具有重影偽影降低的磁共振成像系統(tǒng)和其操作的方法
【專利說(shuō)明】具有重影偽影降低的磁共振成像系統(tǒng)和其操作的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2013年3月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/806562號(hào)的權(quán)利，在此通過(guò)引用將其內(nèi)容整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本系統(tǒng)的示范性實(shí)施例總體涉及使用核磁共振(NMR)方法采集圖像信息的磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，并且更具體地涉及被配置為降低和/或穩(wěn)定通過(guò)動(dòng)態(tài)功能性MRI (fMRI)掃描獲得的圖像信息的諸如奈奎斯特重影(Nyquist ghost)的重影偽影水平的功能性MRI系統(tǒng)和其操作的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]MRI圖像可能遭受重影偽影，例如奈奎斯特重影偽影。為了獲得具有低奈奎斯特重影水平的圖像，控制信號(hào)的穩(wěn)定性和時(shí)間是重要的。遺憾的是，許多常規(guī)MRI系統(tǒng)例如由于溫度變化而在掃描的過(guò)程期間遭受諸如梯度時(shí)間的硬件參數(shù)的時(shí)間延遲。這些時(shí)間延遲不利地影響信號(hào)穩(wěn)定性，并且因此增加在MRI掃描期間采集到的圖像的重影水平，例如奈奎斯特重影水平。因此，信號(hào)處理方法被用于降低這些奈奎斯特重影水平。這些信號(hào)處理方法典型地包括基于圖像的后處理方法或靈敏度編碼方法。
[0005]關(guān)于基于圖像的后處理方法，早期的基于圖像的后處理方法遭受關(guān)于需要采集到的視場(chǎng)(F0V)的嚴(yán)重缺陷，和/或要求做出關(guān)于待掃描的目標(biāo)的假設(shè)，例如 Buonocore 等人的“Ghost Artifact Reduct1n for Echo Planar ImagingUsing Image Phase Correct1n” (MRM 38:89-100,1997 年)；Foxall 等人的 “RapidIterative Reconstruct1n for Echo Planar Imaging，， (MRM 42:54-547,1999 年):Clare 等人的“Iterative Nyquist Ghost Correct1n for Single and Mult1-shotEPI using an Entropy Measure” (ProcISMRM 1041 頁(yè)，2003 年)；以及 Zhang 等人的‘‘Reference-Scan-Free Method for Automated Correct1n of Nyquist Ghost Artifactsin Echoplanar Brain Images”(MRM 51:621_624，2004 年)中所描述的，在此通過(guò)引用將其闡述的內(nèi)容整體并入本文。然而，例如Skare等人的“A Fast and Robust MinimumEntropy Based Non-1nteractive Nyquist Ghost Correct1n Algorithm，， (ProcISMRM2349 頁(yè)，2006 年)；以及 Chen 等人的 “Two-Dimens1nal Phase Cycled Reconstruct1nfor Inherent Correct1n of Echo-Planar Imaging，，(MRM 66:1057_1066，2011 年)中所描述的，雖然許多后來(lái)的基于圖像的后處理方法已經(jīng)克服了這些缺陷中的許多，但是它們的計(jì)算要求限制其在臨床實(shí)踐中的使用，在此通過(guò)引用將其闡述的內(nèi)容整體并入本文。
[0006]關(guān)于常規(guī)靈敏度編碼方法，例如在Kellman等人的“Phased Array GhostEliminat1n” (NMR B1med 19:352-362,2006年)中所描述的，雖然這些方法可以由于g_因子約束而降低信噪比(SNR)，但其典型地不是魯棒的，在此通過(guò)引用將其闡述的內(nèi)容整體并入本文。例如在Xiang等人的“Correct1n for Geometricdistort1n and N/2Ghosting in EPI by Phase Labeling for Addit1nal CoordinateEncoding (PLACE) ” (MRM 57:731_741，2007年)中所描述的，諸如用于額外的坐標(biāo)編碼(PLACE)技術(shù)等的共同相位標(biāo)示的另外的靈敏度編碼技術(shù)可以由于可以改變固有信號(hào)特性的時(shí)間信息與信號(hào)的組合而非故意地改變fMRI對(duì)比度，在此通過(guò)引用將其闡述的內(nèi)容整體并入本文。
