是根据本发明的磁共振成像系统的实施例的部分的示意性图示；并且
图2示出了根据本发明的操作参照图1的磁共振成像系统的方法的流程图。
附图标记列表
10磁共振成像系统 46准备步骤
12扫描单元 48采集磁共振图像数据的第1
集合的步骤
14磁体 50确定脂肪的空间分布的第1
图像的步骤
16检查空间 52采集磁共振图像数据的第2
集合的步骤
18中心轴 54确定脂肪的空间分布的第2
图像的步骤
20感兴趣对象 56应用图像配准方法的步骤
22磁梯度线圈系统 58应用所确定的变换的步骤
24人机接口设备 60将脂肪的空间分布的第1图
像用于图像重建的步骤
26控制单元 B0静态磁场
28存储器单元 B1射频激励场
30处理器单元 Ipre脂肪的空间分布的第1图像
32图像处理单元 Ii ph脂肪的空间分布的第i图像
34金属射频屏蔽 xpre磁共振图像数据的第1集合
36设备天线设备(发射) xi磁共振图像数据的第i集合
38多个设备天线设备(接收)
40射频发射器
42呼吸监测设备
44软件模块
具体实施方式
图1示出了被配置用于采集感兴趣对象20(通常为患者)的至少部分的磁共振图像的磁共振成像系统10的实施例的部分的示意性图示。磁共振成像系统10包括具有主磁体14的扫描单元12。主磁体14具有提供针对要定位在其内的感兴趣对象20的围绕中心轴18的检查空间16的中心膛，并且还被提供用于至少在检查空间16中生成静态磁场B0。出于清晰的原因，在图1中已经省略了用于支撑感兴趣对象20的常用桌台。静态磁场B0定义与中心轴18平行对齐的检查空间16的轴向方向。静态磁场B0定义平行于中心轴18对齐的检查空间的16的轴向方向。应认识到，本发明还可应用于在静态磁场内提供检查区域的任何其他类型的磁共振成像系统。
此外，磁共振成像系统10包括磁梯度线圈系统22，磁梯度线圈系统22被配置用于生成被叠加到静态磁场B0的梯度磁场。磁梯度线圈系统22被同心地布置在主磁体14的膛内。
磁共振成像系统10包括控制单元26，控制单元26被配置为控制磁共振成像系统10的功能。控制单元26包括人机接口设备24，人机接口设备24包括具有触摸敏感屏的监测器单元。
此外，磁共振成像系统10包括被设计为全身线圈的射频天线设备36，所述全身线圈被提供用于向感兴趣对象20的原子核或感兴趣对象20之内的原子核应用射频激励场B1，用于在射频发射时间段期间的磁共振激励，以出于磁共振成像的目的对感兴趣对象20的原子核或感兴趣对象20之内的原子核进行激励。对此，射频功率由控制单元26控制从射频发射器40馈送到全身线圈。所述全身线圈具有中心轴，并且在操作状态中，被同心地布置在主磁体14的膛内，使得全身线圈的中心轴与扫描单元12的中心轴18一致。如在本领域中公知的，圆柱形金属射频屏蔽34被同心地布置在磁梯度线圈系统22与全身线圈之间。
此外，磁共振成像系统10包括多个射频天线设备38，多个射频天线设备38被提供用于从已经通过施加射频激励场B1激励的感兴趣对象20的原子核或感兴趣对象20之内的原子核接收磁共振信号。多个射频天线设备38中的射频天线设备38被设计为局部线圈的阵列，其旨在被定位为接近要被成像的感兴趣对象20的区域(亦即，肝脏)。所述局部线圈被配置用于，在与射频发射时间段不同的射频接收时间段期间从要被成像的感兴趣对象20的部分的或其内的激励的原子核接收磁共振信号。
此外，磁共振成像系统10包括图像处理单元32，图像处理单元32被提供用于处理磁共振信号，以根据所接收的磁共振信号来确定感兴趣对象20的至少部分的磁共振图像。
磁共振成像系统10还包括呼吸监测设备42。呼吸监测设备42包括呼吸传感器，所述呼吸传感器在操作状况中被附接到感兴趣对象20的胸部并且通过围绕胸部缠绕的带保持。本领域技术人员应认识到，也能采用其他类型的呼吸监测设备。呼吸监测设备42被配置为向控制单元26提供输出信号，所述输出信号的水平表示感兴趣对象20的呼吸状态。对此，呼吸监测设备42的输出线被连接到控制单元26。磁共振成像系统10的控制单元26被配置用于接收来自呼吸监测设备42的输出信号。所述输出信号被显示在人机接口设备24的监测器单元上。以这种方式，能够由操作者检查呼吸模式，并且尤其是屏息时段。
在个体屏息期间的磁共振图像采集是使用屏息自适应采样模式来执行的。作为备选，能够采用相关的快速采样方案。在所提到的自适应采样模式中，磁共振图像的空间分辨率在图像采集期间被自动调整，并且以这样方式与呼吸监测设备42的输出信号进行组合：使得磁共振图像的采集在呼吸开始时终止。呼吸的提前开始导致磁共振图像数据的不完整集合。自适应采样模式被设计为确保在每个时刻的不相干性，这使得能够应用压缩感测重建方法。
