專利名稱：用于在磁共振數(shù)據(jù)中確定橫向松弛時(shí)間t2的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在MR數(shù)據(jù)中確定橫向松弛時(shí)間T2*的方法。在US-A-5 565 777中公開了一種這樣的方法。
背景技術(shù)：
在磁共振測(cè)量(MR)中橫向松弛時(shí)間T2*的確定例如適于診斷地中海貧血。地中海貧血是一類由于遺傳原因造成的血紅蛋白生成的失常。不治療的話病人可能患一種伴隨出現(xiàn)心肌中鐵濃度的升高的貧血。該疾病可通過螯化鐵療法(Eisen-Chelat-Therapie)治療。在此，通過適當(dāng)?shù)乃幬锝档瓦^高的鐵濃度。在鐵濃度過高的情況下(不治療)存在心跳停止的危險(xiǎn)；在鐵濃度過低的情況下存在過治療的危險(xiǎn)，其能夠?qū)е履I功能障礙和其他副作用。
正如一系列研究表明那樣，為成功的治療首先對(duì)心肌中的鐵濃度的預(yù)測(cè)是至關(guān)重要的。鐵濃度的改變對(duì)于磁共振測(cè)量來說會(huì)使T2*時(shí)間縮短。對(duì)鐵濃度的精確定量預(yù)測(cè)目前看來是不可能的，然而，在臨床中根據(jù)T2*時(shí)間對(duì)病人的狀態(tài)分類看來是可能的。因此，在文獻(xiàn)中發(fā)表了借助磁共振測(cè)量確定心肌中的T2*時(shí)間作為診斷和伴隨治療的模態(tài)。
該問題迄今是通過下面的措施來解決的使用一個(gè)T2*敏感的序列(freeinduction decay(自由誘導(dǎo)衰變)，F(xiàn)ID)在不同的回波時(shí)間記錄心肌的信號(hào)。借助于一個(gè)已匹配的指數(shù)函數(shù)可以為T2*確定一個(gè)值。作為一種有利的方法在文獻(xiàn)中說明了一種單脈沖EPI(echo planar imaging，回波平面成像)序列。使用恒定的重復(fù)率獲取具有不同回波時(shí)間的數(shù)據(jù)。每次在舒張期末尾記錄數(shù)據(jù)，以使流動(dòng)和運(yùn)動(dòng)偽影減到最小。優(yōu)選的是在唯一的屏氣階段進(jìn)行記錄。量級(jí)圖像(Magnitudenbild)然后被手工地進(jìn)行運(yùn)行校正。在心肌內(nèi)選擇一個(gè)扇區(qū)，通常在隔膜內(nèi)選擇。從量級(jí)數(shù)據(jù)中為每一回波時(shí)間計(jì)算一個(gè)平均值，并且使用指數(shù)函數(shù)執(zhí)行一匹配(Fit)。把衰變常數(shù)視為T2*的值。
在文獻(xiàn)和科學(xué)團(tuán)體中存在關(guān)于被確定的T2*值有效性的不同意見。
T2*的精確確定被視為是極其有問題的，因?yàn)槌植胯F濃度外許多其他的作用對(duì)該值有影響(例如磁場(chǎng)均勻性)。特別是通過例如肺和一般周圍解剖結(jié)構(gòu)的磁化率影響，存在不由心肌中的局部鐵濃度決定的、對(duì)B0場(chǎng)的局部依賴性。這一效應(yīng)也不能通過對(duì)場(chǎng)均勻性的微調(diào)(Shimmen)完全消除。然而，該所確定的T2*時(shí)間可以由于這一效應(yīng)極大地變化，而由此影響臨床重要的值(心肌的T2*)。
US-A-5 565 777公開了一種用于確定MR數(shù)據(jù)中的橫向松弛時(shí)間T2*的方法，具有步驟采集測(cè)量體積中的T2*松弛，從測(cè)量體積中磁化的時(shí)間變化確定松弛時(shí)間，測(cè)定測(cè)量體積中的局部磁場(chǎng)并根據(jù)局部磁場(chǎng)校正松弛時(shí)間，以便產(chǎn)生校正后的橫向松弛時(shí)間，其中局部磁場(chǎng)通過下述步驟測(cè)定在多個(gè)預(yù)定的回波時(shí)間(TE)內(nèi)測(cè)定磁化的相位變化并從磁化的相位變化確定局部磁場(chǎng)，其中回波時(shí)間具有彼此不同的間隔(ΔTE)。
US-A-5 860 921說明了一種用于測(cè)量在MR成像方法中對(duì)于橫向松弛時(shí)間的可逆的貢獻(xiàn)的方法。在此，橫向松弛時(shí)間T2*根據(jù)公式(1/T2*被觀察值)≈(1/T2*被校正值)+γπΔB0取決于局部磁場(chǎng)地被校正。
EP 1 136 836 A2公開了一種使用梯度回波的MR成像方法，使用該方法能夠非常迅速地產(chǎn)生T2加權(quán)的MR圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠用來可靠地、不依賴于設(shè)備參數(shù)和周圍的解剖結(jié)構(gòu)確定T2*時(shí)間的方法。
