多點(diǎn)迪克松技術(shù)的制作方法
【專利摘要】多點(diǎn)迪克松技術(shù)的預(yù)先給出的譜模型至少包括：具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量、由于場(chǎng)不均勻性引起的第一相位、以及由于渦流效應(yīng)引起的第二相位。對(duì)多個(gè)圖像點(diǎn)借助雙極多回波MR測(cè)量序列(5)采集MR數(shù)據(jù)(25)，其中所述多回波MR測(cè)量序列(5)對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)在至少三個(gè)回波時(shí)間(21，22，23)對(duì)于MR數(shù)據(jù)的MR信號(hào)的讀出交替地使用正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)(16-1，16-2，16-3)?；贛R數(shù)據(jù)(25)可以確定至少兩個(gè)譜分量。
【專利說(shuō)明】多點(diǎn)迪克松技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于磁共振測(cè)量的方法和一種磁共振設(shè)備。特別地本發(fā)明涉及可 以用于從MR數(shù)據(jù)確定第一和第二譜分量的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在核自旋的磁共振測(cè)量的范圍中可以將MR數(shù)據(jù)中包含的譜分量分離。譜分量可 以表示不同的自旋種類，例如脂肪環(huán)境和水環(huán)境中的核自旋。為此通常采用在迪克松技術(shù) (Dixon-Technik)的范圍內(nèi)的所謂的化學(xué)漂移成像多回波磁共振（MR)測(cè)量序列。這樣的 技術(shù)典型地利用如下效應(yīng)，即，核自旋的共振頻率取決于分子的或化學(xué)的環(huán)境。該效應(yīng)被稱 為化學(xué)漂移（英語(yǔ)"chemical shift"）。不同的自旋種類由此具有不同的共振頻率，從中 可以組合MR數(shù)據(jù)的測(cè)量的譜。例如在不同的譜分量的兩個(gè)共振頻率之間的差以ppm(英語(yǔ) "parts per million" 即 ICT6)表達(dá)。
[0003] 通?？疾熳鳛榈谝蛔V分量的在水中的氫核自旋和作為第二譜分量的在脂肪酸鏈 中的氫核自旋之間的化學(xué)漂移。在這樣的情況中可以根據(jù)MR數(shù)據(jù)確定水MR圖像和脂肪MR 圖像，即，兩個(gè)譜分量的單個(gè)MR圖像。這對(duì)于不同的例如臨床和/或醫(yī)學(xué)應(yīng)用是感興趣的。
[0004] 為了能夠?qū)⒆V分量互相分離，在迪克松技術(shù)的范圍內(nèi)在多個(gè)回波時(shí)間采集MR信 號(hào)。MR信號(hào)共同形成MR數(shù)據(jù)。不同的譜分量對(duì)于不同的回波時(shí)間具有不同的相位。在考 慮該效應(yīng)的條件下可以分離地確定不同的譜分量。
[0005] 為此一般地采用譜模型，其將測(cè)量的或采集的MR數(shù)據(jù)與不同的物理相關(guān)的參量 相關(guān)聯(lián)。不同的參量特別地包括待確定的不同的譜分量，以及根據(jù)精度，環(huán)境和譜模型的復(fù) 雜度的不同還包括測(cè)量系統(tǒng)的其他未知數(shù)。于是可以對(duì)于MR數(shù)據(jù)的每個(gè)圖像點(diǎn)確定在譜 模型中考慮的譜分量。
[0006] 原則上值得努力的可以是，使用相對(duì)復(fù)雜的譜模型，也就是例如這樣的，其除了考 慮待確定的譜分量之外還考慮大量其他未知數(shù)。于是也就是可以特別精確確定譜分量。但 是在該情況下可以需要，在不同的回波時(shí)間采集特別多的MR信號(hào)，這又會(huì)延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間并 且由此是不利的。也就是通常得到在一方面的測(cè)量時(shí)間和另一方面的在譜分量的確定中的 精度之間的權(quán)衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 原則上由此存在對(duì)于如下技術(shù)的需求，所述技術(shù)使得可以相對(duì)精確地確定譜分 量，但是同時(shí)僅需要對(duì)于不同的回波時(shí)間的小數(shù)量的MR信號(hào)，也就是保證相對(duì)短的測(cè)量時(shí) 間。
[0008] 按照一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于在至少三個(gè)回波時(shí)間借助多點(diǎn)迪克松技術(shù)對(duì) 檢查對(duì)象的至少兩個(gè)譜分量進(jìn)行磁共振測(cè)量的方法。多點(diǎn)迪克松技術(shù)的預(yù)先給出的譜模型 至少包括具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量、由于場(chǎng)不均勻性引起的第一相位、以 及由于渦流效應(yīng)引起的第二相位。方法包括對(duì)多個(gè)圖像點(diǎn)借助雙極多回波MR測(cè)量序列采 集MR數(shù)據(jù)，其中所述多回波MR測(cè)量序列對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)在至少三個(gè)回波時(shí)間對(duì)于MR數(shù)據(jù) 的MR信號(hào)的讀出交替地使用正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)。方法還包括，基于MR數(shù)據(jù)：至少部分 地?cái)?shù)值地確定對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量，以及第一相位和 第二相位。
[0009] 例如場(chǎng)不均勻性可以表示所屬的MR設(shè)備的基本磁場(chǎng)的局部變化。典型地值得努 力的可以是，基本磁場(chǎng)不具有或僅具有小的局部變化，例如以實(shí)現(xiàn)對(duì)于核自旋的均勻的共 振條件，其與基于基本磁場(chǎng)的位置不具有或僅具有小的依賴關(guān)系。然而通常由于技術(shù)限制， 場(chǎng)不均勻性的存在不能完全被排除。渦流效應(yīng)例如可以在接通梯度場(chǎng)的情況下出現(xiàn)。渦流 效應(yīng)可以具有與梯度場(chǎng)的取向的依賴關(guān)系：例如渦流效應(yīng)根據(jù)梯度場(chǎng)的方向的不同可以取 定性的和/或定量的其他值。
