專利名稱：磁共振成像中校正失真的方法以及相應構成的磁共振設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于磁共振成像的方法，如在用于檢查患者的醫(yī)療技術中所使用的方法。本發(fā)明尤其是涉及用于校正相位編碼方向上的失真或變形的方法，這些失真或變形可能在使用回波平面的所謂EPI序列以及其它2D或3D成像序列的情況下出現并且可能影響圖像質量。本發(fā)明同樣涉及ー種相應構成的磁共振設備。
背景技術：
用于磁共振成像的磁共振斷層造影設備(MRT)基于核自旋共振的物理原理。在磁共振斷層造影設備中將例如患者的檢查對象置于恒定的強磁場中。由此該對象中的原子的 核自旋具有一定方向，而此前該核自旋是無規(guī)則地取向的。高頻波可以將這些定向的核自旋激勵為在磁共振斷層造影設備中產生實際測量信號的進動運動。該測量信號可以用合適的接收線圈接收。通過采用可以通過梯度線圈產生的非均勻磁場，可以在所有三個空間方向上對所述檢查對象進行空間編碼。在用于產生磁共振圖像(MR圖像)的可能方法中，首先選擇性地例如在z方向上激勵層。對該層中的位置信息的編碼通過借助兩個正交梯度場的組合的相位和頻率編碼來進行，所述正交梯度場在Z方向上被激勵的層的所述示例中通過在X方向和I方向上的梯度線圈產生。成像序列針對相位編碼梯度的不同值重復，其中核共振信號在毎次序列遍歷時多次檢測讀取梯度的存在性。通過這種方式獲得在所謂的原始數據空間或k空間中的數字矩陣。從該數字矩陣中可以通過傅立葉變換重建被激勵的層的磁共振圖像。另ー種用于產生磁共振圖像的方法是所謂的回波平面成像(“EchoplanarImaging “，EPI)。其中使用多個經過相位編碼的回波來填充原始數據矩陣。在單個(選擇性的)高頻激勵之后，以讀取梯度產生一系列回波，這些回波通過對相位編碼梯度進行合適的調制而在原始數據空間中被分配給在被激勵的層中的不同行。圖I示例性示出回波平面脈沖序列。在一次激勵脈沖以及一次重聚焦脈沖之后，通過讀取方向上正弦振蕩的頻率編碼梯度Gk以及相位編碼產生多個梯度回波。相位編碼在該圖中經過相位編碼梯度Gp的小的梯度脈沖(所謂的尖峰信號(Blips))在振蕩的頻率編碼梯度Gk的過零點區(qū)域中進行，并且通過這種方式導致原始數據空間的蜿蜒形的分布，如圖2所示。EPI替換地還可以實現為具有例如矩形的讀取梯度Gk走向的笛卡爾EPI或實現為非笛卡爾EPI，例如螺旋EPI或徑向MRI。EPI序列對每個2D層的MR圖像獲取來說具有典型30_50ms的極短的測量時間。由此EPI序列特別適合于功能成像以及適合于灌注和擴散測量，因為例如通過呼吸或血液或流體的脈動式運動產生的運動偽影可以被劇烈減少。在這些快速成像方法中的問題是其針對Btl場失真或感應磁化率的高靈敏度，因為每次激勵的讀取時間與其它僅檢測原始數據空間中的一部分或一行的方法相比明顯更長。由現有技術已知以下方法，通過這些方法從兩個相鄰的但在相位編碼方向上移動了的k空間軌跡中可以推導出關于磁場的非均勻性的信息。從所述信息中又可以確定所謂的場圖(Field Map)或所謂的位移圖(Displacement Map)。場圖顯示磁場失真或磁場位移，而位移圖包含磁共振圖像的由于所述磁場位移或磁場非均勻性而在相位編碼方向上失真或移動的圖像點的原始位置(或與原始位置的偏移)。這種用于產生位移圖的方法是所謂的 PLACE 方法(Phase Labeling for Additional Coordinate Encoding,附加坐標編碼的相位標記)。該 PLACE 方法在 Qing-San Xiang 和 Frank Q. Ye 的標題為 “Correction forGeometric Distortion and N/2Ghosting in EPI by Phase Labeling for Additiona丄Coordinate Encoding (PLACE)，，，Magnetic Resonance in Medicine 57:731-741 (2007)中詳細描述，并且因此在下面僅借助圖3和圖4簡要概括。在PLACE方法中用笛卡爾掃描先后進行兩次回波平面成像。圖3所示的第一次掃描按照通常的方式執(zhí)行，其方法是k空間軌跡蜿蜒形地行迸。在相位編碼方向上的行的數量在圖3中出于清楚的原因僅有9個并且在真實的回波平面成像中明顯更高，例如是32-256。此后執(zhí)行第二次回波平面成像，其沿著在相位編碼方向上例如移動了一行或多行的k空間軌跡對k空間進行掃描。圖4示出這種移動了兩行的k空間軌跡，如通過雙箭頭41所示。由此加入的梯度區(qū)域經由檢查對象在物理上產生相対的相位斜坡，并且將在每個圖像點的相位編碼方向上的未變形的原始坐標直 接編碼為兩個失真的復數圖像之間的相位差，這兩個復數圖像從根據圖3的第一次成像和根據圖4的第二次成像獲得。然后使用該相位信息來將失真的信號映射到其原始位置上。換句話說，從兩個預干預的EPI圖像的偏移的k空間軌跡的相位信息中確定相位編碼方向上的圖像點失真(圖像點變形或圖像點位移)。