使用高snr同相图像和较低snr至少部分地异相图像的dixon型水/脂肪分离mri的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。本发明涉及对被放置在MR设备的检查体积中的身体的部分的MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备并且涉及一种要在MR设备上运行的计算机程序。
【背景技术】
[0002]利用磁场与核自旋之间的相互作用以便形成二维图像或三维图像的图像形成MR方法如今得到广泛使用，尤其是在医学诊断领域中，这是因为针对软组织的成像，所述方法在许多方面都优于其他成像方法，不要求电离辐射并且通常是无创的。
[0003]根据一般的MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强的、均匀的磁场B。中，所述磁场B。的方向同时定义测量所基于的坐标系的轴(一般是z轴)。取决于通过对定义的频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)的应用能够激励(自旋共振)的磁场强度，该磁场B。针对个体核自旋产生不同的能级。从宏观的角度，个体核自旋的分布产生总磁化，能够通过对适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)的应用使所述总磁化偏离出平衡状态，同时磁场B。垂直于z轴延伸，使得磁化执行关于z轴的进动。所述进动描述了一锥形的表面，所述锥形的孔径角被称为翻转角。翻转角的幅值取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况中，自旋从z轴偏离到横向平面(翻转角90。) ο
[0004]在RF脉冲终止之后，磁化弛豫回初始平衡状态，在所述初始平衡状态中，z方向上的磁化以第一时间常数?\(自旋晶格或纵向弛豫时间)被建立，并且在垂直于ζ方向的方向上的磁化以第二时间常数Τ2(自旋-自旋或横向弛豫时间)进行弛豫。能够以在垂直于ζ轴的方向上测量磁化的变化的方式，借助于被布置并被取向在MR设备的检查体积之内的接收RF线圈来检测磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随有核自旋的从具有相同相位的有序状态到在其中全部相位角均匀分布(失相)的状态的转变(由局部磁场非均质性诱发)。失相能够借助于重新聚焦脉冲(例如，180°脉冲)而被补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
[0005]为了实现身体中的空间分辨，将沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度叠加在均匀磁场B。上，引起自旋共振频率的线性空间依赖性。在接收线圈中拾取的信号然后包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码而采集的多条线。通过收集多个样本来将每条线数字化。借助于傅立叶变换来将k空间数据的集合转换为MR图像。
[0006]在MR成像中，常常期望获得关于水和脂肪对总信号的相对贡献的信息，以抑制它们中的一个的贡献或者单独地或联合地分析它们中的全部的贡献。如果对来自在不同的回波时间处采集的两个或更多个对应回波的信息进行组合，则能够计算这些贡献。这可以被认为是化学位移编码，在所述化学位移编码中，通过在略微不同的回波时间处采集几幅图像来定义和编码额外的维度，化学位移维度。对于水-脂肪分离，这些类型的实验常常被称为Dixon型的测量。借助于Dixon成像或Dixon水/脂肪成像，能够通过根据在不同的回波时间处采集的两个或更多个对应回波计算水和脂肪的贡献来实现水-脂肪分离。一般这样的分离是可能的，这是因为存在脂肪和水中的氢的已知的进动频率差异。以其最简单的形式，通过“同相”数据集和“异相”数据集的相加或相减来生成水图像和脂肪图像。