[0010] 例如MR測(cè)量可以涉及脂肪分量作為第一譜分量并且涉及水分量作為第二譜分 量。此外例如可以考慮硅作為另外的譜分量。這些例子不是限制性的。
[0011] 典型地，至少三個(gè)回波時(shí)間可以關(guān)于在MR信號(hào)和入射的高頻（HF)激勵(lì)脈沖之間 的時(shí)間段來(lái)確定。在MR測(cè)量序列的范圍內(nèi)然后可以先后形成三個(gè)或多個(gè)回波，其相應(yīng)于在 回波時(shí)間的MR信號(hào)。
[0012] 雙極多回波MR測(cè)量序列特別地可以是梯度回波序列。在雙極梯度回波序列中典 型地使用兩個(gè)先后跟隨的在相反的方向上取向的梯度場(chǎng)，例如沿著所謂的讀出方向的讀出 梯度場(chǎng)。例如沿著作為正的定義的讀出方向取向的讀出梯度場(chǎng)可以稱為正的或偶數(shù)的讀出 梯度場(chǎng)。此外沿著負(fù)的讀出方向，即與正的讀出方向相反取向的讀出梯度場(chǎng)可以稱為負(fù)的 或奇數(shù)的讀出梯度場(chǎng)。通過(guò)交替的偶數(shù)和奇數(shù)的讀出梯度場(chǎng)可以進(jìn)行橫向磁化的去相位和 然后的重聚相位。例如特別地與單極梯度回波序列相比，在所述單極梯度回波序列中其中 采集MR信號(hào)的所有的讀出梯度場(chǎng)典型地沿著在相同的方向上的讀出方向取向，由此可以 實(shí)現(xiàn)用于采集MR數(shù)據(jù)的所需總時(shí)間（測(cè)量時(shí)間）縮短。
[0013] 例如可以的是，讀出梯度場(chǎng)在時(shí)域和/或在位置空間中是矩形的或梯形的。例如 還可以的是，讀出梯度場(chǎng)的時(shí)間中點(diǎn)在時(shí)間上重合或處于三個(gè)回波時(shí)間的至少一個(gè)的附 近。
[0014] 與此相關(guān)地,例如可以的是,至少三個(gè)回波時(shí)間分別具有對(duì)相鄰的回波時(shí)間的相 同距離，也就是等距地布置。換言之，至少三個(gè)回波時(shí)間可以按照固定的和相同的時(shí)間格柵 布置。例如至少三個(gè)回波時(shí)間可以分別是第一回波時(shí)間的整數(shù)倍。
[0015] 例如第一相位和第二相位可以不是對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)分開地被確定，而是例如對(duì)于 多個(gè)相鄰的圖像點(diǎn)相同地被確定。但是也可以的是，第一相位和第二相位對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn) 分開地被確定。至少兩個(gè)譜分量可以對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)單獨(dú)地被確定。
[0016] 原則上可以的是，相對(duì)于解析的技術(shù)限制純數(shù)值的確定。例如可以在純數(shù)值確定 的范圍內(nèi)執(zhí)行優(yōu)化；優(yōu)化例如可以包括迭代的技術(shù)，例如關(guān)于從預(yù)先給出的譜模型值導(dǎo)出 的等式的解。在本情況中數(shù)值的確定也可以包括一個(gè)或多個(gè)解析的計(jì)算步驟。
[0017] 對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量以及第一相位和第二 相位的至少部分的數(shù)值確定，可以被劃分為多個(gè)步驟。例如可以首先確定第一相位并且然 后確定第二相位并且然后可以對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)與至少兩個(gè)譜分量一起確定弛豫率。至少部 分的數(shù)值確定的其他順序也是可以的。例如可以首先確定第二相位并且然后確定第一相位 或者也可以的是，首先同時(shí)確定第一和第二相位，例如在共同的數(shù)值優(yōu)化的范圍內(nèi)，并且然 后確定對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量。如上所述，至少部分的 數(shù)值確定不是特別限制于應(yīng)用的方法和順序。只要至少部分的數(shù)值確定由多個(gè)步驟組成， 則多個(gè)步驟的每個(gè)可以分別單獨(dú)由數(shù)值技術(shù)或解析技術(shù)或混合地由數(shù)值和解析技術(shù)組成。
[0018] 通過(guò)考慮由于渦流效應(yīng)引起的第二相位，特別是結(jié)合雙極多回波MR測(cè)量序列，可 以實(shí)現(xiàn)一方面至少兩個(gè)譜分量的特別精確的確定和另一方面特別短的測(cè)量時(shí)間的效果。這 基于如下認(rèn)識(shí)，即，渦流效應(yīng)典型地示出與讀出梯度場(chǎng)的方向的依賴關(guān)系。通過(guò)在譜模型中 分開地設(shè)置由于渦流效應(yīng)引起的第二相位可以在確定至少兩個(gè)譜分量時(shí)考慮與讀出梯度 場(chǎng)的方向的該依賴關(guān)系，從而所述至少兩個(gè)譜分量在結(jié)果中不通過(guò)該依賴關(guān)系產(chǎn)生錯(cuò)誤或 僅微小地產(chǎn)生錯(cuò)誤。由此特別可以的是，使用雙極梯度回波MR測(cè)量序列，這減小了測(cè)量時(shí) 間，特別是與使用單極梯度回波MR測(cè)量序列的情況相比。
[0019] 例如方法還可以包括提供對(duì)于檢查對(duì)象的至少兩個(gè)譜分量的每一個(gè)的MR圖像。 于是可以在簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中例如提供對(duì)于檢查對(duì)象的脂肪分量的脂肪MR圖像和對(duì)于檢 查對(duì)象的水分量的水MR圖像。例如可以的是，基于提供的MR圖像，執(zhí)行后面的臨床診斷。
[0020] 作為其他效果可以實(shí)現(xiàn)，提供的MR圖像具有相對(duì)小的信號(hào)噪聲或以特別高的精 度反映了各自的譜分量。這樣特別地可以進(jìn)行例如脂肪含量或水含量的可靠的量化。
