用于自動(dòng)分類磁共振圖像的圖像特征的方法和磁共振設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)磁共振圖像（6）的圖像特征進(jìn)行自動(dòng)分類的方法，具有如下步驟：-至少確定至少兩個(gè)在磁共振圖像（6）中成像了的組織的參數(shù)T1、T2和質(zhì)子密度，或者預(yù)先給定至少這些參數(shù)中的至少兩組，-對(duì)于每個(gè)成像的組織或每組參數(shù)計(jì)算k空間中心中的信號(hào)強(qiáng)度，-依據(jù)所計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)圖像特征進(jìn)行分類。本發(fā)明還涉及一種磁共振設(shè)備。
【專利說(shuō)明】用于自動(dòng)分類磁共振圖像的圖像特征的方法和磁共振設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)分類磁共振圖像的圖像特征的方法和磁共振設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]從發(fā)明快速成像以來(lái)，磁共振成像已經(jīng)發(fā)展為醫(yī)學(xué)診斷中的標(biāo)準(zhǔn)方法。存在多種拍攝方法，這些拍攝方法尤其在所需的測(cè)量時(shí)間上以及在產(chǎn)生的圖像對(duì)比度上是不同的。存在用于拍攝所謂的自旋密度或質(zhì)子密度加權(quán)的、T1、T2或T2*加權(quán)的圖像的方法，此外還公知擴(kuò)散成像。
[0003]如果下面談到拍攝圖像，則明顯指的是，如在磁共振斷層造影中常見的那樣，借助激勵(lì)脈沖和層選擇梯度來(lái)激勵(lì)位于磁共振斷層造影設(shè)備的檢查對(duì)象中的層，利用探測(cè)線圈來(lái)讀取受激自旋的信號(hào)并且通過(guò)多個(gè)電子處理步驟(例如AD轉(zhuǎn)換器)將其傳輸?shù)酱鎯?chǔ)裝置，并且還借助多個(gè)后處理步驟、即所謂的后處理(Postprocessing)將存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)組或圖像。但對(duì)應(yīng)于通常的語(yǔ)言應(yīng)用來(lái)談到拍攝圖像，為此該表達(dá)也使用在本申請(qǐng)中。
[0004]明顯也可以使用另外的圖像拍攝技術(shù)，例如非選擇性的3D成像，其在沒(méi)有層選擇梯度的情況下工作。
[0005]通常按行地在所謂的k空間中拍攝原始圖像，這如下地給出:
[0006]如已經(jīng)描述的那樣，為了拍攝信號(hào)使用至少一個(gè)探測(cè)線圈。該線圈僅能傳輸感應(yīng)電壓。即僅獲得時(shí)間變化的電壓信號(hào)。為了能夠從這樣的信號(hào)中獲得位置信息，使用磁場(chǎng)梯度，以便取決于位置地改變信號(hào)的諧振頻率并且由此獲得位置信息。為了在一個(gè)空間方向上位置編碼，可以在讀取信號(hào)期間接通磁場(chǎng)梯度，即所謂的讀取或讀出梯度。為了在其他空間方向上編碼，使用所謂的相位梯度。在相位梯度的特定值的情況下所拍攝的信號(hào)形成k空間的行。根據(jù)在由相位梯度所編碼的空間方向上的分辨率來(lái)接通具有不同強(qiáng)度的相位梯度。在其中相位梯度具有零值的行形成k空間的中心。
[0007]但也可以采用兩個(gè)相位編碼梯度或在3D拍攝方法的情況下也可以采用三個(gè)相位梯度。同樣也可以采用復(fù)雜的拍攝方案，例如具有特殊k空間軌跡的螺旋和徑向成像。k空間中心在該情況下分別位于所有相位梯度具有其最小值的那個(gè)位置。
[0008]由于除了相位梯度的值以外至少在基本序列的情況下總是重復(fù)HF脈沖和磁場(chǎng)梯度的序列，所以它們可以在序列圖中示出，在該序列圖中僅示出在激勵(lì)自旋和讀取信號(hào)之間的周期以及必要時(shí)示出所使用的準(zhǔn)備模塊。
[0009]尤其將梯度回波序列(GE)、自旋回波序列(SE)、快速自旋回波序列(TSE)以及真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像序列(True-Fisp-Sequenz)視為基本序列。