在下文中，描述了关于在感兴趣对象20的呼吸中的屏息时段期间采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统10的方法的实施例。在图2中给出了所述方法的主要流程图。在操作磁共振成像系统10的准备中，应当理解，所有所涉及的单元和设备处在操作状态中并且如图1中所图示的进行配置。
为了能够执行作为对磁共振成像系统10的具体操作的方法，控制单元26包括软件模块44(图1)。要被执行的方法的步骤被转换为软件模块44的程序代码，其中，所述程序代码能实施在控制单元26的存储器单元28中并且能由控制单元26的处理器单元30执行。
在准备步骤46中，经由人接接口设备24的触摸敏感屏，操作者选择在施予对比剂之前和之后要被成像的感兴趣对象20的部分的横截面，以及来自感兴趣对象20的部分的要被成像的时相的数量。在之前的准备校准测量中，已经确定了对应于感兴趣对象20的完整吸气处的呼吸屏息的呼吸监测设备42的输出信号的阈值信号水平。阈值信号水平的最小值被存储在控制单元26的存储器单元28中。
在方法的第一步骤48中，在向感兴趣对象20施予对比剂之前，在两个不同回波时间处在感兴趣对象20的呼吸中的屏息时段期间采集磁共振图像数据的第一集合xpre。
根据所采集的磁共振图像数据的第一集合xpre，通过采用基于Dixon方法的水/脂肪磁共振信号分离技术，在另一步骤50中从完整图像重建确定感兴趣对象20的至少部分的脂肪的空间分布的第一图像Ipre，其中，磁共振图像数据是在一个回波时间或超过一个不同回波时间处采集的。在该具体实施例中，在两个不同的回波时间处采集磁共振图像数据的第一集合xpre。在本领域中公知的Dixon方法基于由于化学位移在被激励的原子核(在该实施例中由质子给出)的拉莫尔频率中的差异。
然后，在接下来的步骤中，基于钆的对比剂被作为静脉内丸剂注射被施予到感兴趣对象20。
在方法的另一步骤52中，在向感兴趣对象20施予对比剂之后，在动脉时相中并且在感兴趣对象20的呼吸中的另一屏息时段期间采集感兴趣对象20的至少部分的磁共振图像数据的第二集合x2，其中，磁共振图像数据的第二集合x2是在两个(备选三个)不同回波时间处采集的。
根据所采集的磁共振图像数据的第二集合x2，使用基于Dixon方法的水/脂肪磁共振信号分离技术，在另一步骤54中从迭代图像重建确定感兴趣对象20的至少部分的脂肪的空间分布的第二图像I2 ph，如将在稍后描述的。
与结合在水中的被激励的质子不同的是，源于结合在感兴趣对象20的至少部分的脂肪组织中的被激励的质子的磁共振图像信号不受所施予的对比剂的影响。因此，从磁共振图像数据的第一集合xpre获得的脂肪的空间分布的图像Ipre以及从磁共振图像数据的第二集合x2获得的脂肪的空间分布的图像I2 ph是基本一致的，并且存在变换函数Dph 21，其使脂肪的空间分布的第一图像Ipre与脂肪的空间分布的第二图像I2 ph之间的差异最小化。关于合适的、指定的数学范数来理解所述差异。
磁共振成像系统10的控制单元26包括使用驻留在控制单元26的存储器单元28中并且能由控制单元26的处理器单元30执行的软件的刚体类型的图像配准。在方法的接下来的步骤56中，通过经由控制单元26参考脂肪的空间分布的第一图像Ipre对脂肪的空间分布的第二图像I2 ph应用图像配准方法，来确定变换D21 ph。
然后，在方法的随后的步骤58中，向所采集磁共振图像数据的第二集合x2应用所确定的变换D21 ph，以用于校正在采集磁共振图像数据的第一集合xpre与采集磁共振图像数据的第二集合x2之间的时间中已经发生的感兴趣对象20的潜在运动。
在向感兴趣对象20施予对比剂之后的时相中，与在施予对比剂之前相比，存在针对图像重建的窄得多的时间限制。在方法的随后的步骤60中，脂肪的空间分布的所确定的第一图像Ipre被用作用于对在施予对比剂之后已经采集的磁共振图像数的第二集合x2应用图像重建的先验知识。
磁共振图像数据的第二集合x2因此通过采用用于图像重建的并行成像或压缩感测方法来获得，其中，通过脂肪的空间分布的现有确定的第一图像Ipre给出先验知识，其允许在施予对比剂之后的针对要被采集的磁共振图像的潜在更高的欠采样。
以与上文所描述的相同的方式，在门静脉时相中并且在感兴趣对象20的呼吸中的另一屏息时段期间采集磁共振图像数据的第三集合x3，其中，磁共振数据是在两个(备选三个)不同回波时间处采集的。
通过采用用于图像重建的并行成像或压缩感测的方法来获得磁共振图像数据的第三集合x3，其中，已有的开始基础，其由脂肪的空间分布的所确定的第一图像Ipre给出，再次允许应用如上文描述的欠采样方法。
根据所采集的磁共振图像数据的第三集合x3，使用基于Dixon方法的水/脂肪磁共振信号分离技术来确定感兴趣对象20的至少部分的脂肪的空间分布的第三图像I3 ph。
通过经由控制单元26参考脂肪的空间分布的第一图像Ipre对脂肪的空间分布的第三图像I3 ph应用图像配准方法，来获得变换D31 ph。
