在不利的心臟條件下改進(jìn)受試者心臟成像的系統(tǒng)與方法
【專利說明】在不利的心贓條件下改進(jìn)受試者心贓成像的系統(tǒng)與方法 交叉引用
[0001] 本申請(qǐng)基于美國(guó)專利申請(qǐng)，序號(hào)13/742,620,申請(qǐng)于2013年1月16日，名為"在 不利屯、臟條件下改進(jìn)受試者屯、臟成像的系統(tǒng)與方法"，主張其優(yōu)先權(quán)并將其完整的并入作 為參考。 發(fā)明背景
[0002] 本發(fā)明的領(lǐng)域是用于磁共振成像（MRI)的系統(tǒng)與方法。更具體的，本發(fā)明設(shè)及對(duì) 具有屯、律不齊，屯、率變異性W及其他不利的屯、臟條件的受試者進(jìn)行成像的系統(tǒng)與方法。
[000引當(dāng)物質(zhì)（例如人類組織）受到均勻磁場(chǎng)（極化域B。）影響時(shí)，組織中原子核自旋 的獨(dú)立磁矩試圖與極化域?qū)R，但是在它們的拉莫爾頻率特征處是W隨機(jī)的順序進(jìn)行處理 的。通常原子核自旋由氨原子組成，但偶爾使用其他NMR活化核。凈磁矩M,在極化域方向 上產(chǎn)生，但隨機(jī)導(dǎo)向的磁性成分在垂直或橫向平面（x-y平面）相互抵消。然而，如果物質(zhì) 或組織受到磁場(chǎng)（激勵(lì)場(chǎng)Bi;也稱為射頻（R巧磁場(chǎng)）影響，該磁場(chǎng)處在x-y平面并在拉莫 爾頻率附近，凈對(duì)齊磁矩M,可旋轉(zhuǎn)或"傾斜"進(jìn)入x-y平面W產(chǎn)生凈橫向磁矩Μt，該磁矩在 x-y平面中的拉莫爾頻率處自旋或繞某點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。此現(xiàn)象的實(shí)際價(jià)值存在于信號(hào)中，該信號(hào) 在激勵(lì)場(chǎng)Bi停止后，由激勵(lì)的自旋發(fā)出。有各種各樣的測(cè)量序列，利用了運(yùn)種磁共振（NMR) 現(xiàn)象。
[0004] 當(dāng)利用運(yùn)些信號(hào)生成圖像時(shí)，使用了磁場(chǎng)梯度也，Gy，和町）。通常，成像的區(qū)域經(jīng) 歷一系列測(cè)量周期，其中運(yùn)些梯度隨著使用的特定定位方法而變化。使用接收器線圈，檢測(cè) 發(fā)射的MR信號(hào)。然后MRI信號(hào)被數(shù)字化并處理W使用許多公知的重建技術(shù)之一重建圖像。 陽0化]MRI的一個(gè)常見臨床應(yīng)用是屯、臟和屯、血管成像。晚禮增強(qiáng)（LG巧是現(xiàn)今用于缺血 性和非缺血性患者中瘤痕和纖維化評(píng)估的黃金標(biāo)準(zhǔn)。缺血性屯、肌病患者的評(píng)估中LGE的作 用已被廣泛研究。LGE成像也已用于房顫（AF)(在老年人中流行的最常見的屯、律失常）患 者、高血壓患者和冠狀動(dòng)脈疾病（CAD)患者的左屯、房和肺靜脈瘤痕的成像。二維（2D)成像 研究通常用于臨床LGE成像。Ξ維（3D)成像已引入作為瘤痕評(píng)估的另一種方法，其比2D成 像提供了更好的體積覆蓋和更高的信噪比（SNR)。然而，3D采集需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能完成， 因此，患者更加費(fèi)勁。2D圖像可W在10-15秒短的屏息中采集，而3D圖像通常持續(xù)5-10分 鐘，因此，需要自由呼吸。