[0007]本文中所描述的(一個(gè)或多個(gè))系統(tǒng)、(一個(gè)或多個(gè))設(shè)備、(一個(gè)或多個(gè))方法、(一個(gè)或多個(gè))用戶接口、(一個(gè)或多個(gè))計(jì)算機(jī)程序、過(guò)程等(在下文中，其中的每個(gè)將被稱為系統(tǒng)或所述系統(tǒng)，除非上下文另外指明)解決現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的問(wèn)題。
[0008]本系統(tǒng)的實(shí)施例提對(duì)fMRI掃描期間的諸如梯度延遲的信號(hào)延遲的實(shí)時(shí)跟蹤和/或校正。因此，本系統(tǒng)的實(shí)施例可以穩(wěn)定和/或降低采集到的MR圖像的奈奎斯特重影水平。另外，本系統(tǒng)的實(shí)施例可以是操作性的而基本不改變fMRI信號(hào)的固有信號(hào)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例，描述了一種用于獲得體積的磁共振(MR)圖像的磁共振成像(MRI)系統(tǒng)，所述MRI系統(tǒng)包括至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置為:執(zhí)行預(yù)備掃描以采集針對(duì)掃描的多個(gè)動(dòng)態(tài)的預(yù)備回波相位信息；輸出多個(gè)脈沖序列，其中的每個(gè)是針對(duì)所述掃描的所述多個(gè)動(dòng)態(tài)中的對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)而被配置的，并且包括導(dǎo)航符序列和圖像序列；采集針對(duì)所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的脈沖序列的導(dǎo)航信息和圖像信息；并且通過(guò)根據(jù)所述預(yù)備回波相位信息校正所述圖像信息的回波相位信息并根據(jù)所述導(dǎo)航信息校正所述圖像信息的梯度延遲和頻率偏移中的至少一項(xiàng)來(lái)形成經(jīng)校正的圖像信息。
[0010]還預(yù)想，在所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)中，所述導(dǎo)航符序列可以緊接在所述圖像序列之前。而且，所述導(dǎo)航符序列還可以包括具有減小的翻轉(zhuǎn)角波形的射頻(RF)信號(hào)(激勵(lì))；以及具有弱切片選擇波形的切片選擇梯度信號(hào)。而且，還預(yù)想，所述控制器可以被配置為在執(zhí)行所述導(dǎo)航符序列時(shí)關(guān)閉相位編碼梯度。還預(yù)想，所述圖像序列可以包括一系列相位編碼梯度脈沖。而且，所述控制器可以被配置為根據(jù)所述經(jīng)校正的圖像信息來(lái)重建至少一幅圖像。還預(yù)想，所述MRI系統(tǒng)還可以包括被配置為繪制經(jīng)重建的至少一幅圖像的顯示器。
[0011]根據(jù)本系統(tǒng)的其他實(shí)施例，描述了一種利用磁共振成像(MRI)系統(tǒng)來(lái)生成體積的磁共振(MR)圖像信息的方法，所述方法由所述MRI系統(tǒng)的至少一個(gè)控制器執(zhí)行，并且可以包括以下的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作:執(zhí)行預(yù)備掃描以采集針對(duì)掃描的多個(gè)動(dòng)態(tài)的預(yù)備回波相位信息；生成多個(gè)脈沖序列，其中的每個(gè)是針對(duì)所述掃描的所述多個(gè)動(dòng)態(tài)中的對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)而被配置的，并且包括導(dǎo)航符序列和圖像序列；采集針對(duì)所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的脈沖序列的導(dǎo)航信息和圖像信息；并且通過(guò)根據(jù)所述預(yù)備回波相位信息校正所述圖像信息的回波相位信息并根據(jù)所述導(dǎo)航信息校正所述圖像信息的梯度延遲和頻率偏移中的至少一項(xiàng)來(lái)形成經(jīng)校正的圖像信息。
