在檢查對(duì)象的周期運(yùn)動(dòng)的情況下的形變計(jì)算的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于確定進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象中的形變信息的方法，以及一 種為此的MR設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在拍攝運(yùn)動(dòng)的器官，諸如心臟或肝臟，的MR圖像的情況下，必須考慮器官的固有 運(yùn)動(dòng)并且可能地考慮整個(gè)器官由于環(huán)境運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。用于對(duì)運(yùn)動(dòng)的對(duì)象進(jìn)行成像的第一可 能性是所謂的單次激發(fā)技術(shù)（Single Shot Technik)，其中在入射唯一的HF脈沖序列之后 完整地讀出相關(guān)的MR圖像的原始數(shù)據(jù)空間，并且其中足夠快速地拍攝MR數(shù)據(jù)，以便凍結(jié)運(yùn) 動(dòng)。在另外的拍攝技術(shù)，即分割拍攝的情況下，將對(duì)于MR圖像的數(shù)據(jù)拍攝劃分為多個(gè)運(yùn)動(dòng) 周期并且僅在類似的運(yùn)動(dòng)階段拍攝MR數(shù)據(jù)。在心臟成像的情況下必須考慮呼吸和心臟運(yùn) 動(dòng)，其中運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)屏氣技術(shù)來(lái)最小化或者可以通過(guò)導(dǎo)航門控（Navigator-Gating)來(lái) 凍結(jié)。數(shù)據(jù)拍攝的另外的可能性是用于測(cè)量心肌運(yùn)動(dòng)的所謂的CINE數(shù)據(jù)拍攝，其中以在心 肌和血液之間的盡可能良好的對(duì)比度，對(duì)于每心動(dòng)周期拍攝多個(gè)MR圖像，從而得出心臟運(yùn) 動(dòng)的一類影像。
[0003] 在拍攝運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的情況下的感興趣的參數(shù)是運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的形變的確 定。例如可以確定心肌的圓周方向上的形變和徑向的形變信息作為心肌的形變信息。從在 心肌的單個(gè)的區(qū)域中的形變信息中可以推斷出心肌在相應(yīng)的區(qū)域中的相應(yīng)活性。但是在拍 攝短軸截面中的心肌時(shí)困難的是，對(duì)于心肌的不同片段計(jì)算心肌在圓周方向上的形變，因 為在心肌中不存在足夠的根據(jù)其能夠在圓周方向上估計(jì)形變的標(biāo)記。以相應(yīng)的方式，這一 點(diǎn)也適用于在心臟的縱軸截面上的縱向形變。
[0004] 此外公知的是，磁化經(jīng)受空間磁化圖案，例如格柵圖案。在這樣的方法，也稱為標(biāo) 志法（Tagging-Verfahren)中，檢查對(duì)象在MR圖像中以條紋或格柵圖案出現(xiàn)。該圖案也可 以用于確定形變信息，但是其中在此徑向地確定形變信息是困難的，因?yàn)樵趶较蚍较蛏喜?存在足夠的標(biāo)記點(diǎn)。
[0005] 在確定心肌或任意其它運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的形變信息的情況下，該心肌或任意其它 運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象必須可靠地在MR圖像中被識(shí)別并且將其與其它組織分開(kāi)。但是諸如心肌 的運(yùn)動(dòng)對(duì)象在MR圖像中的為此所需的分段在MR圖像中是特別困難的，其中通過(guò)標(biāo)志法應(yīng) 用空間磁化圖案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，進(jìn)一步改善在運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象中的形變信息 的確定。