[0006] 在實(shí)踐中，在注射禮造影劑后，使用T1加權(quán)反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列采集LGE圖像。在 使用Look-Locker成像序列執(zhí)行LGE序列之前，選擇反轉(zhuǎn)時(shí)間，使得健康屯、肌信號(hào)清零。梗 死組織中的異常沖刷動(dòng)力學(xué)使相對(duì)于暗的屯、肌背景，瘤痕被描繪成明亮區(qū)域。假設(shè)在整個(gè) 掃描中，反轉(zhuǎn)時(shí)間不變，L(iE成像中兩個(gè)反轉(zhuǎn)脈沖間隔時(shí)間優(yōu)先選擇與之前屯、跳持續(xù)時(shí)間相 等，使得屯、臟在每一連續(xù)采集期，處于屯、臟相位的共同部分。不正確的定時(shí)采集將導(dǎo)致生成 的圖像中大量偽影并將降低圖像的臨床效用。不幸的是，雖然該定時(shí)是必要的W避免嚴(yán)重 運(yùn)動(dòng)偽影，然而該時(shí)間（通常750-1000毫秒）太短而不允許屯、肌組織和大部分包覆組織的 橫向磁化的完全恢復(fù)。因此，LGE信號(hào)直接受先前R-R間期的長(zhǎng)度影響。
[0007] 如果存在屯、率不一致或變異性和/或屯、律不齊，該處理更加復(fù)雜。運(yùn)種變化將導(dǎo) 致κ-空間線隨時(shí)間變化的加權(quán)，運(yùn)導(dǎo)致重像偽影。因此，屯、律失常和屯、率變異性都屬于可 影響成像質(zhì)量的主要因素，特別是進(jìn)行Ξ維LGE成像研究時(shí)，運(yùn)需要比較長(zhǎng)的掃描時(shí)間。
[0008] 盡管LGE通常用于大的、局部瘤痕區(qū)的檢測(cè)，但其用于檢測(cè)彌漫性纖維化，甚至是 竇性屯、律是受限的。屯、肌Τ1映射最近作為瘤痕和纖維化檢測(cè)中的補(bǔ)充序列出現(xiàn)。由于它 的定量本質(zhì)，Τ1映射允許患者之間和患者內(nèi)部的再現(xiàn)性，并有助于屯、肌中彌漫性纖維化的 診斷。但是，由于屯、臟和呼吸運(yùn)動(dòng)，屯、肌Τ1映射依然是挑戰(zhàn)性任務(wù)。
[0009] 最近，MessroghliDR，RadjenovicΑ，KozerkeS，HigginsDM,SivananthanMU， RidgwayJP在論文"改良look-locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)（MO化I)用于屯、臟高分辨率T1映射"（醫(yī) 學(xué)中的磁共振，2004 ;52(1) =141-146,屯、肌T1映射方面）中提出改良look-locker反轉(zhuǎn)恢 復(fù)（M0化I)序列，并已經(jīng)用于臨床和臨床前試驗(yàn)。通過每個(gè)準(zhǔn)備脈沖后進(jìn)行3至5個(gè)數(shù)據(jù)讀 出，M0化I合并自旋-晶格松弛曲線的有效采樣，其最初在LookDC，LockerDR的論文"NMR 和EPR弛豫時(shí)間的測(cè)量的時(shí)間節(jié)省"，科學(xué)儀器述評(píng)1970:41 (2) :250-251中被提出。為了 提供充足數(shù)量的曲線采樣點(diǎn)，需要Ξ組圖像，每組伴隨單獨(dú)反轉(zhuǎn)脈沖。Ξ組分別包含3、3和 5個(gè)屯、電圖觸發(fā)圖像，其在連續(xù)屯、跳線中采集。多個(gè)屯、動(dòng)周期的兩個(gè)休息期每個(gè)都分隔運(yùn)Ξ 組，W允許縱向磁化的充分恢復(fù)。運(yùn)些休息期降低了成像效率并需要相對(duì)長(zhǎng)期的屏氣，例如 17次屯、跳。此外，在T1弛豫曲線上的采樣點(diǎn)的固定設(shè)置通過屯、電圖觸發(fā)預(yù)定義，其影響T1 計(jì)算，導(dǎo)致短T1時(shí)間不好的擬合條件。此外，基于屯、率，通過成像誘發(fā)弛豫曲線的信號(hào)擾動(dòng) 變化。對(duì)于長(zhǎng)T1時(shí)間，運(yùn)導(dǎo)致已計(jì)算T1值的顯著屯、率依賴性。
[0010] 因而，期望有用于改進(jìn)的磁化準(zhǔn)備技術(shù)的系統(tǒng)和方法，使能夠在存在屯、律不齊或 屯、率變異性時(shí)，評(píng)估瘤痕和彌漫性纖維化。

【發(fā)明內(nèi)容】