[0007]近年来已经提出了若干Dixon型MR成像方法。除了用于水-脂肪分离的不同策略以外，已知的技术主要以它们采集的回波(或点)的具体数目和它们强加在所使用的回波时间上的约束为特征。常规的所谓的二点方法或三点方法要求同相回波时间和反相回波时间，在所述同相回波时间和所述反相回波时间处，水信号和脂肪信号在复平面中分别是平行的或反平行的。三点方法已经逐渐被推广以允许灵活的回波时间。因此，它们不再将在回波时间处的水信号与脂肪信号之间的角度或相位限制到某个值。以这种方式，它们提供了在成像序列设计中的更多的自由度并且尤其使得能够在来自采集中的信噪比(SNR)增益与分离中的SNR损失之间进行权衡。期望只对两个而不是三个回波进行采样以减少扫描时间。然而，对回波时间的约束实际上可以致使(render)双回波采集慢于三回波采集。Eggers 等人(Magnetic Resonance in Medicine，卷 65，第 96-107 页，2011 年)已经提出了使得能够消除这样的约束的双回波灵活Dixon型MR成像方法。使用这样的具有更加灵活的回波时间的Dixon型MR成像方法，不必再采集同相图像和反相图像，而是任选地从水图像和脂肪图像中进行合成。
[0008]然而，与利用这些方法获得的水图像和脂肪图像相比，在前述Dixon型MR成像方法中采集(或合成)的同相图像和异相图像经受不良的SNR。这归因于通常由有效次数的信号平均(NSA)量化的平均效应，从Dixon水-脂肪分离中得到的水图像和脂肪图像而不是采集的同相图像和异相图像通常从所述平均效应中受益，并且没有或只在较小程度上合成的同相图像和异相图像通常从所述平均效应中受益。此外，与借助于分离的、裁剪的、非Dixon型MR成像方法采集的同相图像相比，在前述Dixon型MR成像方法中采集(或合成)的同相图像经受不良的SNR。常常只在过长的扫描时间中才可实现可比较的SNR。
[0009]从上文中容易意识到，存在对用于Dixon型MR成像的改进的技术的需要。因此，本发明的目的是尤其在采集(或合成)的同相图像中提供使得能够具有高SNR的Dixon水-脂肪分离的方法。
【发明内容】
[0010]根据本发明，公开了一种对被放置在MR设备的检查体积中的目标的MR成像的方法。所述方法包括以下步骤:
[0011]-使所述目标经受第一成像序列，所述第一成像序列生成在第一回波时间处的第一MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第一 MR回波信号的贡献是实质上同相的，
[0012]-采集在第一信噪比处的所述第一MR回波信号，
[0013]-使所述目标经受第二成像序列，所述第二成像序列生成在第二回波时间处的第二MR回波信号，使得从水质子发出的MR信号和从脂肪质子发出的MR信号对所述第二 MR回波信号的贡献是至少部分地异相的，
[0014]-采集在第二信噪比处的所述第二MR回波信号，所述第二信噪比小于所述第一信噪比，并且
[0015]-根据所述第一MR回波信号和所述第二MR回波信号来重建MR图像，其中，来自水质子的信号贡献与来自脂肪质子的信号贡献被分离。
[0016]本发明的主旨是采集具有不相等的SNR的同相信号和(部分地)异相信号。
[0017]在本发明的优选实施例中，两个分离但交错的快自旋回波(fast spin-echo)成像序列或快速自旋回波(turbo spin-echo)成像序列，第一成像序列和第二成像序列用于采集同相信号(第一 MR信号)和(部分地)异相信号(第二 MR信号)。在对这些快速自旋回波成像序列的相同定时约束下，结果是，与(部分地)异相信号相比，能够利用较低的读出磁共振梯度强度和较低的信号接收带宽并且因此利用较高的SNR来采集同相信号。此夕卜，能够示出，根据同相信号和(部分地)异相信号重建的(脂肪抑制的)水图像也从所采集的同相信号中的较高的SNR中受益。以这种方式，本发明实现了在相同扫描时间中的所采集的同相图像中的较高的SNR和所计算的水(或脂肪抑制的)图像中的较高的SNR，或在较短的扫描时间中的可比较的SNR。另外，它允许通过相对于(部分地)异相信号采集的SNR调整同相信号采集的SNR来独立地按需裁剪同相图像和水(或脂肪抑制的)图像中的SNR0
[0018]备选地，能够利用单个双回波序列来采集同相信号和(部分地)异相信号，在所述单个双回波序列中，读出磁共振梯度强度和信号接收带宽