[0010]由此導(dǎo)出的成像序列例如是短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)(Short TI Inversion Recovery(STIR))序列或液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(Fluid Attended Inversion Recovery (FLAIR))序列。其源于SE序列，即在SE序列的90°激勵(lì)脈沖之前接入也稱為反轉(zhuǎn)脈沖的180°脈沖。在180°反轉(zhuǎn)脈沖和90°激勵(lì)脈沖之間的時(shí)間是反轉(zhuǎn)時(shí)間TI。STIR序列和FLAIR序列之間的區(qū)別僅在于反轉(zhuǎn)時(shí)間TI，該反轉(zhuǎn)時(shí)間TI在STIR序列的情況下位于百毫秒的范圍內(nèi)并且在FLAIR序列的情況下處于兩秒。此外，存在標(biāo)準(zhǔn)序列的多個(gè)其它變化，例如用于流補(bǔ)償。
[0011]基于多種可能性，不能根據(jù)單獨(dú)的設(shè)置值諸如回波時(shí)間TE或重復(fù)時(shí)間TR來(lái)預(yù)測(cè)磁共振圖像的產(chǎn)生的對(duì)比度特性。利用對(duì)比度特性說(shuō)明由不同的弛豫特性和質(zhì)子密度所引起的不同的在磁共振圖像中成像的組織的信號(hào)強(qiáng)度區(qū)別。對(duì)比度特性通常也簡(jiǎn)稱為對(duì)比度，然而名稱“對(duì)比度”原則上具有另外的含意范圍。在本申請(qǐng)中在使用名稱“對(duì)比度”的情況下是指對(duì)比度特性。
[0012]但磁共振圖像的對(duì)比度特性的配置或認(rèn)知是值得期望的，以便在顯示裝置上自動(dòng)地以優(yōu)化的、特別是與醫(yī)學(xué)問(wèn)題相匹配的布置向使用者顯示具有不同對(duì)比度的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠獨(dú)立于基礎(chǔ)的圖像拍攝方法及其設(shè)置值來(lái)對(duì)磁共振圖像的特征進(jìn)行自動(dòng)分類的方法和磁共振設(shè)備。
[0014]上述技術(shù)問(wèn)題按照本發(fā)明通過(guò)用于對(duì)磁共振圖像的圖像特征進(jìn)行分類的方法來(lái)解決。本發(fā)明的有利擴(kuò)展是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0015]按照本發(fā)明，依據(jù)磁共振設(shè)備的基本磁場(chǎng)(BO)的場(chǎng)強(qiáng)確定在磁共振圖像中成像了的至少兩個(gè)組織的參數(shù)Tl、T2和質(zhì)子密度(PD)。除了提到的參數(shù)也可以考慮其它參數(shù)，諸如T2*、擴(kuò)散系數(shù)(ADC)或流速。
[0016]提供多種可能性來(lái)確定提到的參數(shù)。一方面可以由出版物提供并存儲(chǔ)參數(shù)。參數(shù)Tl、T2和ro的產(chǎn)生的值隨著場(chǎng)強(qiáng)波動(dòng)。為分析而使用的算法以及磁共振斷層造影設(shè)備的設(shè)備特性也能夠影響參數(shù)的得到的值。因此替換地對(duì)于每個(gè)組織可以確定一組參數(shù)，方法是利用在各個(gè)磁共振斷層造影設(shè)備上使用的序列來(lái)測(cè)量受試者。在另一種實(shí)施方式中可以在受試者處直接測(cè)量所有參數(shù)值或至少一部分參數(shù)值。如果從受試者或患者處例如從檢查區(qū)域建立Tl圖，則可以確定并使用在Tl圖中示出的組織的Tl值。質(zhì)子密度通常也源于用于建立Tl圖的原始數(shù)據(jù)?？梢匀缟厦嬉呀?jīng)描述的那樣從存儲(chǔ)的值中獲得關(guān)于T2的仍缺少的值，以用于減小總測(cè)量時(shí)間。對(duì)于每個(gè)參數(shù)可以應(yīng)用不同方法來(lái)確定。
[0017]可以不使用生理學(xué)準(zhǔn)確的參數(shù)而使用若干人造產(chǎn)生的參數(shù)。例如可以建立具有NXMXK條目的表，在該表中列出了 N個(gè)Tl值、M個(gè)T2值和K個(gè)H)值的所有排列。但各個(gè)值應(yīng)當(dāng)在生理學(xué)合理的范圍上延伸。Tl值例如為從IOOms至5000ms，T2為從IOms至5000ms,并且 PD 為從 0.1 至 1.0。