由此可以確定可應用于所采集的圖像的位移圖。通常在功能化EPI測量中對每個體積獲取200-300個圖像(典型的是每體積20_40個層)。DE102008007048B4涉及ー種用于在EPI測量中進行動態(tài)失真校正的方法，其中按照交替的或其它周期性方式在相位信息、相位編碼方向或在回波時間方面區(qū)分直接連續(xù)的圖像獲取，并且基于該區(qū)分從直接連續(xù)的圖像獲取對中分別計算場圖和/或位移圖，利用該場圖和/或位移圖對失真的結果圖像進行校正。根據ー種實施方式，從直接連續(xù)的圖像獲取對中借助上面描述的PLACE方法確定相應的場圖或位移圖。如上面描述的，在PLACE方法中使用的兩個EPI測量通過以下方式區(qū)分，即按照兩個在相位編碼方向上移動的軌跡掃描k空間，并且因此不能應用于例如由Gary H. Glover和 Christine S. Law 在“Spiral-In/Out BOLD fMRI for Increased SNR and ReducedSusceptibility Artefacts”,Magnetic Resonance in Medicine, 46:515-522 (2001)已知的非笛卡爾掃描(例如螺旋形或徑向掃描)。此外，在PLACE方法中在不同的回波時間的情況下采集兩個EPI測量的k空間中的對應行。由此產生不同的振幅以及由此產生不同的絕對值圖像。因此絕對值圖像不能直接相互比較。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的任務是改善在磁共振成像時、尤其是在螺旋或徑向掃描時的失真校正。該任務根據本發(fā)明通過ー種用于在螺旋磁共振成像中進行失真校正的方法，ー種用于在徑向磁共振成像中進行失真校正的方法，一種用于在回波平面成像中進行失真校正的方法，一種用于在回波平面成像中進行失真校正的方法，ー種磁共振設備，一種計算機程序產品以及ー種可電子讀取的數據載體來解決。根據本發(fā)明提供一種用于在螺旋磁共振成像中進行失真校正的方法。在螺旋磁共振成像中，為了采集磁共振數據組(MR數據組)在單個高頻激勵之后借助對至少兩個空間方向上的至少兩個讀取梯度的調制來螺旋形地掃描原始數據空間，即所謂的k空間。螺旋磁共振成像例如可以包括螺旋回波平面成像，在所述螺旋回波平面成像中螺旋形地掃描具有在兩個空間方向上(例如X和Y方向)的兩個讀取梯度的原始數據空間。在所述單個高頻激勵時例如可以激勵原始數據空間中的層，使得借助X和Y讀取梯度螺旋形地掃描在原始數據空間中的平面。此外，螺旋磁共振成像可以包括3D成像，在所述3D成像中借助對在3個空間方向上的3個讀取梯度的調制來螺旋形掃描原始數據空間。在該方法中，通過以下方式在原始數據空間中采集第一 MR數據組，即從原始數據空間的第一個點開始沿著螺旋形軌跡來掃描原始數據空間。依據該第一 MR數據組確定第一復數磁共振圖像(MR圖像)。第ー復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的相位信息。該第一復數MR圖像還可以包括第
一 MR圖像的圖像點的振幅信息。根據該方法在原始數據空間中采集第二 MR數據組。為此從原始數據空間的第二個點開始沿著螺旋形軌跡掃描原始數據空間。第二個點不同于第一個點，即在采集第二 MR圖像數據組時從不同于在采集第一 MR數據組時的起始點開始掃描螺旋形軌跡。依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像。第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息。第二 MR圖像還可以另外包括第二 MR圖像的圖像點的振幅信息。依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。由此利用上面描述的方法可以確定兩個復數磁共振圖像，它們的相位信息象在上面描述的PLACE方法中那樣可以用于從中確定幾何失真并且相應地對MR圖像進行校正。例如，基于PLACE方法可以確定場圖和/或位移圖，利用場圖和/或位移圖可以對第一或第二MR圖像的圖像點的布置進行校正。根據不同的應用可以用預定的半徑來開始所述螺旋形軌跡，該半徑沿著軌跡減小或沿著軌跡増大。換句話說，螺旋形軌跡可以從外向內或從內向外行迸。根據本發(fā)明，還提供一種用于在徑向磁共振成像中進行失真校正的方法。在徑向磁共振成像中，為了采集磁共振數據組在單個高頻激勵之后借助對兩個空間方向(例如X和Y方向)上的兩個讀取梯度的調制或者借助對三個空間方向(X、Y、Z方向)上的三個讀取梯度的調制來基本上徑向地掃描原始數據空間。在該方法中，通過以下方式在原始數據空間中采集第一 MR數據組，即從原始數據空間的第一個點開始沿著穿過原始數據空間的中心的軌跡來掃描原始數據空間，并且總共采集多個以不同角度穿過原始數據空間的中心的軌跡。