上述技術(shù)問題是通過一種用于在MR數(shù)據(jù)中確定橫向松弛時(shí)間T2*的方法解決的，該方法具有步驟采集測(cè)量體積中的T2*松弛，從測(cè)量體積中磁化的時(shí)間上的變化確定松弛時(shí)間，測(cè)定測(cè)量體積中的局部磁場(chǎng)，和根據(jù)該局部磁場(chǎng)校正松弛時(shí)間，以便產(chǎn)生校正后的橫向松弛時(shí)間。其中，局部磁場(chǎng)通過下述步驟測(cè)定在多個(gè)預(yù)定的回波時(shí)間內(nèi)測(cè)定磁化的相位變化，其中，回波時(shí)間具有彼此不同的間隔，和從磁化的相位變化確定局部磁場(chǎng)。按照本發(fā)明，在測(cè)量體積內(nèi)的至少一個(gè)位置如此匹配回波時(shí)間之間的間隔，使得可以在無相位轉(zhuǎn)換的條件下確定局部磁場(chǎng)。
本發(fā)明基于這樣的途徑根據(jù)實(shí)際在測(cè)量位置處存在的局部磁場(chǎng)來校正T2*值。在此，局部磁場(chǎng)要么使用一種適宜的測(cè)量確定，要么從測(cè)量數(shù)據(jù)中為確定T2*而抽取。
用于確定MR數(shù)據(jù)中的橫向松弛時(shí)間T2*的本發(fā)明的方法具有步驟采集測(cè)量體積中時(shí)間上變化的橫向磁化，從測(cè)量體積中磁化的時(shí)間變化中確定橫向松弛時(shí)間，測(cè)定測(cè)量體積中的局部磁場(chǎng)并根據(jù)局部磁場(chǎng)校正松弛時(shí)間，以便產(chǎn)生校正后的橫向松弛時(shí)間，其中局部磁場(chǎng)通過下述步驟求取在多個(gè)預(yù)定的回波時(shí)間內(nèi)求磁化的相位變化，并從磁化的相位變化確定局部磁場(chǎng)，其中回波時(shí)間具有彼此不同的間隔；以及其中把與測(cè)量體積相鄰的區(qū)域作為基準(zhǔn)使用。
本發(fā)明的方法具有下面等的優(yōu)點(diǎn)能夠?qū)τ捎诰植看艌?chǎng)造成的影響進(jìn)行校正，且由此較為堅(jiān)固、亦即不依賴于解剖結(jié)構(gòu)和MR系統(tǒng)。此外，該方法也適合于確定局部磁場(chǎng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的其他的優(yōu)點(diǎn)和特征由下面對(duì)于優(yōu)選的實(shí)施方式的說明給出。
通常使用梯度回波序列來確定T2*時(shí)間。通過在不同的回波時(shí)間觀察衰減時(shí)間(FID)可以確定衰變常數(shù)T2*。
在實(shí)際中磁場(chǎng)隨位置變化，以致形成核磁化的不同的進(jìn)動(dòng)頻率(Pryessionsfrequenz)。由于破壞性的干擾，因此觀察到縮短的感應(yīng)下降。為區(qū)別局部效果和全局效果，必須校正所測(cè)量的T2*。這點(diǎn)按照關(guān)系式(1/T2*被觀察值)≈(1/T2*被校正值)+γπΔB0(1)進(jìn)行，式中，ΔB0是在測(cè)量位置上與假設(shè)的磁場(chǎng)的偏離。一般在注意B0效果的條件下也可以使用T2*松弛的完整的模型化。
在本發(fā)明中，從為確定T2*而記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)的相位信息中測(cè)定局部磁場(chǎng)。在該測(cè)量中記錄一個(gè)對(duì)于不同時(shí)間TE的梯度回波。按照這種方式，除關(guān)于磁化的振幅(量級(jí))信息外，還得到關(guān)于磁化的相位的信息。
可以將不同的回波時(shí)間的相位的時(shí)間變化用于定量確定在測(cè)量位置上的局部磁場(chǎng)(B0磁場(chǎng))。必要時(shí)需要把回波時(shí)間(至少在一個(gè)區(qū)域內(nèi))分成足夠密的梯次。從所使用的掃描值的回波時(shí)間差ΔTE中可以根據(jù)關(guān)系式Δv＝Δ/(2π·ΔTE)(2)逐點(diǎn)(按照像素方式)確定實(shí)際與所設(shè)定的共振頻率的偏離，式中，Δv是頻率偏離，Δ是相位角的變化，ΔTE是回波時(shí)間之間的時(shí)間間隔。然后，可以從頻率偏離和所設(shè)定的共振頻率中確定實(shí)際的共振頻率。由此，通過回磁比γ也可以確定局部磁場(chǎng)的絕對(duì)值B0。
在本發(fā)明的另一個(gè)可選的實(shí)施方式中，為了從用于確定T2*的測(cè)量數(shù)據(jù)中確定局部磁場(chǎng)而執(zhí)行單獨(dú)的測(cè)量。特別是為此引入用于電微調(diào)場(chǎng)均勻性的測(cè)量。
在上述的兩個(gè)實(shí)施方式中得到關(guān)于局部磁場(chǎng)的偏離的位置分解的信息。使用該已知的偏離為每一體素根據(jù)關(guān)系式(1)校正所測(cè)量的T2*。
由此，在一種檢查例如地中海貧血檢查中在心臟的一個(gè)層(短軸截面)中以恒定的重復(fù)率記錄對(duì)于不同的回波時(shí)間的數(shù)據(jù)。從相位的演變中按照體素或者區(qū)域的方式計(jì)算B0場(chǎng)強(qiáng)。優(yōu)選地通過模型函數(shù)的匹配以及通過平滑等對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑偬幚?。同時(shí)，從量級(jí)數(shù)據(jù)按照體素或者區(qū)域的方式產(chǎn)生T2*圖片(Karte)。使用對(duì)于局部B0場(chǎng)分布的認(rèn)知來校正該圖片。然后，借助校正后的T2*可以確立診斷。