[0018]在下一步驟中對(duì)于每個(gè)組織或每組參數(shù)計(jì)算k空間中心中的橫向磁化的信號(hào)強(qiáng)度。即，在此是根據(jù)所測(cè)量的或另外預(yù)定的參數(shù)所進(jìn)行的仿真。在此要指出的是，在本申請(qǐng)中利用參數(shù)來(lái)對(duì)取決于組織的量進(jìn)行說(shuō)明，而將在磁共振斷層造影設(shè)備中待設(shè)置的量諸如圖像拍攝方法的重復(fù)時(shí)間稱為設(shè)置值。由DE102007036554B4給出一種用于仿真磁共振圖像的方法，該方法用于優(yōu)化協(xié)議參數(shù)或設(shè)置值。也可以變換該方法，以便由此確定k空間中心中的信號(hào)強(qiáng)度。
[0019]在此應(yīng)用人造產(chǎn)生的參數(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)，即其僅須被提供一次并且不取決于場(chǎng)強(qiáng)地提供。優(yōu)選地，對(duì)于每個(gè)參數(shù)引入至少三個(gè)值，也就是從下值域、中值域和上值域中引入。在上面給出的值中例如可以對(duì)于Tl應(yīng)用值100ms、2s和5s，對(duì)于T2應(yīng)用值10ms、Is和5s，并且對(duì)于H)應(yīng)用0.1,0.5和1.0以及任意其他的中間值。還可以從這樣產(chǎn)生的3x3x3=27的仿真值三重組(Simulationswertetripeln)中消除一些,方法是要注意在生物樣本中Tl大于T2。最小組由兩個(gè)值三重組組成，其中分別使用最小和最大的值，即IOOmsUOms和0.1，并且5s、5s和1.0作為第二值三重組。
[0020]人造產(chǎn)生的參數(shù)允許得出關(guān)于磁共振圖像的對(duì)比度特性的結(jié)論，因?yàn)榭梢约僭O(shè)，在檢查生物的情況下通常大致覆蓋生理學(xué)上合理的范圍。否則所拍攝的圖像總是低對(duì)比度的，眾所周知這不是這種情況。
[0021]在一種擴(kuò)展中，在選擇人造產(chǎn)生的參數(shù)時(shí)考慮拍攝區(qū)域，例如頭部、肺部或腹部。由此排除可以說(shuō)從兩個(gè)可能的對(duì)比度中失誤地選擇錯(cuò)誤的那個(gè)。如已經(jīng)描述的那樣，磁共振圖像總是具有對(duì)比度的混合，在這些對(duì)比度中通常其中一個(gè)處于中心地位。例如總是存在最小T2或T2*對(duì)比度，因?yàn)榛夭〞r(shí)間總是大于零。如果所拍攝的組織的T2值位于極其窄的范圍內(nèi)并且關(guān)于序列的設(shè)置值和由此建立的仿真得到Tl加權(quán)以及T2加權(quán)，則在分類的情況下要考慮的是，不能存在或僅少量存在T2對(duì)比度。該考慮通過(guò)依據(jù)檢查區(qū)域?qū)⑷嗽飚a(chǎn)生的參數(shù)限制到生理學(xué)合理的值來(lái)進(jìn)行。
[0022]在最終步驟中根據(jù)所計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)圖像特征進(jìn)行分類。
[0023]在對(duì)信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行仿真的范圍內(nèi)，尤其提供在拍攝磁共振圖像時(shí)作為基礎(chǔ)的設(shè)置值。在拍攝磁共振圖像的范圍內(nèi)通常一起存儲(chǔ)設(shè)置值，因此其可在每個(gè)時(shí)間都是可用的。從在磁共振設(shè)備上存儲(chǔ)的協(xié)議中得出HF脈沖的時(shí)間序列或間隔、其翻轉(zhuǎn)角以及在HF脈沖之間應(yīng)用的梯度矩。因此可以精確地理解，利用參數(shù)的哪種序列來(lái)拍攝磁共振圖像，序列流程的細(xì)節(jié)是公知的。
[0024]以特別的優(yōu)點(diǎn)可以作為圖像特征對(duì)磁共振圖像的對(duì)比度特性分類。
[0025]在上面提到的不使用準(zhǔn)備模塊的基本序列或其變換中按照本發(fā)明的方法是特別優(yōu)選的，其中不使用準(zhǔn)備模塊，利用所述準(zhǔn)備模塊來(lái)明確規(guī)定對(duì)比度特性。流準(zhǔn)備模塊的存在例如規(guī)定了流對(duì)比度。開頭提到的STIR和FLAIR序列的示例恰好示出了，唯一的設(shè)置值可以引起完全不同的對(duì)比度特性。附加地，如下使規(guī)定磁共振圖像的對(duì)比度特性變得困難，即在每個(gè)圖像中原則上存在Tl和T2或T2*加權(quán)。在極長(zhǎng)的重復(fù)時(shí)間的情況下雖然Tl加權(quán)幾乎不可見，但其仍然存在。此外，對(duì)比度特性的問(wèn)題還取決于成像的組織或其參數(shù)。僅當(dāng)至少一個(gè)組織具有發(fā)散的Tl時(shí)間時(shí)才可以實(shí)現(xiàn)Tl加權(quán)。這一點(diǎn)類似地對(duì)于其它參數(shù)也成立。通常在患者的情況下滿足該前提條件。