然后，所确定的变换D31 ph被应用到所采集磁共振图像数据的第三集合x3，以用于校正在采集第二磁共振图像x2与采第三磁共振图像x3之间的时间中已经发生的感兴趣对象20的潜在运动。
以上文描述的方式，在感兴趣对象20的呼吸中的其他屏息时段期间，分别在延迟的静脉时相以及在平衡的时相中采集感兴趣对象20的至少部分的磁共振图像数据的第四集合x4和第五集合x5，其中，所述磁共振数据是在两个(备选三个)不同的回波时间处采集的。
通过采用用于图像重建的压缩感测的方法(其中，以脂肪的空间分布的所确定的第一图像作为开始基础)，并且通过应用如上面描述的欠采样方法，来获得磁共振图像数据的第四集合x4和第五集合x5。
分别根据所采集的磁共振图像数据的第四集合x4和第五集合x5，使用基于Dixon方法的水/脂肪磁共振信号分离技术来确定感兴趣对象20的至少部分的脂肪的空间分布的第四图像I4 ph和脂肪的空间分布的第五图像I5 ph。
通过经由所述控制单元，参考脂肪的空间分布的第一图像Ipre，分别对脂肪的空间分布的第四图像I4 ph和脂肪的空间分布的第五图像I5 ph应用图像配准方法，来确定变换D41 ph和D51 ph。
在备选方法中，通过采用用于图像重建的压缩感测方法共同地获得在向感兴趣对象20施予对比剂之后采集的磁共振图像数据的第二集合x2到第五集合x5，其中，
-采用脂肪的空间分布的所确定的第一图像Ipre作为用于重建的先验知识，并且
-感兴趣对象20的仿射运动被包括以用于对脂肪的空间分布的第二图像I2 ph到第五图像I5 ph应用配准方法。
通过使用关于对脂肪的所有空间分布公共的脂肪分布的先验知识，以及由非常相同的患者的平滑运动将脂肪的空间分布的图像Ipre、I2 ph到I5 ph相关联的先验知识，能够实现用于图像重建的经改进的准确性并且能够减少或者潜在地防止欠采样伪影。
用于根据所采集的磁共振数据的图像重建的另一方法能够被描述为对要针对指示时间相位所有索引数i运行的以下数学表达式的优化，min|Ψxi|1+λ1|UFxi–yi|2+λ2|Ipre–Di1 phIi ph|2+λ3|H F(D-1 i1 ph xpre)–H(yi)|2
具有如下符号：
xpre 在施予对比剂之前采集的磁共振图像数据的集合
(第一集合)
xi 在施予对比剂之后采集的磁共振图像数据的第i集合
yi xi的k空间数据表示
Ψ 压缩感测方法的稀疏变换
U 欠采样算子
F 傅里叶变换算子
H 适于优选由k空间表示的可应用的域的高通滤波器
||p 数学p范数
λ1-λ3 规则化参数(实数)
第一项迫使执行在适当的变换域中对所采集的图像的稀疏化。
表达式的第二项确保被采集的k空间的位置处的数据一致性。
表达式的第三项考虑在采集磁共振图像数据的第一集合xpre的时间点与采集磁共振图像数据的第i集合xi的时间点之间发生的感兴趣对象20的潜在运动。
表达式的第四项根据在施予对比剂之前和在施予对比剂之后采集的数据反映在可应用的域(其优选由k空间表示)中的高频的相似性。
操作者能够经由人机接口设备24输入规则化参数λ1、λ2、λ3作为加权因子。所述规则化参数λ1、λ2、λ3中的至少一个能够被选取为零。
感兴趣的是，应注意以上方程式中所描述的原理还能够被应用于数据的合适的子集，具有也校正在个体洗入/洗出时相数据集内的潜在运动不一致的能力。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (9)

1.一种关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，所述磁共振成像系统(10)被配置用于采集感兴趣对象(20)的至少部分的磁共振图像，
所述方法包括以下步骤：
-在向所述感兴趣对象(20)施予对比剂之前采集(48)磁共振图像数据的至少第一集合(xpre)，
-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)确定(52)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的脂肪的空间分布的第一图像(Ipre)，
-在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后采集(50)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像数据的至少第二集合(x2)，
-通过采用水/脂肪磁共振信号分离技术，根据磁共振图像数据的所述第二集合(x2)确定(54)所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的至少第二图像(I2 ph)，