[0021] 例如預(yù)先給出的譜模型可以對(duì)于在正的讀出梯度場(chǎng)的情況下被讀出的MR數(shù)據(jù)的 這樣的MR信號(hào)包括第二相位的正的前因子（Vorfaktor)。例如預(yù)先給出的譜模型可以對(duì) 于在負(fù)的讀出梯度場(chǎng)的情況下被讀出的MR數(shù)據(jù)的這樣的MR信號(hào)包括第二相位的負(fù)的前因 子。
[0022] 例如正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)可以相同，然而具有方向相反的振幅。通過(guò)對(duì)于正的 讀出梯度場(chǎng)設(shè)置正的前因子以及對(duì)于負(fù)的讀出梯度場(chǎng)設(shè)置負(fù)的前因子，可以進(jìn)行至少兩個(gè) 譜分量等的特別簡(jiǎn)單的、至少部分的數(shù)值確定。可以基于如下認(rèn)識(shí)，即，渦流效應(yīng)對(duì)核自旋 的相位的影響定性地對(duì)于正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)是相同的，然而定量地通過(guò)正的以及負(fù)的 前因子區(qū)別。
[0023] 方法例如還可以包括與MR數(shù)據(jù)相比分辨率更低的計(jì)算格柵的確定，其中計(jì)算格 柵的每個(gè)格柵點(diǎn)包括MR數(shù)據(jù)的預(yù)先給出的數(shù)量的相鄰圖像點(diǎn)。第一相位和第二相位的至 少部分地?cái)?shù)值確定可以基于至少一個(gè)等式，該等式考慮了，第一相位和/或第二相位在計(jì) 算格柵的一個(gè)格柵點(diǎn)內(nèi)部是恒定的。
[0024] 例如計(jì)算格柵的確定還可以包括根據(jù)用戶輸入和/或磁共振設(shè)備的機(jī)器參數(shù)確 定由一個(gè)格柵點(diǎn)所包括的、MR數(shù)據(jù)的預(yù)定數(shù)量的相鄰圖像點(diǎn)。
[0025] MR數(shù)據(jù)的分辨率可以通過(guò)MR數(shù)據(jù)的圖像點(diǎn)的大小來(lái)確定，例如，作為每個(gè)單位面 積的圖像點(diǎn)的數(shù)量。即相應(yīng)地，計(jì)算格柵的分辨率可以例如通過(guò)格柵點(diǎn)的大小來(lái)確定。
[0026] 換言之，計(jì)算格柵的一個(gè)格柵點(diǎn)可以表示如下的區(qū)域，在所述區(qū)域內(nèi)部，第一相位 和/或第二相位分別假定是恒定的，S卩，具有固定的值。換言之也就是計(jì)算格柵的一個(gè)格柵 點(diǎn)的數(shù)量級(jí)與如下的長(zhǎng)度標(biāo)尺相關(guān)，在所述長(zhǎng)度標(biāo)尺上假定，第一相位和/或第二相位不 具有明顯的改變。換言之和一般地表達(dá)可以假定，第一相位和/或第二相位是按照部分地 (stilckweise)恒定的。這基于如下認(rèn)識(shí)，S卩，場(chǎng)不均勻性和渦流效應(yīng)典型地在位置中不如例 如至少兩個(gè)譜分量強(qiáng)地變化（具有更小的位置依賴關(guān)系）。
[0027] 特別地可以在對(duì)于第一相位和/或第二相位求解的范圍內(nèi)已經(jīng)可以考慮，它們是 按照部分地恒定的。這一點(diǎn)特別地可以與不同的已知的參考實(shí)現(xiàn)相區(qū)別。因?yàn)樵诓煌囊?知的參考實(shí)現(xiàn)中場(chǎng)不均勻性和渦流效應(yīng)的更小的位置依賴關(guān)系典型地在找到第一相位和 第二相位之后才被考慮：典型地，與此相關(guān)采用的數(shù)值優(yōu)化提供對(duì)于第一相位和第二相位 的多個(gè)候選結(jié)果，例如對(duì)于MR數(shù)據(jù)的每個(gè)圖像點(diǎn)；從這多個(gè)候選結(jié)果中然后可以在假定場(chǎng) 不均勻性和渦流效應(yīng)的更小的位置依賴關(guān)系的條件下選擇一個(gè)值作為第一相位和第二相 位的解，例如在所謂的區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)（Region-Growing-Technik)的范圍內(nèi)。也就是換言之 數(shù)值優(yōu)化可以以相對(duì)高的位置分辨率進(jìn)行，其中不考慮或僅有限地考慮場(chǎng)不均勻性和渦流 效應(yīng)的更小的位置依賴關(guān)系，只有然后在從多個(gè)候選結(jié)果中找出實(shí)際的物理相關(guān)的解的情 況下才考慮場(chǎng)不均勻性和渦流效應(yīng)的更小的位置依賴關(guān)系。
[0028] 例如格柵點(diǎn)可以是正方形的或矩形的，S卩，沿著不同的空間方向包括MR數(shù)據(jù)的不 同數(shù)量的圖像點(diǎn)；這樣可以考慮對(duì)于不同的空間方向具有不同強(qiáng)的位置依賴關(guān)系的各種未 知數(shù)的復(fù)雜影響。純示例性地，計(jì)算格柵的一個(gè)格柵點(diǎn)可以具有MR數(shù)據(jù)的2x2或2x4或 6x6或20x20或100x50個(gè)圖像點(diǎn)。也可以的是，計(jì)算格柵的格柵點(diǎn)的大小在不同的位置是 不同的。這樣可以例如考慮場(chǎng)不均勻性和渦流效應(yīng)的更復(fù)雜的位置依賴關(guān)系。
[0029] 如上所述可以在相對(duì)較早的時(shí)刻在至少部分?jǐn)?shù)值確定第一相位和第二相位的情 況下就考慮，第一相位和/或第二相位具有相對(duì)小的位置依賴關(guān)系，也就是例如在計(jì)算格 柵的一個(gè)格柵點(diǎn)內(nèi)部是恒定的。例如也就是在執(zhí)行數(shù)值優(yōu)化的時(shí)刻就可以考慮，第一相位 和/或第二相位具有比MR數(shù)據(jù)本身更小的位置依賴關(guān)系。由此可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)有效和計(jì)算 量少的數(shù)值優(yōu)化的效果，特別是與參考實(shí)現(xiàn)相比，在所述參考實(shí)現(xiàn)中只有在數(shù)值優(yōu)化之后， 例如在所謂的區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)的范圍內(nèi)在找到候選結(jié)果之后，才考慮，第一相位和/或第二 相位按照部分是恒定的。