[0026]因此在使用按照本發(fā)明的方法的情況下實(shí)現(xiàn)了對(duì)比度特性的優(yōu)化的分類。
[0027]優(yōu)選地，對(duì)比度特性可以被分類為類別Tl、T2、T2*、擴(kuò)散、灌注、FMR1、質(zhì)子密度或FLAIR中之一。例如可以借助動(dòng)脈自旋標(biāo)記(ASL)產(chǎn)生灌注常數(shù)。FLAIR對(duì)比度特性是在其中對(duì)靜止的液體信號(hào)進(jìn)行抑制的對(duì)比度特性。與之區(qū)別的是水抑制，其應(yīng)用在頻譜學(xué)的序列中并且利用其來(lái)抑制總的水信號(hào)。
[0028]一般地可以規(guī)定，可以利用多個(gè)不同的成像序列獲得每個(gè)提到的對(duì)比度。純示例性地參見如下，即尤其通過(guò)“短的”重復(fù)時(shí)間TR獲得Tl對(duì)比度特性。如果選擇短于在組織中存在的最長(zhǎng)Tl時(shí)間但長(zhǎng)于或等于在組織中存在的最短Tl時(shí)間的重復(fù)時(shí)間，那么，梯度回波序列、自旋回波序列或快速自旋回波序列具有Tl對(duì)比度。
[0029]因此通常不可能的是，從所應(yīng)用的序列中或從所應(yīng)用的圖像拍攝方法中直接并且無(wú)錯(cuò)誤地推斷出產(chǎn)生的對(duì)比度特性。這一點(diǎn)通過(guò)對(duì)比度特性的仿真才能實(shí)現(xiàn)。
[0030]優(yōu)選地，可以將所確定的類別按照DICOM數(shù)據(jù)記錄自動(dòng)地錄入到字段“Flavor”中。DICOM是用于交換圖像數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。在此，除了圖像數(shù)據(jù)之外標(biāo)準(zhǔn)化地存儲(chǔ)附加信息。由此可能的是，有針對(duì)性地選擇具有相同對(duì)比度特性的磁共振圖像并且同時(shí)向使用者顯示。例如可以以簡(jiǎn)單并有效的方式向醫(yī)生顯示多個(gè)灌注數(shù)據(jù)組，以便能夠?qū)⒁呀?jīng)拍攝的、尤其是已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行診斷了的磁共振圖像作為對(duì)比引入當(dāng)前檢查。在沒(méi)有對(duì)對(duì)比度特性進(jìn)行自動(dòng)分類的情況下，醫(yī)生必須或者按照特定順序名稱來(lái)搜索數(shù)據(jù)組或者憑記憶獲知對(duì)其拍攝了相應(yīng)的磁共振圖像的患者姓名。
[0031]優(yōu)選地,可以根據(jù)布洛赫方程(Bloch-Gleichungen)計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度。該布洛赫方程是用于描述核自旋斷層造影中的共振效應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程。通過(guò)應(yīng)用布洛赫方程能夠在復(fù)雜序列的激勵(lì)脈沖和重聚焦脈沖的情況下計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度，而無(wú)需對(duì)序列的信號(hào)特性計(jì)算解析解。HF脈沖和磁場(chǎng)梯度的精確順序如上面已經(jīng)描述的那樣是已知的，因此可以以布洛赫方程確定良好的近似。
[0032]優(yōu)選地，為了計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度可以應(yīng)用至少一部分為拍攝磁共振圖像的原始數(shù)據(jù)所使用的成像方法的設(shè)置值、特別是HF脈沖和/或磁場(chǎng)梯度的設(shè)置值。也就是，對(duì)成像方法的整個(gè)流程進(jìn)行仿真是不必要的，相反執(zhí)行一個(gè)片段就已足夠。該片段可以是在一個(gè)(特別是第一)激勵(lì)脈沖和讀取通過(guò)該激勵(lì)脈沖所激勵(lì)的自旋的信號(hào)之間的HF脈沖和磁場(chǎng)梯度的序列。其是通常在序列圖中示出的片段。附加地，可以考慮一個(gè)或多個(gè)特別是在基本序列之前接通的準(zhǔn)備模塊，例如擴(kuò)散模塊、脂肪抑制模塊或反轉(zhuǎn)模塊。