此外所述多個軌跡還可以包括基本上穿過原始數據空間的中心延伸的軌跡，例如在徑向磁共振成像中。依據該第一MR數據組確定第一復數磁共振圖像，所述第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息。在原始數據空間中采集第二 MR數據組，其方法是從原始數據空間的第二個點開始沿著相同的軌跡掃描原始數據空間。但是第二個點、即第二 MR數據組的起點不同于第一個點。依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，該第ニ復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息。從第一和第二相位信息中確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。該幾何失真例如可以包括基于PLACE方法來確定場圖或位移圖。
由此可以類似于笛卡爾回波平面成像以及非笛卡爾回波平面成像(例如螺旋回波平面成像或徑向MR成像)確定圖像點的幾何失真并對其進行校正。根據ー種實施方式，以可變的速度沿著軌跡來掃描原始數據空間。此外能以可變的密度沿著軌跡掃描原始數據空間。由此對原始數據空間的掃描可以與所產生的磁共振圖像的要求匹配，這些要求例如是分辨率或對比度，或者與期望的采集速度匹配。根據本發(fā)明，提供另ー種用于在磁共振成像的范圍中的回波平面成像中進行失真校正的方法。在回波平面成像中，為了采集MR數據組在單個高頻激勵之后借助對讀取梯度和相位編碼梯度的調制來掃描原始數據空間。在該方法中，根據回波平面成像在原始數據空間中采集第一 MR數據組，其中從原始數據空間的第一個點開始沿著預定軌跡來掃描原始數據空間。該軌跡例如可以是笛卡爾的或如在上面描述的本發(fā)明方法中那樣是非笛卡爾的。依據該第一 MR數據組確定第一復數MR圖像。第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的相位信息。此外在原始數據空間中采集第二 MR數據組，其方法是從原始數據空間的第二個點開始沿著所述預定軌跡掃描原始數據空間。第二個點不同于第一個點，即第一個點和第二個點雖然位于相同的軌跡上，但是在不同的地點。此外在所述單個高頻激勵之后 采集第二 MR數據組時延遲對讀取梯度和相位編碼梯度的調制的開始，使得在關于高頻激勵來說與采集第一 MR數據組時軌跡的點相同的時刻掃描在采集第二 MR數據組時軌跡的相應點。換句話說根據回波平面成像采集第二 MR數據組。按順序沿著預定軌跡掃描和采集原始數據空間的MR數據值。第一MR數據組的采集例如從原始數據空間的第一個點開始。第二 MR數據組的采集相反則從相同軌跡上的第二個點開始，但是該第二個點在采集第一MR數據組時稍后一也就是在采集第一個點之后一才被采集。第一個點和第二個點之間的距離例如可以是多個掃描點，或者在笛卡爾EPI的情況下，第一個點和第二個點之間的距離可以包括笛卡爾掃描的一行或多行。用于采集第一 MR數據組的回波平面成像具有單個高頻激勵，而用于采集第二 MR數據組的回波平面成像同樣具有單個高頻激勵。用于采集第二MR數據組的原始數據空間的掃描在時間上關于高頻激勵被這樣設置，即預定軌跡的在兩個回波平面成像中被掃描的點關于各自的高頻激勵在相同的時刻被掃描。這可以通過以下方式實現，即在采集第二 MR數據組時相應地在開始調制讀取梯度和相位編碼梯度之間增加相應的延遲時間。依據第一 MR數據組確定第一復數磁共振圖像，所述第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息。依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，該第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息。依據第一和第二相位信息確定第一和/或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。該幾何失真例如可以基于PLACE方法以場圖或位移圖的形式確定。通過在第二回波平面成像的高頻激勵與第二 MR數據組的采集之間插入延遲，在采集第一 MR數據組和在采集第二 MR數據組時在相同的回波時刻采集軌跡的對應點。由此在第一復數MR圖像中以及在第二復數MR圖像中的對應圖像點的絕對值可相互比較，從而在對MR圖像進行分析時可以將這些絕對值有意義地相關。在根據本發(fā)明的另ー種方法中，提供在磁共振回波平面成像中進行失真校正。在該方法中，用單個高頻激勵來激勵檢查對象以用于采集至少ー個第一 MR數據組以及第ニMR數據組。換句話說，例如僅將ー個高頻激勵用于層選擇并且接著如下所述采集第一和第ニ MR數據組。尤其是在采集第一 MR數據組與采集第二 MR數據組之間不執(zhí)行其他高頻激勵。通過以下方式在原始數據空間中采集第一MR數據組，即借助對讀取梯度和相位編碼梯度的調制從原始數據空間的第一個點開始沿著預定軌跡掃描原始數據空間。