[0030] 此外由此可以實(shí)現(xiàn)第一譜分量和第二譜分量的特別精確的確定的效果。這一點(diǎn)可 以通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)，即，通過(guò)假定第一相位和/或第二相位在一個(gè)格柵點(diǎn)的范圍內(nèi)是按照部 分地恒定的，實(shí)現(xiàn)相位圖的更高的信噪比并且作為結(jié)果也實(shí)現(xiàn)在此基礎(chǔ)上然后計(jì)算的譜分 量的更高的信噪比。
[0031] 至少部分?jǐn)?shù)值確定可以包括以下步驟：執(zhí)行第一數(shù)值優(yōu)化，其確定第一相位；根 據(jù)確定的第一相位將采集的MR數(shù)據(jù)從第一相位的影響中凈化；執(zhí)行第二數(shù)值優(yōu)化，其確定 第二相位；根據(jù)確定的第二相位將采集的MR數(shù)據(jù)從第二相位的影響中凈化。
[0032] -般地，第一和第二數(shù)值優(yōu)化可以基于任意的、專業(yè)人員公知的優(yōu)化技 術(shù)進(jìn)行。例如優(yōu)化可以是卡方優(yōu)化（Chi-Quadrat-Optimierung)或Lp范數(shù)優(yōu)化 (Lp-Norm-Optimierung)。優(yōu)化問題例如可以通過(guò)馬夸特萊文博格（Marquardt-Levenberg) 方法求解。
[0033] 采集的MR數(shù)據(jù)的凈化例如可以意味著：例如通過(guò)計(jì)算地消除（Herausrechnen)影 響或通過(guò)校正采集的MR數(shù)據(jù)，降低第一相位以及第二相位的影響。例如在已知第一相位和 /或第二相位的情況下可以的是，如下地校正采集的MR數(shù)據(jù)，S卩，場(chǎng)不均勻性和/或渦流效 應(yīng)在凈化之后對(duì)MR數(shù)據(jù)不具有或僅還具有小的影響。
[0034] 例如可以的是，第一數(shù)值優(yōu)化和采集的MR數(shù)據(jù)從第一相位的影響的相應(yīng)凈化在 第二數(shù)值優(yōu)化之前進(jìn)行；但是也可以的是，首先執(zhí)行第二數(shù)值優(yōu)化和采集的MR數(shù)據(jù)從第二 相位的影響的相應(yīng)凈化并且然后進(jìn)行第一數(shù)值優(yōu)化和相應(yīng)的凈化。
[0035] 換言之，也就是至少部分地?cái)?shù)值確定可以逐級(jí)或逐部分地執(zhí)行，然而以基本上可 變的順序。由此可以實(shí)現(xiàn)在第一和第二譜分量的確定中更高精度的效果。同時(shí)所需的計(jì)算 容量可以相對(duì)小。
[0036] 例如可以的是，第一數(shù)值優(yōu)化基于第一等式進(jìn)行，該第一等式考慮了，第一相位和 /或第二相位在計(jì)算格柵的一個(gè)格柵點(diǎn)內(nèi)部是恒定的。替換地或附加地，可以的是，第二數(shù) 值優(yōu)化基于第二等式進(jìn)行，該第二等式考慮了，第一相位和/或第二相位在計(jì)算格柵的一 個(gè)格柵點(diǎn)內(nèi)部是恒定的。這樣例如可以實(shí)現(xiàn)第一和/或第二數(shù)值優(yōu)化的相對(duì)小計(jì)算量的執(zhí) 行。
[0037] 第一數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行可以分別提供對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn)的多個(gè)候選結(jié)果。第一優(yōu)化可 以分別包括對(duì)于MR數(shù)據(jù)的多個(gè)圖像點(diǎn)執(zhí)行區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)，以便對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)從多個(gè)候 選結(jié)果中選擇一個(gè)值作為結(jié)果。替換地或附加地，第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行可以分別提供對(duì)于 一個(gè)圖像點(diǎn)的多個(gè)候選結(jié)果，其中第二優(yōu)化可以分別包括對(duì)于MR數(shù)據(jù)的多個(gè)圖像點(diǎn)執(zhí)行 區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)，以便對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)從多個(gè)候選結(jié)果中選擇一個(gè)值作為結(jié)果。
[0038] -般地，區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)可以考慮對(duì)于MR數(shù)據(jù)的相鄰圖像點(diǎn)的數(shù)值優(yōu)化的結(jié)果，即， 對(duì)于分別相鄰的圖像點(diǎn)從初始的圖像點(diǎn)出發(fā)對(duì)于相鄰圖像點(diǎn)選擇第一相位和/或第二相 位。相應(yīng)的技術(shù)對(duì)于專業(yè)人員是基本上公知的，例如從H. Yu et al. "Field map estimation with a region growing scheme for iterative 3-point water-fat-decomposition，'in Mag. Reson. Met. 54 (2005)，1032-1039中公知。由此在此不需要關(guān)于區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)解釋其他 細(xì)節(jié)。
[0039] 通過(guò)執(zhí)行區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)可以確保從多個(gè)候選結(jié)果中可靠并精確找到實(shí)際上物理 相關(guān)的解。由此可以進(jìn)一步提高在至少兩個(gè)譜分量的確定中的精度。