[0033]但通常在兩個(gè)序列片段之間的等候時(shí)間不夠長(zhǎng)，不足以使縱向磁化完全地弛豫。因此成像序列的所考慮的部分通常在信號(hào)準(zhǔn)備、激勵(lì)、信號(hào)發(fā)展和讀取之間必須包含至少兩個(gè)序列的HF脈沖和磁場(chǎng)梯度。換言之，對(duì)在序列圖中成像的片段進(jìn)行至少兩次遍歷。
[0034]替換地，在計(jì)算時(shí)可以至少部分地重復(fù)地考慮成像序列的重復(fù)片段。在其中出現(xiàn)所謂的“穩(wěn)態(tài)(steady state)”的序列中這一點(diǎn)是特別重要的。在此指的是，被激勵(lì)的輸出磁化從開始逐次激勵(lì)地減小直到達(dá)到“穩(wěn)態(tài)”。然后總是提供保持不變的輸出磁化。在此原則上也可以將在最終段落中描述的信號(hào)的或縱向磁化的設(shè)置特性視為達(dá)到“穩(wěn)態(tài)”。在該思路中在正常的k空間行掃描的情況下自旋回波序列也具有“穩(wěn)態(tài)”，其例如在第二 k空間行中根據(jù)重復(fù)和弛豫時(shí)間實(shí)現(xiàn)但是也在第一或之后的k空間行中實(shí)現(xiàn)。
[0035]是否要考慮“穩(wěn)態(tài)”也取決于拍攝方案。拍攝方案說(shuō)明了 k空間行的拍攝順序。例如可以在測(cè)量開始時(shí)拍攝中央的k空間行。但是替換也可以逐行地掃描k空間行，其中在測(cè)量的中間處采集k空間中心。如果如大多數(shù)情況那樣拍攝通常128或256個(gè)k空間行，則在一半(64或128)的情況下達(dá)到可能的“穩(wěn)態(tài)”。但在仿真中不必執(zhí)行直至到達(dá)k空間中心的所有步驟。優(yōu)選地，當(dāng)兩個(gè)相繼計(jì)算的所有組織的信號(hào)強(qiáng)度的差低于預(yù)定的閾值時(shí)，可以結(jié)束信號(hào)強(qiáng)度的計(jì)算。
[0036]如果達(dá)到“穩(wěn)態(tài)”，則結(jié)束對(duì)信號(hào)特性或信號(hào)強(qiáng)度的仿真。因?yàn)榘凑粘上裥蛄械囊蕾囮P(guān)系例如在20或30個(gè)激勵(lì)步驟之后達(dá)到“穩(wěn)態(tài)”，則可以顯著縮短仿真時(shí)間。
[0037]但不僅在其中達(dá)到“穩(wěn)態(tài)”的序列的情況下考慮拍攝方案。例如在快速自旋回波的情況下不間斷地采集多個(gè)回波。根據(jù)拍攝方案，對(duì)位于k空間中心的回波進(jìn)行T2加權(quán)或不進(jìn)行T2加權(quán)。這一點(diǎn)也可以根據(jù)所謂的重新排序表來(lái)規(guī)定。[0038]優(yōu)選地，可以借助相關(guān)系數(shù)確定分類。在此要注意的是，通常與相關(guān)系數(shù)概念相同地設(shè)置的皮爾遜相關(guān)系數(shù)(pearsonsche Korrelationskoeffizient)以至少間隔比例(intervallskaliert)的數(shù)據(jù)為前提條件，并且表示兩個(gè)量之間的線性關(guān)系的度量。組織的信號(hào)強(qiáng)度在此是與組織的Tl時(shí)間負(fù)相關(guān)的。具有長(zhǎng)的Tl的組織看起來(lái)較暗，即低信號(hào)(hypointens),而具有短的Tl的組織看起來(lái)是亮的并且稱為高信號(hào)(hyperintens)。
[0039]相反，在參數(shù)T2和質(zhì)子密度的情況下存在正的相關(guān)性。T2或質(zhì)子密度越大，則相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度越大。
[0040]如果相關(guān)系數(shù)高于或低于預(yù)定的相關(guān)閾值(例如0.5)，則磁共振圖像的相應(yīng)的對(duì)比度特性被視為存在的。
[0041]替換地可以借助分析方案確定分類。在此分別將至少兩個(gè)組織的信號(hào)強(qiáng)度互相比較并且依據(jù)比較來(lái)對(duì)歸屬于某一類別進(jìn)行識(shí)別或否定。如果確定了歸屬于某一類別，則可以中斷分析方案。