此外以下方式在原始數據空間中采集第二 MR數據組，即從原始數據空間的第二個點開始沿著所述預定軌跡掃描原始數據空間。第二個點不同于第一個點。依據該第一MR數據組確定第一復數MR圖像，所述第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息。依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，該第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息。依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何變形，例如基于PLACE方法以場圖或位移圖的形式。由此借助多回波序列在ー個MR激勵內采集第一 MR數據組和第ニ MR數據組，而不是使用在PLACE方法中使用的具有兩個不同的MR激勵的兩個單回波序列。由此可以按照若干毫秒的間隔(例如50至IOOms的間隔)采集第一 MR數據組和第二MR數據組，從而在第一和第二 ME數據組之間只出現很小的、基于檢查對象的運動或者時間上的BO場變化的差異，由此可以借助相位信息可靠地校正失真。根據ー種實施方式，上面描述的利用單個高頻激勵用于第一 MR數據組和第二 MR數據組的回波平面成像可以包括多自旋回波序列，在該多自旋回波序列中在采集第一 MR 數據組之前應用第一高頻重聚焦脈沖，并且在采集第一 MR數據組與采集第二 MR數據組之間應用第二高頻重聚焦脈沖。第一重聚焦脈沖還可以包括磁性準備，例如擴散加權梯度的設置。擴散加權梯度可以在任意方向上設置，例如在讀取方向上或者在相位編碼方向上。用于采集第一和第二 MR數據組的所述單個激勵特別是在用于擴散準備的時間主要影響采集序列的持續(xù)時間的情況下是有利的。通過由此縮短的回波平面成像，可以使用在T2弛豫時間內被多次重聚焦的回波。為了進一歩加快回波平面成像方法，該方法可以與用于并行成像(Parallel Acquisition Technique PAT 或 Parallel Imaging PI)或者具有減小的視場的所謂“縮放回波平面成像”或者具有分段的讀取或相位方向的分段的回波平面成像的方法相組合。雖然分開描述了上述用于失真校正的方法，上述方法及其實施方式仍然可以任意地相互組合。根據本發(fā)明還提供ー種磁共振設備，其包括基本場磁鐵、梯度場系統(tǒng)、高頻天線以及控制裝置。該控制裝置控制梯度場系統(tǒng)以及高頻天線。此外，控制裝置接收由高頻天線記錄的測量信號，并且對該測量信號進行分析以產生磁共振圖像。此外，所述控制裝置被構成為用于執(zhí)行上述方法的ー個或多個。例如所述控制裝置被構成為，根據螺旋磁共振成像在原始數據空間中采集MR數據組。在螺旋磁共振成像中，為了采集MR數據組而在單個高頻激勵之后螺旋形地掃描原始數據空間，其方法是對讀取梯度進行調制。從原始數據空間的第一個點開始沿著螺旋形軌跡掃描原始數據空間。此外，控制裝置被構成為，依據第一MR數據組確定第一復數MR圖像。第一復數MR圖像包括第一復數MR圖像的圖像點的第一相位信息。此外該控制裝置構成為，根據螺旋回波平面成像在原始數據空間中采集第二 MR數據組。在此，從原始數據空間的第二個點開始沿著螺旋形軌跡掃描原始數據空間。第二個點不同于第一個點。第二個點例如可以是在螺旋形軌跡上的在采集第一 MR數據組時在時間上在掃描第一個點之后被掃描的點。控制裝置依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，該第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息。此外，控制裝置依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。該幾何失真例如可以基于PLACE方法按照場圖或位移圖的形式來確定。由于磁共振設備可以被構成為執(zhí)行上述方法的ー個或多個，因此該磁共振設備也包括上述優(yōu)點。此外本發(fā)明提供一種計算機程序產品，尤其是可以加載到磁共振設備的可編程控制裝置的存儲器中的計算機程序或軟件。該控制裝置可以例如包括微處理器或計算機。利用該計算機程序產品，當該計算機程序產品在控制裝置中運行時可以實施本發(fā)明方法的所有或不同的上述實施方式。在此該計算機程序產品可能需要程序裝置，例如庫或輔助函數， 以實現所述方法的相應實施方式。換句話說，利用針對計算機程序產品的權利要求尤其是保護ー種計算機程序或軟件，利用其可以實施本發(fā)明方法的上述實施方式之一或該計算機程序或軟件實施所述實施方式。在此，該軟件可以是還需要編譯或者翻譯和連接或者只需要被解釋的源代碼，例如C++，或者是可執(zhí)行的軟件代碼，其為了執(zhí)行只需要加載到相應的處理單元中。最后，本發(fā)明提供一種可電子讀取的數據載體，例如CD、DVD、磁帶或USB棒，在該數據載體上存儲如上所述的可電子讀取的控制信息，尤其是軟件。如果該控制消息或軟件從數據載體中被讀取并且存儲在處理單元中，則可以執(zhí)行所述方法的根據本發(fā)明的所有實施方式。