[0007] 上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)按照本發(fā)明的特征來(lái)解決。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的 其它實(shí)施方式。
[0008] 按照第一方面，提供一種用于確定進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象中的形變信息的方 法，其中形變信息借助MR設(shè)備來(lái)確定。在檢查對(duì)象的磁化時(shí)產(chǎn)生具有空間磁化區(qū)別的空間 磁化圖案。此外，在產(chǎn)生空間磁化圖案之后探測(cè)檢查對(duì)象的MR信號(hào)，以用于在周期運(yùn)動(dòng)的 至少兩個(gè)周期上拍攝檢查對(duì)象的MR圖像。在此，在至少兩個(gè)周期的較晚的周期中的空間磁 化區(qū)別比至少兩個(gè)周期的較早的周期中更小。根據(jù)在至少兩個(gè)周期的較晚的周期中對(duì)檢查 對(duì)象拍攝的MR圖像確定較晚的分段MR圖像，以用于在較晚的分段MR圖像中定位檢查對(duì) 象。此外在使用在較晚的分段MR圖像中定位的檢查對(duì)象的條件下，根據(jù)在至少兩個(gè)周期的 較早的周期中對(duì)檢查對(duì)象拍攝的MR圖像確定較早的分段MR圖像。此外，根據(jù)較早的分段 MR圖像確定第一形變信息，其描述了檢查對(duì)象在第一空間方向上的形變。
[0009] 在產(chǎn)生空間磁化圖案之后的磁化關(guān)于周期運(yùn)動(dòng)的至少兩個(gè)周期接近平衡狀態(tài)，從 而空間磁化圖案和相關(guān)的磁化區(qū)別在較晚的周期的MR圖像中更小。在該圖像中更簡(jiǎn)單的 是，通過(guò)分段算法來(lái)定位檢查對(duì)象。在對(duì)檢查對(duì)象在至少兩個(gè)周期的較早的周期中拍攝的 較早的MR圖像中，磁化圖案更強(qiáng)烈地呈現(xiàn)，從而在此更困難地實(shí)施用于識(shí)別檢查對(duì)象的分 段。如果現(xiàn)在將通過(guò)較晚的分段MR圖像對(duì)檢查對(duì)象的定位轉(zhuǎn)用到較早的MR圖像并且由此 簡(jiǎn)單地確定較早的分段MR圖像，則可以使用其中空間磁化圖案能被更好地識(shí)別的較早的 分段MR圖像來(lái)確定形變信息。通過(guò)空間的磁化圖案，在不同的空間方向上在檢查對(duì)象中存 在足夠的標(biāo)記，從而可以在一個(gè)空間方向上以滿意的質(zhì)量確定形變信息。該第一空間方向 優(yōu)選平行于運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的輪廓延伸。
[0010] 此外可能的是，在使用較晚的分段MR圖像的條件下確定第二形變信息，其中第二 形變信息至少描述了檢查對(duì)象在第二空間方向上的形變，該第二空間方向與第一空間方向 不同并且優(yōu)選垂直于其。在較晚的分段MR圖像中可以良好地識(shí)別運(yùn)動(dòng)的檢查對(duì)象的輪廓， 因?yàn)榭臻g磁化圖案的磁化區(qū)別僅極其微弱地呈現(xiàn)或者是消失的。如果可以良好地識(shí)別輪 廓，則也可以確定在垂直于輪廓的方向上的形變。例如可以在較晚的分段MR圖像中確定垂 直于輪廓的形變信息，而可以更好地在較早的分段MR圖像中確定平行于輪廓的形變信息， 因?yàn)榭臻g磁化區(qū)別或空間磁化圖案在此更強(qiáng)烈地出現(xiàn)。在該實(shí)施方式中由此可以獲得全面 的形變信息，方法是，根據(jù)較早的分段MR圖像確定一個(gè)形變信息，并且根據(jù)較晚的分段MR 圖像確定在優(yōu)選與之垂直的方向上的另一個(gè)形變信息。