[0042]此外，開頭提到的技術(shù)問(wèn)題的解決方案可以通過(guò)磁共振設(shè)備實(shí)現(xiàn)。該磁共振設(shè)備除了包含控制單元和存儲(chǔ)器之外還包括仿真單元和分類單元。仿真單元和分類單元優(yōu)選地可以構(gòu)造為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。仿真單元讀取組織的參數(shù)以及為拍攝磁共振圖像所使用的圖像拍攝方法的至少一部分設(shè)置值作為起始值并且由此自動(dòng)地確定所需的信號(hào)強(qiáng)度。分類單元使用所計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度，以便由此確定類別。
[0043]在控制裝置中實(shí)施上述方法在此可以作為軟件但也可以作為(固定布線的)硬件實(shí)現(xiàn)。
[0044]按照本發(fā)明的方法的有利的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的相應(yīng)的實(shí)施方式。為了避免不必要的重復(fù)由此參見相應(yīng)的方法特征及其優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和特點(diǎn)由下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的描述給出。附圖中:
[0046]圖1示出了按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備，
[0047]圖2示出了 FLAIR圖像拍攝方法的序列圖，
[0048]圖3示出了多個(gè)組織的縱向磁化的時(shí)間變化，
[0049]圖4示出了按照第一實(shí)施方式的拍攝方案，
[0050]圖5示出了按照第二實(shí)施方式的拍攝方案，
[0051]圖6示出了按照第三實(shí)施方式的拍攝方案，和
[0052]圖7示出了分析方案。
【具體實(shí)施方式】
[0053]圖1示意性示出了按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備I。該磁共振設(shè)備被構(gòu)造為磁共振斷層造影設(shè)備，也就是尤其具有為產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度所需的線圈。該磁共振設(shè)備包括仿真單元2、分類單元3和存儲(chǔ)單元4。為了顯示磁共振圖像6，設(shè)置了顯示單元5。此外，在磁共振斷層造影設(shè)備中明顯存在的元件，諸如用于產(chǎn)生主磁場(chǎng)BO的線圈、患者臥榻、控制和電路電子器件等，沒(méi)有詳細(xì)示出并且假設(shè)其是公知和現(xiàn)有的。
[0054]圖2示出了 FLAIR圖像拍攝序列的序列圖。HF脈沖序列和用于拍攝k空間行的磁場(chǎng)梯度如下表示:
[0055]首先入射180°反轉(zhuǎn)脈沖7。在其后跟隨反轉(zhuǎn)時(shí)間8。180°反轉(zhuǎn)脈沖7和反轉(zhuǎn)時(shí)間8構(gòu)成反轉(zhuǎn)模塊9，所述反轉(zhuǎn)模塊可以接入不同的成像序列。在反轉(zhuǎn)時(shí)間8之后入射90°脈沖10作為激勵(lì)脈沖。在入射90°脈沖10期間接通層選擇梯度11。在其后跟隨另一個(gè)等候時(shí)間，在該等候時(shí)間之后跟隨具有另一個(gè)層選擇梯度13的180°重聚焦脈沖12。然后在施加讀取梯度15期間讀取信號(hào)14。在其后跟隨另一個(gè)等候時(shí)間直至補(bǔ)足重復(fù)時(shí)間?？梢栽?80°重聚焦脈沖12之前或之后引入相位編碼梯度16。如果去除反轉(zhuǎn)模塊9，則獲得自旋回波序列的實(shí)施方式。
[0056]通過(guò)遍歷一次該序列來(lái)拍攝k空間行。為了拍攝k空間行的完整記錄，可以通過(guò)發(fā)散的相位編碼梯度16來(lái)重復(fù)該序列。
[0057]圖3示出了在反轉(zhuǎn)脈沖8之后針對(duì)三個(gè)不同組織的縱向磁化的時(shí)間變化。純示例性地，以曲線26表示腦白質(zhì)(麗)的時(shí)間變化，以曲線27表示腦灰質(zhì)(GM)的時(shí)間變化并且以曲線28表示腦髓液(CSF)的時(shí)間變化。如由下面示出的表所強(qiáng)調(diào)的那樣，腦髓液的Tl時(shí)間比腦白質(zhì)或腦灰質(zhì)的Tl時(shí)間長(zhǎng)得多。由此，腦髓液的縱向磁化的過(guò)零點(diǎn)29位于腦白質(zhì)或腦灰質(zhì)的縱向磁化幾乎完全弛豫的時(shí)間點(diǎn)。如果這樣選擇反轉(zhuǎn)時(shí)間9，使得在腦髓液的縱向磁化的過(guò)零點(diǎn)29期間入射90°脈沖10，則腦髓液不輸出信號(hào)。由此實(shí)現(xiàn)抑制腦髓液的信號(hào)。