下面參照附圖借助優(yōu)選實施方式闡述本發(fā)明。圖I示出根據現有技術的回波平面成像序列的序列圖。圖2示意性示出在回波平面成像序列中對原始數據空間的真實的蜿蜒形掃描。圖3和圖4針對PLACE方法示出兩個連續(xù)的回波平面成像測量的原始數據空間中的軌跡，其中在相位編碼方向上具有一行的相位位移。圖5和圖6示出根據本發(fā)明的一種實施方式的磁共振成像測量的螺旋形原始數據空間掃描。圖7示出用于根據圖5或圖6的原始數據空間掃描的磁共振成像序列的序列圖。圖8示出根據本發(fā)明的一種實施方式的磁共振成像測量的徑向原始數據空間掃描。圖9和圖10示出根據圖8的徑向原始數據空間掃描的細節(jié)。圖11和圖13示出根據本發(fā)明的實施方式的回波平面成像的序列圖。圖12和圖14示出根據圖11和13的回波平面成像測量中的原始數據空間掃描。圖15示意性示出在根據現有技術的PLACE方法的情況下的回波平面成像序列。圖16示意性示出用于根據本發(fā)明的一種實施方式的PLAC方法的回波平面成像序列。圖17示出圖16的回波平面成像序列的細節(jié)。圖18示意性示出根據本發(fā)明的實施方式的磁共振設備。
具體實施方式
圖5示出在原始數據空間(所謂的k空間)的X/Y平面中的軌跡51。軌跡51螺旋形地從外向內分布并且在原始數據空間的中點結束。沿著軌跡51采集點52-57處的數據以用于填充原始數據空間。在軌跡51上存在其它掃描點，但是它們?yōu)榍宄鹨姏]有用附圖標記表示。此外沿著軌跡51存在其它掃描點，但是它們同樣為清楚起見而未在圖5中示出。其它掃描點沿著軌跡51 —直分布到螺旋形軌跡51的中點。圖7示出梯度Gx和Gy的序列圖，以如圖5所示螺旋形掃描原始數據空間。為此首先選擇原始數據空間的單個層并且用高頻脈沖激勵該層。該激勵在圖7中并未詳細示出，而是通過方框61概略性示出。通過施加梯度62和63設置軌跡51的起點(Pre-Phaser，前期)，例如圖5中的點52。通過施加合適的X和Y讀取梯度64，65讀取其它點52-57以及沿著軌跡51的其它點。圖7所示的梯度64和65僅示意性示出。螺旋回波平面成像的細節(jié)在 Gary H. Glover 和 Christine S. Law 的“Spiral In/Out BOLD fMRI for Increased SNRand reduced Susceptibility Artefacts” 公開文本中描述。為了校正由于每次激勵的長讀取時間而通過BO場變化或者感應磁導率引起的失 真，執(zhí)行兩次螺旋回波平面測量。在第一次測量中，如圖5所示，掃描從點52開始，然后是點53、點54、點55、點56、點57等等。基于該EPI測量填充k空間并且借助傅里葉變換產生第一復數MR圖像。第一 MR圖像對每個圖像點都包含絕對值信息和相位信息。緊接著執(zhí)行第二次EPI測量，其中在原始數據空間中的掃描例如從點55開始，如圖6所示。接著掃描沿著軌跡51的點56、57等等。利用掃描值填充k空間并且借助傅里葉變換產生第二復數磁共振圖像。在第二復數磁共振圖像中同樣向每個圖像點分配相位信息和絕對值信息。根據PLACE方法，現在從第一和第二復數磁共振圖像的圖像點的相位差中確定每個圖像點的失真，并由此可以矯正所述圖像點的位置。物理背景是，通過兩次EPI測量的起點52(圖5)和55 (圖6)之間的位移58產生對象上的相對相位斜坡(Phasenrampe),并且直接將姆個圖像點的未失真的原始坐標編碼為兩個失真的復數圖像之間的相位差。圖8示出用于在徑向MR成像中掃描原始數據空間的軌跡。該軌跡包括直線71-76，這些直線穿過原始數據空間的中心延伸并且按順序沿著各自的直線被掃描。掃描點示例性地在圖8的直線72上示出。圖9詳細示出直線72。對直線72的掃描例如可以從點81開始，接著是點82、點83等等。用于在徑向方向上掃描k空間的相應序列圖在現有技術中稱為徑向 MRI (例如 I. P. Arlart 等人的“Magnetic Resonance Angiographie ”，ISBN3-540-43975-7 ;或 Martin Uecker 等人的“Real-time MRI at a resolution of 20ms，，，NMR in Biomedicine Volume 23，Issue8, 986-994 頁，October 2010”)并且因此在此不再詳細講述。為了校正EPI測量中由于每次激勵的長讀取時間而通過BO場變化或磁導率變化而出現的失真，又執(zhí)行兩次具有不同起點的EPI測量。在圖9所示的第一次EPI測量中，如上所述從例如點81開始掃描和填充原始數據空間。在圖10所示的第二次EPI測量中，該掃描例如從點84開始并且例如用該點填充原始數據空間，也就是與第一次EPI測量之間錯開了位移87。