在臨床檢查時(shí)優(yōu)選地把該測(cè)量與一個(gè)基準(zhǔn)比較。為此，在心室中觀察一個(gè)與心肌中所觀察的區(qū)域直接相鄰的區(qū)域。它起到基準(zhǔn)的作用。觀察從心肌和該基準(zhǔn)區(qū)域的T2*值中導(dǎo)出的參量(例如商)，而不是T2*值。
在另外一個(gè)可選的實(shí)施方式中，采集血樣，并在體外(ex vivo)精確地檢查其鐵含量或者T2*，以便提供關(guān)于基準(zhǔn)的精確數(shù)據(jù)。
為了校準(zhǔn)按照本發(fā)明的方法，特別至少在一個(gè)位置上這樣匹配回波時(shí)間差，使得在不必考慮相位轉(zhuǎn)換的條件下能夠確定B0場(chǎng)。
為從不同的共振頻率中淡出(ausblenden)脂肪和水的效果，優(yōu)選地在至少一個(gè)位置上(a)非常小地選擇回波時(shí)間差ΔTE，或者(b)如此選擇回波時(shí)間差ΔTE，使得無論是脂肪質(zhì)子還是水質(zhì)子在該時(shí)間繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)2π的整數(shù)倍(同相條件)。
權(quán)利要求
1.一種用于在MR數(shù)據(jù)中確定橫向松弛時(shí)間T2*的方法，具有步驟采集測(cè)量體積中的T2*松弛，從該測(cè)量體積中磁化在時(shí)間上的變化確定松弛時(shí)間，測(cè)定該測(cè)量體積中的局部磁場(chǎng)，和根據(jù)該局部磁場(chǎng)校正松弛時(shí)間，以便產(chǎn)生校正后的橫向松弛時(shí)間，其中，所述局部磁場(chǎng)是通過下述步驟測(cè)定的在多個(gè)預(yù)定的回波時(shí)間(TE)內(nèi)測(cè)定該磁化的相位變化，其中，所述回波時(shí)間具有彼此不同的間隔(ΔTE)，和從該磁化的相位變化確定該局部磁場(chǎng)，其特征在于，在所述測(cè)量體積內(nèi)的至少一個(gè)位置上如此地匹配回波時(shí)間之間的間隔(ΔTE)，使得可以在無相位轉(zhuǎn)換的條件下確定該局部磁場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，借助于用于對(duì)場(chǎng)均勻性的進(jìn)行電微調(diào)的測(cè)量來測(cè)定所述局部磁場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，根據(jù)關(guān)系式Δν＝Δ/(2π·ΔTE)依賴于位置地確定實(shí)際與所設(shè)定的共振頻率的頻率偏離，式中，Δν是頻率偏離，Δ是相位角的變化，ΔTE是回波時(shí)間之間的時(shí)間間隔，以及從所述頻率偏離Δν中確定實(shí)際的局部磁場(chǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，依賴于局部磁場(chǎng)根據(jù)關(guān)系式(1/T2*被觀察值)≈(1/T2*被校正值)+γπΔB0校正所述橫向松弛時(shí)間T2*。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以恒定的重復(fù)率采集所述測(cè)量體積中的所述磁化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，為確定所述局部磁場(chǎng)將一個(gè)模型函數(shù)與測(cè)量值進(jìn)行匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，將所述回波時(shí)間之間的間隔(ΔTE)在測(cè)量體積中的一個(gè)位置上(a)選擇得非常小，或者(b)如此選擇，使得形成同相條件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，使用與所述測(cè)量體積相鄰的區(qū)域作為基準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，作為基準(zhǔn)確定血樣的橫向松弛時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在預(yù)定大小的體積元素(體素)范圍內(nèi)平滑測(cè)量值。
全文摘要
本發(fā)明涉及在MR數(shù)據(jù)中用下述步驟確定橫向松弛時(shí)間T文檔編號(hào)A61B5/055GK101063712SQ20061006430
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者斯蒂芬·塞森 申請(qǐng)人:西門子公司