[0040] 例如可以的是，第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式和/或第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不 具有與至少兩個(gè)譜分量的至少一個(gè)的顯性依賴關(guān)系。例如等式可以不具有與至少兩個(gè)譜分 量的每一個(gè)的依賴關(guān)系。
[0041] 由此可以的是，在第一數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行和/或在第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行中固有地考 慮至少兩個(gè)譜分量。由此可以實(shí)現(xiàn)，在第一和/或第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行的范圍內(nèi)不降低或 僅稍微降低第一和/或第二譜分量的確定的精度。特別地可以不必要的是，在第一和/或 第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行的范圍內(nèi)考慮對(duì)于至少兩個(gè)譜分量的近似或其他數(shù)值假定。
[0042] 例如，第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式可以通過(guò)兩個(gè)譜分量的復(fù)數(shù)值的權(quán)重的變量投 影（Variablen-Projektion)來(lái)描述。例如，第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式可以通過(guò)兩個(gè)譜分 量的實(shí)值的權(quán)重的變量投影來(lái)描述。
[0043] 但是也可以的是，第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式以及第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式都 基于實(shí)值的或復(fù)數(shù)值的權(quán)重的變量投影。
[0044] 一般地，專業(yè)人員公知變量投影，例如從G. H. Golub和V. Pereyra的文章"The differentiation of pseudoinverses and nonlinear least squares problems whose variables separate"in SIAM J.Numer.Anal. 10(1973)，413_ 432 公知。由此在這里不需 要示出關(guān)于變量投影的其他細(xì)節(jié)。
[0045] 至少譜分量的復(fù)數(shù)值的權(quán)重例如可以考慮實(shí)部和虛部的范圍內(nèi)的振幅和相位。由 此通過(guò)使用復(fù)數(shù)值的權(quán)重可以的是，考慮在至少兩個(gè)譜分量之間的相對(duì)相位。
[0046] 也可以的是，第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式還包括在第一回波時(shí)間的相位。當(dāng)?shù)诙?數(shù)值優(yōu)化所基于的等式考慮至少兩個(gè)譜分量的實(shí)值的權(quán)重時(shí)這一點(diǎn)特別地然后可以是值 得努力的。于是可以關(guān)于在第一回波時(shí)間的相位考慮在至少兩個(gè)譜分量之間的相對(duì)相位。
[0047] 通過(guò)考慮相對(duì)相位例如可以考慮在入射HF激勵(lì)脈沖的范圍內(nèi)的各種激勵(lì)效應(yīng)。
[0048] 例如第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式可以不具有與第二相位的顯性依賴關(guān)系。例如第 二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式可以不具有與第一相位的顯性依賴關(guān)系和不具有隱性依賴關(guān)系。 [0049] 例如通過(guò)在第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式中計(jì)算地消除第二相位可以實(shí)現(xiàn)，等式不 具有與第二相位的顯性依賴關(guān)系。此外例如通過(guò)將采集的MR數(shù)據(jù)從第一相位的影響中凈 化根據(jù)確定的第一相位可以實(shí)現(xiàn)，第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式既不具有與第一相位的顯性 的也不具有隱性依賴關(guān)系，因?yàn)槠溆绊懯孪纫呀?jīng)被計(jì)算地消除。
[0050] 如果例如第二數(shù)值優(yōu)化在第一數(shù)值優(yōu)化之前被執(zhí)行，則可以的是，第二數(shù)值優(yōu)化 所基于的等式不具有與第一相位的顯性依賴關(guān)系并且第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有 與第二相位的顯性依賴關(guān)系和不具有隱性依賴關(guān)系。
[0051] 通過(guò)從分別第一相位和/或第二相位計(jì)算地消除和/或凈化采集的MR數(shù)據(jù)可以 實(shí)現(xiàn)，第一和第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行固有地考慮了其影響。由此可以進(jìn)一步提高在至少兩個(gè) 譜分量的確定中的精度。
[0052] 此外可以的是，第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式假定對(duì)于至少兩個(gè)譜分量的弛豫率， 該弛豫率等于零。替換地或附加地可以的是，第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式假定對(duì)于至少兩 個(gè)譜分量的弛豫率，該弛豫率等于零。
[0053] 換言之，也就是在對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量的確 定的準(zhǔn)備階段中，可以將弛豫率簡(jiǎn)單化假定為零。在其中確定弛豫率和/或至少兩個(gè)譜分 量本身的下面步驟中，可以取消該假定。由此可以同時(shí)進(jìn)行至少兩個(gè)譜分量以及弛豫率的 精確確定，而可以限制所需的計(jì)算容量，特別是在用于確定第一和第二相位的數(shù)值優(yōu)化的 執(zhí)行的范圍內(nèi)。