[0058]如果更短地選擇反轉(zhuǎn)時(shí)間9，則產(chǎn)生的對(duì)比度特性不能明確地從設(shè)置值中讀出。因此在不分析所得到的磁共振圖像的情況下不能給出對(duì)比度特性。但通過(guò)按照本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)特性進(jìn)行仿真并且由此可靠地確定對(duì)比度特性。
[0059]圖4示出了按照第一實(shí)施方式的拍攝方案。在此依次拍攝k空間行。為了實(shí)現(xiàn)該掃描方案，重復(fù)拍攝在圖2中示出的序列，其中接通相位編碼梯度16，其從最小值-Gy —直增大至最大值+Gy。首先拍攝k空間行17，然后拍攝k空間行18并且然后拍攝k空間行19，以此類推。參考符號(hào)的較高的數(shù)值在此表示k空間行的較晚的拍攝。k空間的中心(ky=0)雖然位于數(shù)據(jù)拍攝的中間，但為了對(duì)組織的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行仿真，通常僅仿真2-10個(gè)序列，例如仿真兩個(gè)序列。在此，基于待選擇的重復(fù)時(shí)間在第一激勵(lì)和讀取周期之后呈現(xiàn)總是保持不變的起始磁化。
[0060]盡管拍攝方案相同，在所謂的FLASH成像序列中表現(xiàn)卻不同。在該FLASH成像序列中基于短的待選擇的重復(fù)時(shí)間在多次重復(fù)之后才形成“穩(wěn)態(tài)(steady state)”。因此重復(fù)地仿真相應(yīng)的序列，直至對(duì)于每個(gè)組織的仿真的信號(hào)強(qiáng)度的差低于預(yù)定的閾值。根據(jù)重復(fù)時(shí)間和HF脈沖的偏轉(zhuǎn)角度典型地必須重復(fù)仿真20至30次，但在某些情況下還要重復(fù)更多次。但是不總是需要執(zhí)行信號(hào)強(qiáng)度的仿真直至實(shí)際上到達(dá)k空間中心，因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度通常已經(jīng)提前僅很小地發(fā)散。
[0061]用于拍攝磁共振圖像的另一種方法是HASTE序列。在該HASTE序列中不完整地掃描k空間，但所有拍攝的k空間行被不間斷地拍攝，其中在拍攝各個(gè)k空間行之間以180°脈沖來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行重聚焦。在此不形成“穩(wěn)態(tài)”，因此信號(hào)強(qiáng)度不發(fā)散并且由此繼續(xù)執(zhí)行仿真直至k-空間的中心。
[0062]與圖4中所示的拍攝方案不同，在圖5中示出的拍攝方案中僅需要重復(fù)仿真一次。在圖5中示出的拍攝方案中首先拍攝k空間中心中的k空間行17。另外的k空間行18、19、20、21、22、23、24等按照該順序從中心出發(fā)并且從該中心遠(yuǎn)離地被拍攝。磁共振圖像6的對(duì)比度特性主要通過(guò)在k空間中心中的對(duì)比度特性來(lái)確定。因此對(duì)在k空間中心中的組織的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行仿真就已足夠。
[0063]圖6示出了拍攝方案的另一種實(shí)施方式。尤其在TSE序列中采用該拍攝方案。在此在一個(gè)回波串內(nèi)采集多個(gè)k空間行。在回波串起始時(shí)的k空間行(17，20，23 )的位置以及在回波串中的回波的數(shù)量確定出，哪個(gè)k空間行(21)位于k空間中心中。一直重復(fù)仿真，直至到達(dá)位于k空間中心中的k空間行。在回波串中的回波數(shù)量為4-8的情況下這導(dǎo)致I至8次重復(fù)。該次數(shù)如所描述的那樣也取決于在回波串起始時(shí)的k空間行(17，20，23)的位置并且由此不是可以預(yù)先詳細(xì)確定的。如果通過(guò)重新排序表(Reordering-Tabelle)已知了在k空間中心中的回波的編號(hào)，則在信號(hào)特性收斂的情況下也可以提前中斷仿真。