[0012]所述方法還可以包括生成緊接在所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)中的所述圖像序列之前的所述導(dǎo)航符序列的動(dòng)作。另外，所述導(dǎo)航符序列可以包括具有減小的翻轉(zhuǎn)角波形的射頻(RF)信號(hào)；和/或具有弱切片選擇波形的切片選擇梯度信號(hào)。還預(yù)想，生成所述導(dǎo)航符序列的所述動(dòng)作還可以包括關(guān)閉相位編碼梯度的動(dòng)作。而且預(yù)想，所述方法還可以包括利用至少一系列相位編碼梯度脈沖來(lái)生成所述圖像序列的動(dòng)作。而且，所述方法可以包括根據(jù)所述經(jīng)校正的圖像信息來(lái)重建至少一幅圖像的動(dòng)作。還預(yù)想，所述方法可以包括在顯示器上繪制經(jīng)重建的至少一幅圖像的動(dòng)作。
[0013]根據(jù)本系統(tǒng)的又一方面，描述了一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被配置為使用具有主線圈、梯度線圈和射頻(RF)換能器的磁共振成像(MRI)系統(tǒng)來(lái)生成體積的磁共振(MR)圖像信息，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序部分，所述程序部分被配置為:執(zhí)行預(yù)備掃描以采集針對(duì)掃描的多個(gè)動(dòng)態(tài)的預(yù)備回波相位信息；生成多個(gè)脈沖序列，其中的每個(gè)是針對(duì)所述掃描的所述多個(gè)動(dòng)態(tài)中的對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)而被配置的，并且包括導(dǎo)航符序列和圖像序列；采集針對(duì)所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)對(duì)應(yīng)的脈沖序列的導(dǎo)航信息和圖像信息；并且通過(guò)根據(jù)所述預(yù)備回波相位信息校正所述圖像信息的回波相位信息并根據(jù)所述導(dǎo)航信息校正所述圖像信息的梯度延遲和頻率偏移中的至少一項(xiàng)來(lái)形成經(jīng)校正的圖像信息。
[0014]還預(yù)想，所述程序部分還可以被配置為生成緊接在所述多個(gè)脈沖序列中的每個(gè)中的所述圖像序列之前的所述導(dǎo)航符序列。而且預(yù)想，所述計(jì)算機(jī)程序可以被配置為形成所述導(dǎo)航符序列，以包括:具有減小的翻轉(zhuǎn)角波形的射頻(RF)信號(hào)；以及具有弱切片選擇波形的切片選擇梯度信號(hào)。
[0015]而且預(yù)想，當(dāng)生成所述導(dǎo)航符序列時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序可以被配置為關(guān)閉相位編碼梯度。還預(yù)想，所述計(jì)算機(jī)程序還可以被配置為利用至少一系列相位編碼梯度脈沖來(lái)生成所述圖像序列。根據(jù)其他實(shí)施例，所述計(jì)算機(jī)程序可以被配置為根據(jù)所述經(jīng)校正的圖像信息來(lái)重建至少一幅圖像和/或在所述系統(tǒng)的顯示器上繪制經(jīng)重建的至少一幅圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0016]參考附圖并通過(guò)范例更詳細(xì)地解釋了本發(fā)明，其中:
[0017]圖1是圖示了由根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例的MRI系統(tǒng)執(zhí)行的過(guò)程的流程圖；
[0018]圖2A是根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例形成的脈沖序列；
[0019]圖2B是根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例執(zhí)行的掃描的動(dòng)態(tài)采集順序的圖；
[0020]圖2C是根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)施例形成的預(yù)備掃描序列的圖；
[0021]圖3是