-参考所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)来对所述脂肪的空间分布的至少所述第二图像应用(56)图像配准方法，以用于校正在采集磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)与采集磁共振图像数据的至少所述第二集合(x2)之间的时间中发生的所述感兴趣对象(20)的潜在运动。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
-使用(60)所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像(Ipre)作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的至少所述第二集合(x2)的图像重建的先验知识。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：
-在施予所述对比剂之后采集磁共振图像数据的多个集合(xi)，并且
-使用所述脂肪的空间分布的所确定的第一图像(Ipre)作为用于对在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述多个集合(xi)中的磁共振图像数据的每个集合的图像重建的先验知识。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述水/脂肪磁共振信号分离技术基于由于化学位移的被激励的原子核的拉莫尔频率的差异。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括以下步骤：
-利用根据磁共振图像数据的所述第一集合(xpre)确定所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的所述脂肪的空间分布的所述第一图像(Ipre)，来获得局部静态磁场强度B0的空间分布，
-通过使用所述局部静态磁场强度B0的所获得的空间分布，根据在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之后的磁共振图像数据的所述集合(xi)中的任何集合来重建磁共振图像。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，通过采用压缩感测方法来获以下得中的至少一个：在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述第二集合(x2)；或者在施予所述对比剂之后采集的磁共振图像数据的所述多个集合(xi)中的磁共振图像数据的至少一个集合。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括以下步骤：对在向所述感兴趣对象(20)施予所述对比剂之前采集的磁共振图像数据应用滤波器，其中，所述滤波器等价于k空间中的高通滤波器。
8.一种被配置用于采集感兴趣对象(20)的至少部分的磁共振图像的磁共振成像系统(10)，包括：
-检查空间(16)，其被提供为将所述感兴趣对象(20)的至少所述部分定位在所述检查空间内；
-主磁体(14)，其被配置用于在所述检查空间(16)中生成静态磁场B0；
-磁梯度线圈系统(22)，其被配置用于生成被叠加到所述静态磁场B0的梯度磁场；
-至少一个射频天线设备(36)，其被配置用于将射频激励场B1施加到所述感兴趣对象(20)的所述部分的原子核或所述感兴趣对象(20)的所述部分内的原子核，以用于磁共振激励；
-至少一个射频天线设备(38)，其被配置用于从已经通过施加所述射频激励场B1激励的所述感兴趣对象(20)的所述部分的所述原子核或所述感兴趣对象(20)的所述部分内的所述原子核接收磁共振信号；
-控制单元(26)，其被配置用于控制所述磁共振成像系统(10)的功能；
-图像处理单元(32)，其被配置用于处理磁共振信号，以根据所接收的磁共振信号来确定所述感兴趣对象(20)的至少所述部分的磁共振图像；
其中，所述控制单元(26)被配置为执行根据权利要求1至7中的任一项所述的方法中的任何方法的步骤(56-64)。
9.一种软件模块(44)，用于执行根据权利要求1至7中的任一项所述的关于采集多时相动态对比增强磁共振图像来操作磁共振成像系统(10)的方法，其中，要被实行的方法步骤(48-60)被转换为所述软件模块(44)的程序代码，其中，所述程序代码能够实施在所述磁共振成像系统(10)的存储器单元(28)中并且能够由所述磁共振成像系统(10)的处理器单元(30)执行。
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