[0064]圖7示出了用于根據(jù)組織的仿真的或計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)磁共振圖像6的對(duì)比度特性進(jìn)行分類的分析方案。純示例性地，再次援引腦白質(zhì)(WM)、腦灰質(zhì)(GM)和腦髓液(CSF)。對(duì)于這三種組織在表1中給出以毫秒為單位的弛豫時(shí)間Tl和T2以及按照任意單位的質(zhì)子密度和同樣按照任意單位的仿真值(Ssimu)。針對(duì)具有20ms的回波時(shí)間和0.4s重復(fù)時(shí)間的自旋回波序列獲得仿真值。由表1得到的值是文獻(xiàn)值，其例如可以從Lin等人的Measurements of TlRelaxation times at3.0T:1mplications for clinical MRA, Proc.1SMRM2001,p.1391 中得到。
[0065]表1
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)磁共振圖像(6)的圖像特征進(jìn)行自動(dòng)分類的方法，具有如下步驟: -至少確定至少兩個(gè)在所述磁共振圖像(6)中成像了的組織的參數(shù)T1、T2和質(zhì)子密度，或者預(yù)先給定至少這些參數(shù)中的至少兩組， -對(duì)于每個(gè)成像的組織或每組參數(shù)計(jì)算k空間中心中的信號(hào)強(qiáng)度， -依據(jù)所計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)圖像特征進(jìn)行分類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作為圖像特征對(duì)所述磁共振圖像(6)的對(duì)比度特性分類。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)比度特性被分類為類別Tl、T2、T2*、擴(kuò)散、灌注、FMR1、質(zhì)子密度或FLAIR中之一。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)布洛赫方程計(jì)算所述信號(hào)強(qiáng)度。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了計(jì)算所述信號(hào)強(qiáng)度，應(yīng)用為拍攝所述磁共振圖像的原始數(shù)據(jù)所使用的成像序列的至少一部分設(shè)置值、特別是HF脈沖和/或磁場(chǎng)梯度的設(shè)置值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在計(jì)算時(shí)至少部分地重復(fù)地考慮所述成像序列的重復(fù)片段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)兩個(gè)相繼計(jì)算的信號(hào)強(qiáng)度的差低于預(yù)定的閾值時(shí)，結(jié)束所述信號(hào)強(qiáng)度的計(jì)算。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在計(jì)算所述信號(hào)強(qiáng)度的情況下考慮對(duì)k空間行(17，18，19，20，21，22，23，24)的拍攝順序進(jìn)行說(shuō)明的拍攝方案。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，借助相關(guān)系數(shù)或分析方案來(lái)進(jìn)行分類。
10.一種具有控制單元(25)的磁共振設(shè)備(1)，尤其被構(gòu)造為用于執(zhí)行按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，具有用于計(jì)算信號(hào)強(qiáng)度的仿真單元(2)、存儲(chǔ)單元(4)和分類單元(3)，其中所述分類單元(3)被構(gòu)造為用于對(duì)磁共振設(shè)備(6)的圖像特征進(jìn)行分類。
【文檔編號(hào)】G01R33/563GK103809142SQ201310553281
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】T.費(fèi)威爾 申請(qǐng)人:西門子公司