基于第二次EPI測量產生第二復數磁共振圖像，并且可以基于來自第一和第二磁共振圖像的相位信息確定失真并由此可以校正磁共振圖像。圖11至圖14示出用于借助PLACE方法來進行失真校正的序列圖和原始數據空間中的軌跡。出于清楚的原因，僅示出原始數據空間中的8行。在真實的EPI測量中，通常掃描原始數據空間中的明顯更多數量的行，例如64至256行。圖11示出用于第一次EPI測量的序列圖。在激勵90之后，借助讀取梯度Gk 91和相位編碼梯度Gp 92從行I的點101開始逐行地蜿蜒形地從下向上讀取原始數據空間。在此，附圖標記1-8表示圖11的時間范圍，其具有圖12的對應行。在時間TEl之后穿過原始數據空間的中心，也就是第五行的中點。在執(zhí)行了根據圖11和圖12的第一次EPI測量之后，執(zhí)行根據圖13和圖14的第二次EPI測量。該過程基本上相同在激勵110之后借助讀取梯度Gk 111和相位編碼梯度Gp 112在點121開始如圖14所示掃描原始數據空間，但是在此圖14的第一行相應于圖12的第三行，圖14的第二行相應于圖12的第四行，圖14的第三行相應于圖12的五行，等等。由此用具有兩行的位移120來掃描原始數據空間。由此無需其它措施就在時間TEl之后再次掃描第五行，但是該第五行相應于圖12的第七行。這導致在原始數據空間中的對應點的掃描值由于該不同的掃描而具有不同的振幅，并由此在相應的磁共振圖像中引起不同的絕對值。因此如圖13所示，在激勵110之后插入延遲113，使得激勵110與第二次EPI測量的第三行之間的距離TE2恰好等于在激勵90與第一次EPI測量時的第五行之間的時間TE1。由此由于對原始數據空間的錯開的掃描，對于原始數據空間中的對應掃描點不會產生不同的振幅。因此這樣確定的磁共振圖像例如可以在功能性磁共振成像中使用，尤其是在體積圖像的時間序列中使用，在所述體積圖像中將絕對值的小的變化例如用于采集生理BLOD(Blood Oxygenation Level Dependent Contrast,血氧水平依賴對比度)變化。圖15示意性示出在現有技術中如何借助回波平面成像和利用PLACE方法的失真校正來執(zhí)行體積拍攝。對于待檢查體積的數量N[的層，分別執(zhí)行激勵131以及隨后的EPI測量132。EPI測量132例如在沒有位移的情況下如圖12所示執(zhí)行，并且因此作為PLACE
(O)執(zhí)行，也就是具有位移O。在采集完所有層Ni之后，重新按順序掃描這些層凡…也就是在激勵133之后用EPI測量134掃描每個層。EPI測量134例如如圖14所示那樣執(zhí)行，也就是具有例如兩行的位移，這在圖15中通過附圖標記PLACE (+2)示出。利用2Na。個EPI測量的數據可以確定Nac個第一磁共振圖像以及Nac個第二磁共振圖像，它們分別具有相應磁共振圖像的圖像點的相位信息，并且依據所述相位信息可以根據PLACE方法確定圖像點的幾何失真。在PLACE方法中被相關的相應圖像之間的時間距離典型的是2至3秒。由于檢查對象的運動，例如患者的呼吸或者心跳，失真校正可能受到影響。圖16示出一種根據本發(fā)明優(yōu)化的、用于借助回波平面成像采集檢查體積的方法。對于待檢查的N[個層，分別用高頻激勵141激勵相應的層并且隨后用兩次EPI測量掃描相應的層，其中第二次測量相對于第一次測量例如錯開兩行地被掃描。因此，第一次EPI測量142例如如圖12所示那樣被掃描，而第二次EPI測量143如圖14那樣被掃描?，F在，這兩個掃描之間的時間距離僅還有若干毫秒，例如50ms，從而患者運動的概率非常小并且可以用PLACE方法可靠地執(zhí)行失真校正。圖17示出針對結合圖16描述的方法的具體實施方式
。兩個EPI測量142和143被作為多自旋回波序列來采集。在激勵141之后應用第一重聚焦脈沖151并且執(zhí)行原始數據空間的第一次掃描142。此后應用第二重聚焦脈沖152并且根據圖14執(zhí)行錯開的掃描143。此外在第一重聚焦脈沖151期間，例如如圖17所示在讀取方向上或者在任意其它方向上應用擴散準備153。圖17所示的序列尤其是在針對擴散準備的時間主要影響該序列長度(即TR)的情況下是有利的。圖18示出磁共振設備161的示意圖示。磁共振設備161包括實際的斷層造影設備162、用于患者164的檢查臥榻163、控制裝置166、分析裝置167和驅動單元168，所述患者位于斷層造影設備162的開ロ 165中?？刂蒲b置166控制斷層造影設備162并且從斷層造影設備162接收由斷層造影設備162記錄的信號。為了產生基本磁場B0，斷層造影設備162包括未示出的基本場磁鉄，并且為了產生梯度磁場，斷層造影設備162包括未示出的梯度場系統(tǒng)。此外，斷層造影設備162包括ー個或多個用于產生高頻信號以及接收測量信號的高頻天線，所述測量信號由控制裝置166和分析裝置167用于產生磁共振照片。此外，控制裝置166控制驅動單元168，以便將檢查臥榻163沿著方向Z與患者164 —起穿過斷層造影設備162的開ロ 165地運動?？