[0054] 前面主要描述了關(guān)于第一相位和/或第二相位的確定的技術(shù)。以下主要解釋涉及 至少兩個(gè)譜分量以及所屬的弛豫率的確定的技術(shù)。
[0055] 可以的是，具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量的確定包括以下步驟：執(zhí)行 數(shù)值優(yōu)化，其確定至少兩個(gè)譜分量的弛豫率；和根據(jù)確定的弛豫率解析地計(jì)算至少兩個(gè)譜 分量。
[0056] 可以的是，用于確定至少兩個(gè)譜分量的弛豫率的數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn) 提供多個(gè)候選結(jié)果，其中分別基于該數(shù)值優(yōu)化所基于的等式的導(dǎo)數(shù)，選擇多個(gè)候選結(jié)果的 一個(gè)。替換地或附加地，可以的是，應(yīng)用區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)用于選擇多個(gè)候選結(jié)果的一個(gè)。
[0057] 可以的是，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與第一相位和/或第 二相位的依賴關(guān)系。與第一相位和/或第二相位的依賴關(guān)系可以通過(guò)第一相位和/或第二 相位的前面的數(shù)值確定和第一相位和/或第二相位對(duì)MR數(shù)據(jù)的影響的凈化來(lái)消除。
[0058] 例如確定至少兩個(gè)譜分量的弛豫率的數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行可以基于與第一相位和/ 或第二相位不具有顯性依賴關(guān)系和不具有隱性依賴關(guān)系的等式。例如與第一相位和/或第 二相位的顯性依賴關(guān)系和隱性依賴關(guān)系可以通過(guò)從第一相位和/或第二相位的影響中凈 化采集的MR數(shù)據(jù)來(lái)消除。相應(yīng)地可以通過(guò)從用于確定至少兩個(gè)譜分量的弛豫率的數(shù)值優(yōu) 化所基于的等式中計(jì)算地消除第一相位和/或第二相位來(lái)實(shí)現(xiàn)，該等式不具有與第一相位 和/或第二相位的隱性依賴關(guān)系。由此可以實(shí)現(xiàn)至少兩個(gè)譜分量的特別精確確定，因?yàn)榈?一相位和/或第二相位的影響在用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行的范圍內(nèi)不必被近似。
[0059] 例如可以的是，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與至少兩個(gè)譜分 量的顯性依賴關(guān)系?？梢缘氖?，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式通過(guò)兩個(gè)譜分量 的權(quán)重的變量投影來(lái)描述。
[0060] 按照另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種MR設(shè)備，其被構(gòu)造為用于在至少三個(gè)回波時(shí)間 借助多點(diǎn)迪克松技術(shù)對(duì)檢查對(duì)象的至少兩個(gè)譜分量進(jìn)行MR測(cè)量。MR設(shè)備包括接收單元和 計(jì)算單元。接收單元被構(gòu)造為，對(duì)于多個(gè)圖像點(diǎn)借助雙極多回波MR測(cè)量序列采集MR數(shù)據(jù)。 多回波MR測(cè)量序列對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)在至少三個(gè)回波時(shí)間對(duì)于MR數(shù)據(jù)的MR信號(hào)的讀出交 替地使用正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)。計(jì)算單元被構(gòu)造為，基于MR數(shù)據(jù)，至少部分地?cái)?shù)值地確 定對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量，以及第一相位和第二相位。 [0061] 按照目前討論的方面的MR設(shè)備可以被構(gòu)造為，用于執(zhí)行按照本發(fā)明的其他方面 的方法。
[0062] 對(duì)于這樣的MR設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)與對(duì)于按照本發(fā)明的其他方面的方法可以實(shí)現(xiàn)的 那些效應(yīng)類似的效果。
[0063] 前面示出的特征和后面描述的特征不僅可以按照相應(yīng)明確示出的組合使用，而且 也可以按照其他組合或單獨(dú)地使用，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0064] 上面描述的本發(fā)明的特征、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)它們的方式，通過(guò)結(jié)合以下 對(duì)實(shí)施例的描述將變得更加清楚和明顯，結(jié)合附圖詳細(xì)解釋所述實(shí)施例。
[0065] 圖1示出了 MR設(shè)備的示意圖。
[0066] 圖2示出了梯度回波MR測(cè)量序列，在所述梯度回波MR測(cè)量序列情況下分別在第 一回波時(shí)間、在第二回波時(shí)間和在第三回波時(shí)間雙極地采集作為MR數(shù)據(jù)的三個(gè)MR信號(hào)。 [0067] 圖3示出了在第一回波時(shí)間的相位。
[0068] 圖4示出了在第二回波時(shí)間的相位。
[0069] 圖5示意性示出了 MR數(shù)據(jù)的圖像點(diǎn)、計(jì)算格柵的格柵點(diǎn)和對(duì)于不同的圖像點(diǎn)的第 一和第二譜分量。
[0070] 圖6示出了對(duì)于兩個(gè)圖像點(diǎn)的數(shù)值優(yōu)化。
[0071] 圖7示出了按照不同的實(shí)施方式的方法的流程圖。
[0072] 圖8示出了流程圖，該流程圖示出了對(duì)于圖7的流程圖的細(xì)節(jié)。

【具體實(shí)施方式】