W11] 本發(fā)明通過提供一種成像系統(tǒng)和方法，其利用在每次屯、跳開始附加飽和脈沖，在 可變延遲后跟隨著反轉(zhuǎn)脈沖來克服上述缺點(diǎn)。飽和脈沖從前一屯、跳位移磁化并且反轉(zhuǎn)脈沖 產(chǎn)生T1-加權(quán)圖像中增強(qiáng)的對(duì)比。飽和準(zhǔn)備的使用去除了LGE成像中屯、率變異性或屯、律不 齊的敏感度，并且通過"清除"磁化歷史，可能去除了其他T1加權(quán)屯、臟成像協(xié)議。此外，在 T1映射中，飽和準(zhǔn)備不需要恢復(fù)期，并允許每一反轉(zhuǎn)期一個(gè)數(shù)據(jù)讀取器的采集，因此，提高 了成像效率。此外，它能夠自由選擇弛豫曲線采樣點(diǎn)的分布，其在T1映射中提供較高的靈 活性。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種方法，其用于控制磁共振成像（MRI)系統(tǒng)，利 用脈沖序列采集屯、動(dòng)周期不一致的受試者的受試者圖像。該方法包括在受試者一個(gè)屯、動(dòng)周 期中接收預(yù)定點(diǎn)的識(shí)別，并通過識(shí)別屯、動(dòng)周期預(yù)定點(diǎn)的出現(xiàn)，執(zhí)行飽和模塊，其配置用于在 從預(yù)定點(diǎn)之前的興趣范圍（R0I)中使磁化移相（dephase)。該方法還包括執(zhí)行反轉(zhuǎn)模塊，其 配置用于在R0I中逆旋轉(zhuǎn)并從受試者獲取醫(yī)療成像數(shù)據(jù)。在執(zhí)行飽和模塊和執(zhí)行反轉(zhuǎn)模塊 之間插入延遲，其中通過飽和模塊控制R0I中組織的磁化歷史，使得延遲持續(xù)期被配置為 控制受試者屯、動(dòng)周期不一致的醫(yī)療成像數(shù)據(jù)中的跡象（evidence)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種磁共振成像（MRI)系統(tǒng)，其包括磁體系統(tǒng)，配 置用于生成極化磁場(chǎng)，圍繞放置在MRI系統(tǒng)中的受試者的至少一部分并且多個(gè)梯度線圈配 置用于對(duì)極化磁場(chǎng)建立至少一個(gè)磁梯度場(chǎng)。MRI系統(tǒng)也包括射頻（R巧系統(tǒng)，其配置用于產(chǎn) 生RF脈沖并從放置在MRI系統(tǒng)中的受試者采集醫(yī)療成像數(shù)據(jù)，W及包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其配 置用于控制磁化系統(tǒng)、多個(gè)梯度線圈和RF系統(tǒng)的運(yùn)行。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置成識(shí)別受試者屯、動(dòng) 周期中預(yù)定點(diǎn)，并且基于屯、動(dòng)周期中預(yù)定點(diǎn)的識(shí)別，控制RF系統(tǒng)W執(zhí)行飽和模塊，其配置 成在興趣范圍（ROI)中使磁化移相。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還配置成在延遲模塊執(zhí)行之后，反轉(zhuǎn)模塊 隨后執(zhí)行之間，執(zhí)行延遲，控制RF系統(tǒng)W執(zhí)行反轉(zhuǎn)模塊，其配置成反轉(zhuǎn)ROI中的自旋。計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步配置成控制梯度線圈和RF系統(tǒng)W采集醫(yī)療成像數(shù)據(jù)。延遲的持續(xù)期由計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)選擇，其基于飽和模塊的參數(shù)，通過控制隨著屯、動(dòng)周期ROI中組織的磁化歷史，控制 受試者屯、動(dòng)周期內(nèi)不一致的醫(yī)療成像數(shù)據(jù)中的