刂蒲b置166以及分析裝置167例如可以是具有顯示屏、鍵盤、指示輸入設備(例如鼠標)和數據載體169的計算機系統(tǒng)，在該數據載體上 存儲可電子讀取的控制信息，所述控制信息被構成為使得其在讀取裝置167和控制裝置166中使用數據載體169時可以執(zhí)行上述方法。雖然通過優(yōu)選實施方式詳細圖解和描述了本發(fā)明的細節(jié)，但是本發(fā)明不受所公開的示例的限制，并且其它變型可以由專業(yè)人員從中推導出，而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于在螺旋磁共振成像中進行失真校正的方法，其中在螺旋磁共振成像時為了采集MR數據組在單個高頻激勵(61)之后借助對至少兩個空間方向上的至少兩個讀取梯度(64，65)的調制來螺旋形地掃描原始數據空間，其中該方法包括 -在原始數據空間中采集第一 MR數據組，其中從原始數據空間的第一個點(52)開始沿著螺旋形軌跡(51)來掃描原始數據空間， -依據該第一 MR數據組確定第一復數MR圖像，其中第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息， -在原始數據空間中采集第二MR數據組，其中從原始數據空間的第二個點(55)開始沿著所述螺旋形軌跡(51)掃描原始數據空間，其中第二個點(55)不同于第一個點(52)， -依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，其中所述第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息，以及 -依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。
2.根據權利要求I的方法，其中用預定的半徑來開始所述螺旋形軌跡(51)，該半徑沿著軌跡減小。
3.根據權利要求I的方法，其中用預定的半徑來開始所述螺旋形軌跡(51)，該半徑沿著軌跡增大。
4.一種用于在徑向磁共振成像中進行失真校正的方法，其中在徑向磁共振成像中為了采集MR數據組在單個高頻激勵之后借助對至少兩個空間方向上的至少兩個讀取梯度的調制來基本上徑向地掃描原始數據空間，其中該方法包括 -在原始數據空間中采集第一MR數據組，其中從原始數據空間的第一個點(81)開始沿著穿過原始數據空間的中心的軌跡(71-76)來掃描原始數據空間，其中采集多個以不同角度穿過原始數據空間的中心的軌跡(71-76)， -依據該第一MR數據組確定第一復數磁共振圖像，其中所述第一復數MR圖像包括第一MR圖像的圖像點的第一相位信息， -在原始數據空間中采集第二MR數據組，其中從原始數據空間的第二個點(84)開始沿著所述軌跡(71-76)掃描原始數據空間，其中第二個點(84)不同于第一個點(81)， -依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，其中該第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息，以及 -依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。
5.根據上述權利要求之一的方法，其中以可變的速度沿著軌跡(51;71-76)來掃描原始數據空間。
6.根據上述權利要求之一的方法，其中以可變的密度沿著軌跡(51;71-76)掃描原始數據空間。
7.一種用于在磁共振成像情況下的回波平面成像中進行失真校正的方法，其中在回波平面成像中為了采集MR數據組在單個高頻激勵(90，110)之后借助對讀取梯度(91，111)和相位編碼梯度(92，112)的調制來掃描原始數據空間，其中該方法包括 -在原始數據空間中采集第一 MR數據組，其中從原始數據空間的第一個點(101)開始沿著預定軌跡(1-8)來掃描原始數據空間， -依據該第一 MR數據組確定第一復數MR圖像，其中第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息， -在原始數據空間中采集第二 MR數據組，其中從原始數據空間的第二個點(121)開始沿著所述預定軌跡(1-8)掃描原始數據空間，其中第二個點(121)不同于第一個點(101)，其中在所述單個高頻激勵(90，110)之后延遲對讀取梯度(91，111)和相位編碼梯度(92，112)的調制的開始，使得在關于高頻激勵(90，110)來說與采集第一 MR數據組時軌跡(1-8)的點相同的時刻掃描在采集第二 MR數據組時軌跡(1-8)的相應點， -依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，其中該第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息，以及 -依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。