[0073] 以下參考附圖結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)解釋本發(fā)明。在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示 相同或相似的元件。以下參考附圖對(duì)實(shí)施方式的描述不應(yīng)當(dāng)理解為限制性的。附圖僅僅是 示意性的。
[0074] 附圖是本發(fā)明的不同實(shí)施方式的示意性表示。在附圖中示出的元件不一定按照比 例示出。而是在附圖中不同地示出的元件這樣反映，即，其功能和一般目的是專業(yè)人員理解 的。在附圖中示出的在功能單元和元件之間的連接和耦合也可以作為間接的連接或耦合來(lái) 實(shí)現(xiàn)。連接或耦合可以是有線連接地或無(wú)線地實(shí)現(xiàn)。功能單元可以作為硬件，軟件或硬件 和軟件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0075] 以下示出用于能夠從MR數(shù)據(jù)中至少確定第一譜分量和第二譜分量的技術(shù)。例如 第一譜分量可以表示脂肪含量，以下簡(jiǎn)稱脂肪，并且第二譜分量可以表示水含量，以下簡(jiǎn)稱 水。但是一般地，任意的自旋種類可以作為第一和第二譜分量考察，也就是例如硅等。
[0076] MR數(shù)據(jù)借助多點(diǎn)迪克松技術(shù)采集，也就是包括在不同回波時(shí)間的至少三個(gè)MR信 號(hào)。此外使用譜分量模型，其除了脂肪分量和水分量之外還考慮由于場(chǎng)不均勻性引起的第 一相位、以及由于渦流效應(yīng)引起的第二相位。典型地，在譜模型中考慮的脂肪分量和水分量 的權(quán)重假定是實(shí)值的，但是也可以的是，權(quán)重假定是復(fù)數(shù)值的。
[0077] 在圖像點(diǎn)X中的信號(hào)隊(duì)(X)可以通過(guò)以下譜模型來(lái)建模：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于在至少三個(gè)回波時(shí)間（21，22, 23)借助多點(diǎn)迪克松技術(shù)對(duì)檢查對(duì)象的至少 兩個(gè)譜分量（35, 36)進(jìn)行磁共振測(cè)量的方法， 其中，多點(diǎn)迪克松技術(shù)的預(yù)先給出的譜模型至少包括：具有分別所屬的弛豫率的至少 兩個(gè)譜分量（35,36)、由于場(chǎng)不均勻性引起的第一相位（Q)、以及由于渦流效應(yīng)引起的第 二相位（〇EC)， 其中，所述方法包括以下步驟： _對(duì)多個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)借助雙極多回波磁共振測(cè)量序列（5)采集磁共振數(shù) 據(jù)（25)，其中，所述多回波磁共振測(cè)量序列（5)對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)在至少三 個(gè)回波時(shí)間（21，22, 23)對(duì)于磁共振數(shù)據(jù)（25)的磁共振信號(hào)的讀出交替地使用正的和負(fù)的 讀出梯度場(chǎng)（16-1，16-2,16-3)， _基于所述磁共振數(shù)據(jù)（25):至少部分地?cái)?shù)值地確定對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2) 具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量（35,36)，以及第一相位（Q)和第二相位（〇E。)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中，所述預(yù)先給出的譜模型對(duì)于在正的讀出梯度場(chǎng)（16-1，16-2,16-3)的情況下被 讀出的磁共振數(shù)據(jù)（25)的這樣的磁共振信號(hào)包括第二相位（〇EC)的正的前因子（a 6)， 其中，所述預(yù)先給出的譜模型對(duì)于在負(fù)的讀出梯度場(chǎng)（16-1，16-2,16-3)的情況下被 讀出的磁共振數(shù)據(jù)（25)的這樣的磁共振信號(hào)包括第二相位（〇E。）的負(fù)的前因子（a 6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其還包括以下步驟： -確定與磁共振數(shù)據(jù)（25)相比分辨率更低的計(jì)算格柵，其中，計(jì)算格柵的每個(gè)格柵點(diǎn) (40)包括磁共振數(shù)據(jù)（25)的預(yù)先給出的數(shù)量的相鄰的圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)， 其中，所述第一相位（Q)和第二相位的至少部分地?cái)?shù)值確定基于至少一個(gè)等 式，該等式考慮了，所述第一相位（Q)和/或第二相位（〇EC)在計(jì)算格柵的一個(gè)格柵點(diǎn) (40)內(nèi)部是恒定的。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，至少部分?jǐn)?shù)值地確定還包括以下步 驟： -執(zhí)行第一數(shù)值優(yōu)化，其確定第一相位（Q)， _根據(jù)確定的第一相位（Q)將采集的磁共振數(shù)據(jù)（25)從第一相位（Q)的影響中凈 化， -執(zhí)行第二數(shù)值優(yōu)化，其確定第二相位（〇K)， _根據(jù)確定的第二相位（〇E。）將采集的磁共振數(shù)據(jù)（25)從第二相位（〇E。）