[0011] 如果檢查對(duì)象是心肌，則第一形變信息例如可以描述心肌在心肌的圓周方向上的 形變，其中該形變根據(jù)較早的分段MR圖像更好地被確定，在該較早的分段MR圖像中比在較 晚的周期的MR圖像中更強(qiáng)烈地呈現(xiàn)空間磁化圖案。可以從較晚的MR圖像的分段接受為此 所需的分段。心肌的徑向的形變信息可以良好地從較晚的分段MR圖像中得出，因?yàn)榛谟?于圖案導(dǎo)致的較小的磁化區(qū)別可以更好地在較晚的周期的MR圖像中識(shí)別心肌的邊緣。
[0012] 根據(jù)第一和第二形變信息可以確定檢查對(duì)象的總形變信息或總形變場(chǎng)。例如 可以通過(guò)加權(quán)地組合第一形變信息和第二形變信息確定總形變場(chǎng)。在此可以考慮，能夠 以哪種可靠性確定形變的各個(gè)分量。此外，可以通過(guò)迭代方法，諸如總方差方法（totale Variationsverfahren)，來(lái)改善兩個(gè)場(chǎng)分量的一致性。提供來(lái)自于"標(biāo)簽（Tag) "和"非標(biāo) 簽（NoTag) "心動(dòng)周期，也就是來(lái)自于具有強(qiáng)烈的磁化圖案和具有較弱的磁化圖案的MR圖 像，的兩個(gè)形變場(chǎng)作為起始點(diǎn)，其中假定，在"非標(biāo)簽"心動(dòng)周期中例如關(guān)于徑向的形變的信 息比在"標(biāo)簽"形變場(chǎng)中更可靠。也就是，如果在"標(biāo)簽"數(shù)據(jù)組中的心肌像素的徑向分量 開(kāi)始通過(guò)來(lái)自于"非標(biāo)簽"數(shù)據(jù)組的值代替，則例如由質(zhì)量守恒（在良好的空間覆蓋的情況 下）或心臟組織的彈性特性的假定得出不一致。在第二步驟中然后可以通過(guò)改變相鄰值減 小不一致。這一點(diǎn)可以依次地對(duì)于所有心肌像素實(shí)施。類似地，可以反過(guò)來(lái)將來(lái)自于標(biāo)簽 心動(dòng)周期的沿著心肌環(huán)的形變信息轉(zhuǎn)用到非標(biāo)簽數(shù)據(jù)組。為了減小不一致，可以使用合適 的數(shù)學(xué)方差方法，其引入與局部質(zhì)量守恒的偏差作為標(biāo)準(zhǔn)。
[0013] 對(duì)于在至少兩個(gè)周期的較早的和較晚的周期中的MR圖像可以使用相同的成像序 列。但是也可以對(duì)于探測(cè)在兩個(gè)周期中的MR信號(hào)使用不同的成像序列。從一個(gè)成像序列 至另一個(gè)成像序列的過(guò)渡例如可以在兩個(gè)周期之間的中間周期中進(jìn)行，其中在該過(guò)渡周期 中優(yōu)選不確定形變信息。
[0014] 可以確定并監(jiān)視檢查對(duì)象的周期運(yùn)動(dòng)。在此可以對(duì)于較早的周期的MR圖像計(jì)算 較早的周期的MR圖像，也就是較早的分段MR圖像中的分段的確定，方法是，確定對(duì)于較早 的周期的MR圖像相關(guān)的形變信息，其中根據(jù)較晚的分段MR圖像的形變信息識(shí)別那些其形 變信息最接近于由較早的周期的MR圖像確定的形變信息。然后可以根據(jù)較晚的分段MR圖 像確定分段信息并且以最相似的形變信息轉(zhuǎn)用到較早的周期的MR圖像。在該實(shí)施方式中， 使用在較早的和較晚的周期中的形變場(chǎng)的相似性，以便將來(lái)自于較晚的周期的MR圖像的 分段信息轉(zhuǎn)用到較早的周期的MR圖像。作為對(duì)于形變場(chǎng)的相似性的標(biāo)準(zhǔn)例如可以考察在 來(lái)自不同的階段的形變場(chǎng)之間的總的標(biāo)準(zhǔn)偏差。具有最小的標(biāo)準(zhǔn)偏差的階段可以被觀察為 與相同的心臟運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的。兩個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)包含兩個(gè)分量。按照預(yù)期，心臟運(yùn)動(dòng)本身應(yīng)當(dāng) 主導(dǎo)在圖像系列中的動(dòng)態(tài)，從而在分量中的各個(gè)不準(zhǔn)確性不應(yīng)當(dāng)表示在該相似性觀察中的 問(wèn)題。