8.根據權利要求7的方法，其中該方法還包括根據權利要求1-6之一的方法。
9.一種用于在磁共振成像情況下的回波平面成像中進行失真校正的方法，包括 -用單個高頻激勵(141)來激勵檢查對象以用于采集至少一個第一 MR數據組以及第二MR數據組， -在原始數據空間中采集第一 MR數據組(142)，其中借助對讀取梯度(91，111)和相位編碼梯度(92，112)的調制從原始數據空間的第一個點(101)開始沿著預定軌跡(1-8)掃描原始數據空間， -在原始數據空間中采集第二MR數據組(143)，其中從原始數據空間的第二個點(121)開始沿著所述預定軌跡(1-8)掃描原始數據空間，其中第二個點(121)不同于第一個點(101)， -依據該第一 MR數據組(142)確定第一復數MR圖像，其中所述第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息， -依據第二 MR數據組(143)確定第二復數MR圖像，其中該第二復數MR圖像包括第二MR圖像的圖像點的第二相位信息，以及 -依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。
10.根據權利要求9的方法，其中該方法還包括根據權利要求1-6之一的方法和/或根據權利要求7或8的方法。
11.根據權利要求9或10的方法，還包括 -在采集第一 MR數據組(142)之前應用第一高頻重聚焦序列(151 )，并且 -在采集第一 MR數據組(142)與采集第二 MR數據組(143)之間應用第二高頻重聚焦脈沖(152)。
12.根據權利要求11的方法，其中第一重聚焦脈沖(152)的應用還包括磁性準備(153)。
13.根據權利要求12的方法，其中所述磁性準備(153)包括擴散加權梯度的設置。
14.根據上述權利要求之一的方法，其中確定幾何失真包括基于PLACE方法確定場圖和/或位移圖。
15.一種磁共振設備，其中該磁共振設備(161)包括基本場磁鐵、梯度場系統(tǒng)、高頻天線以及控制裝置(166)，該控制裝置用于控制梯度場系統(tǒng)以及高頻天線，用于接收由高頻天線記錄的測量信號，用于對所述測量信號進行分析并且用于產生磁共振圖像，以及 其中所述控制裝置(166)被構成為-根據螺旋磁共振成像在原始數據空間中采集第一 MR數據組，其中在螺旋磁共振成像中為了采集MR數據組在單個高頻激勵(61)之后借助對至少兩個空間方向上的至少兩個讀取梯度(64，65)的調制來螺旋形地掃描原始數據空間，其中從原始數據空間的第一個點(52)開始沿著螺旋形軌跡(51)來掃描原始數據空間， -依據該第一 MR數據組確定第一復數MR圖像，其中第一復數MR圖像包括第一 MR圖像的圖像點的第一相位信息， -根據螺旋磁共振成像在原始數據空間中采集第二 MR數據組，其中從原始數據空間的第二個點(55)開始沿著所述螺旋形軌跡(51)掃描原始數據空間，其中第二個點(55)不同于第一個點(52), -依據第二 MR數據組確定第二復數MR圖像，其中所述第二復數MR圖像包括第二 MR圖像的圖像點的第二相位信息，以及 -依據第一和第二相位信息確定第一或第二 MR圖像的圖像點的幾何失真。
16.根據權利要求15的磁共振設備，其特征在于，該磁共振設備(161)被構成為執(zhí)行根據權利要求2-14之一的方法。
17.一種計算機程序產品，其能直接加載到磁共振設備(161)的可編程控制裝置(166)的存儲器中，具有程序裝置，用于在該程序在磁共振設備(161)的控制裝置(166)中執(zhí)行時執(zhí)行根據權利要求1-14之一的方法的所有步驟。
18.—種可電子讀取的數據載體，在該數據載體上存儲可電子讀取的控制信息，所述控制信息構成為，當該控制消息在磁共振設備(161)的控制裝置(166)中使用時執(zhí)行根據權利要求1-14之一的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在螺旋磁共振成像中、徑向磁共振成像中和回波平面成像中失真校正的方法。按照在螺旋磁共振成像中失真校正的方法，通過從原始數據空間的第一個點開始沿著螺旋形軌跡掃描原始數據空間，在原始數據空間中采集第一MR數據組。依據第一MR數據組確定第一復數MR圖像。第一復數MR圖像包括第一MR圖像的圖像點的第一相位信息。此外通過從原始數據空間的第二個點開始沿著所述螺旋形軌跡掃描原始數據空間，在原始數據空間中采集第二MR數據組。第二個點不同于第一個點。依據第二MR數據組確定第二復數MR圖像，第二復數MR圖像包括第二MR圖像的圖像點的第二相位信息。依據第一和第二相位信息例如借助PLACE方法確定第一或第二MR圖像的圖像點的幾何失真。
文檔編號G01R33/565GK102819002SQ20121018679
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權日2011年6月8日
發(fā)明者J.法尤弗 申請人:西門子公司