的影響中 凈化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法， 其中，第一數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行分別提供對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)的多個(gè)候選結(jié) 果， 其中，所述第一優(yōu)化分別包括對(duì)于磁共振數(shù)據(jù)（25)的多個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)執(zhí) 行區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)，以便對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)從多個(gè)候選結(jié)果中選擇一個(gè)值作 為結(jié)果， 和/或 其中，所述第二數(shù)值優(yōu)化的執(zhí)行分別提供對(duì)于一個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)的多個(gè)候 選結(jié)果， 其中，所述第二優(yōu)化分別包括對(duì)于磁共振數(shù)據(jù)（25)的多個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)執(zhí) 行區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)，以便對(duì)于每個(gè)圖像點(diǎn)（30,30-1，30-2)從多個(gè)候選結(jié)果中選擇一個(gè)值作 為結(jié)果。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法， 其中，所述第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式和/或所述第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有 與至少兩個(gè)譜分量（35,36)中的至少一個(gè)的顯性依賴關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法， 其中，所述第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式通過(guò)兩個(gè)譜分量的復(fù)數(shù)值的權(quán)重的變量投影來(lái) 描述， 其中，所述第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式通過(guò)兩個(gè)譜分量的實(shí)值的權(quán)重的變量投影來(lái)描 述。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法， 其中，所述第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式還包括在第一回波時(shí)間（21)的相位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與第二相位（〇E。）的顯性依賴關(guān)系， 其中，所述第二數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與第一相位（Q)的顯性依賴關(guān)系。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，所述第一數(shù)值優(yōu)化所基于的等式假定對(duì)于至少兩個(gè)譜分量的弛豫率，該弛豫率 等于零。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量（35,36)的確定包括以下步驟： -執(zhí)行數(shù)值優(yōu)化，其確定至少兩個(gè)譜分量的弛豫率， -根據(jù)確定的弛豫率解析地計(jì)算所述至少兩個(gè)譜分量（35, 36)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法， 其中，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與第一相位（Q)和/或第二相 位（￠^)的依賴關(guān)系， 其中，與第一相位（Q)和/或第二相位（〇EC)的依賴關(guān)系，通過(guò)第一相位（Q)和/或 第二相位（〇EC)的前面的數(shù)值確定以及通過(guò)第一相位（Q)和/或第二相位（〇EC)對(duì)磁共 振數(shù)據(jù)（25)的影響的凈化來(lái)消除。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法， 其中，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式不具有與至少兩個(gè)譜分量（35,36)的 顯性依賴關(guān)系， 其中，用于確定弛豫率的數(shù)值優(yōu)化所基于的等式通過(guò)所述兩個(gè)譜分量的權(quán)重的變量投 影來(lái)描述。
14. 一種磁共振設(shè)備（100)，其被構(gòu)造為用于在至少三個(gè)回波時(shí)間（21，22, 23)借助多 點(diǎn)迪克松技術(shù)對(duì)檢查對(duì)象的至少兩個(gè)譜分量（35, 36)進(jìn)行磁共振測(cè)量， 其中，所述磁共振設(shè)備（100)包括： -接收單元（132)，其被構(gòu)造為，對(duì)于多個(gè)圖像點(diǎn)（30, 30-1，30-2)借助雙極多回波磁共 振測(cè)量序列（5)采集磁共振數(shù)據(jù)（25)，其中所述多回波磁共振測(cè)量序列（5)對(duì)于每個(gè)圖像 點(diǎn)（30, 30-1，30-2)在至少三個(gè)回波時(shí)間（21，22, 23)對(duì)于磁共振數(shù)據(jù)（25)的磁共振信號(hào) 的讀出交替地使用正的和負(fù)的讀出梯度場(chǎng)（16-1，16-2,16-3)， -計(jì)算單元（460)，其被構(gòu)造為，基于磁共振數(shù)據(jù)（25)，至少部分地?cái)?shù)值地確定對(duì)于每 個(gè)圖像點(diǎn)（30, 30-1，30-2)具有分別所屬的弛豫率的至少兩個(gè)譜分量（35, 36)，以及第一相 位（Q)和第二相位（〇EC)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁共振設(shè)備（100)，所述磁共振設(shè)備（100)還被構(gòu)造為，用 于執(zhí)行按照權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104414641SQ201410447274
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】S.坎南吉瑟, M.D.尼克爾, 鐘曉東 申請(qǐng)人:西門子公司, 美國(guó)西門子醫(yī)療解決公司