与生理周期协调的磁共振成像的制作方法
【专利摘要】为了执行磁共振（MR）断层造影，作为时间的函数采集检查对象（4）的生理参数（31），以便识别在时间上重复的生理周期。对于第一区域（21）采集第一MR数据（51），其中第一区域（21）的所有点布置在MR设备（2）的视场（20）的规定的区域中。所述第一MR数据（51）的采集（41）选择性地在与生理周期同步并且通过等待间隔（40）相互隔开的第一时间间隔中进行。对于与第一区域（21）不同的第二区域（22）采集（42）第二MR数据（52）。所述第二MR数据（52）的采集（42）在第一时间间隔之间的等待间隔（40）中进行。
【专利说明】与生理周期协调的磁共振成像
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于磁共振(MR)断层造影的方法、一种MR设备和一种MR-PET混合系统。本发明特别地涉及这样的方法和设备，其中与生理周期、例如与心脏或呼吸周期协调地进行MR数据采集。
【背景技术】
[0002]MR断层造影在医学成像中被广泛采用。公知不同的拍摄技术，其中通过接通梯度场、入射激励脉冲和采集产生的磁化获得关于检查对象的信息。这样的拍摄技术的例子是自旋回波或梯度回波技术。
[0003]在检查对象的部分的运动的情况下所产生的图像可能具有运动伪影。所述运动伪影至少部分地可能通过检查对象的生理周期引起。例如在胸廓区域中通常的呼吸运动或心肌的运动可能降低图像质量，从而使得可靠的诊断变得困难。
[0004]为了提高图像质量，使用所谓的EKG触发、呼吸门控或其组合。使用这些技术以便这样执行数据采集，使得在数据采集期间运动是小的。为此可以采集心脏周期或呼吸周期。MR数据采集可以与生理周期同步。为此可以产生触发信号，使得测量总是在相同的生理阶段开始和结束。特别地可以在静止阶段进行MR数据采集，在该静止阶段中检查对象的器官或其它待成像的部分运动少。在门控情况下，在特定的时间窗期间接通采集，例如当运动非常少时，并且然后又断开。EKG触发例如主要应用于心脏成像，而呼吸触发或呼吸门控也应用于胸廓或腹部成像，以便降低运动伪影。
[0005]门控技术和触发技术也应用于正电子发射断层造影(PET)，特别是当采用正电子发射断层造影来对运动的器官中的肿瘤成像时。在组合的MR-PET混合成像中对于PET图像的可靠的衰减校正值得期望的是，对于衰减校正使用的MR数据采集也与生理周期协调地进行。
`[0006]在使用触发或门控方法的常规的MR方法中的一个缺陷是，检查时间的仅一部分被用于实际的测量。
[0007]为了缓解该缺陷，可以采用允许快速的数据采集和很好利用通过生理周期规定的时间窗的MR拍摄技术。但是，在该时间窗外部不进行MR数据采集，因为在该阶段期间存在的运动会强烈影响图像质量。替换地或附加地，可以使用呼吸停止技术，以便在数据采集期间冻结运动。在长的测量情况下或对于在屏气情况下有问题的患者，呼吸停止技术遇到局限。
[0008]在DE102010044520A1中描述了也可以对MR设备的视野边缘处的位于规定体积外部的区域成像的用于MR成像的技术。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是，提供用于MR成像的改进的方法和装置，其中与生理周期协调地采集MR数据。本发明特别地要解决的技术问题是，提供这样的方法和装置，其中尽可能好地利用可供使用的测量时间。
[0010]提供了具有在独立权利要求中给出的特征的方法和装置。从属权利要求定义了实施方式。
[0011]按照本发明的实施方式，对于运动少的身体区域上的MR数据采集使用在取决于生理周期确定的通常的时间窗外部的等待时间。在实施方式中，实现在可以是门控时间窗的第一时间间隔内部对运动多的区域的第一 MR数据采集以及在门控时间窗之间的等待间隔中进行的对运动少的区域的第二 MR数据采集的组合或交错。
[0012]按照一个方面，提供了一种用于磁共振(MR)断层造影的方法。作为时间的函数采集检查对象的生理参数，以便识别时间上重复的生理周期。对于第一区域采集第一 MR数据，其中第一区域的所有点布置在MR设备的视场的规定的区域中，特别是在基本场的对称中心的规定的周围中。第一 MR数据的采集选择性地在与生理周期同步并且通过等待间隔相互隔开的第一时间间隔中进行。对于与第一区域不同的第二区域采集第二 MR数据。第二 MR数据的采集在第一时间间隔之间的等待间隔中进行。 [0013]在该方法中使用不同的时间段，以便对检查对象的不同区域成像。可以布置在MR设备的规定区域中的第一区域在与生理周期协调地确定的第一时间窗中被采集。利用在第一时间窗之间的等待间隔来获取第二区域的图像数据。在此可以是对于检查对象的、其位置不随或仅微弱地随生理周期改变的部分的拍摄。通过在等待间隔期间第二数据的拍摄更好利用可供使用的测量时间。
[0014]应当对其采集第二 MR数据的第二区域可以与第一区域邻接。第二区域可以围绕第一区域，例如按照环的方式。第二区域和第二区域也可以重叠。
[0015]对于其可以在第一时间间隔中采集第一 MR数据的、视场的规定区域，可以是视场的如下区域，在该区域中基本场的非均匀性小于规定的阈值。这样的区域通常称为MR设备的规定体积。第二区域可以部分或完全位于该规定体积外部。
[0016]可以这样来调整在检查对象和MR设备之间的相对位置，即，检查对象的随生理周期运动的部分布置在第一区域中。由此可以确保运动伪影保持小。对于与生理周期协调运动的部分的MR数据采集在第一时间间隔中进行，在所述第一时间间隔中运动小，也就是在周期的静止阶段中。
[0017]第二 MR数据可以对检查对象的运动少的部分成像。第二 MR数据可以对检查对象的如下部分成像，所述部分的运动幅度在生理周期期间小于阈值。第二MR数据可以特别地对检查对象的手臂成像。手臂的位置和轮廓例如对于衰减校正的基于MR的确定来说是有意义的。检查对象的运动少的部分可以定位在MR设备的视场边缘。检查对象的运动少的部分可以至少部分地定位在规定体积外部。
[0018]第二 MR数据的采集可以包括用于减小失真的措施。为此，可以根据在应当进行失真降低的数据采集的特定位置处MR设备的基本场的非均匀性和梯度场的非线性来调整至少一个梯度场的梯度强度。
[0019]该方法可以利用MR-正电子发射断层造影(PET)混合系统来执行。对于PET图像的衰减图可以基于第一 MR数据和第二 MR数据来确定。衰减图可以用于PET数据的衰减校正。衰减图可以用于产生衰减校正了的PET图像。
[0020]衰减图的确定可以包含，对于布置在第一区域中的多个体素，分别基于第一 MR数据确定对于在PET中所采集的光子的吸收参数。对于布置在第二区域中的多个体素，可以分别基于第二 MR数据确定对于在PET中所采集的光子的吸收参数。
[0021]第一 MR数据的采集可以利用第一 MR拍摄技术进行。特别地可以通过如下得到考虑，即，对于在第一区域中的MR数据采集应当使用快速的第一拍摄技术，而对于在第二区域中的MR数据采集可以使用第二拍摄技术，该第二拍摄技术允许校正在第二区域中的基本场的非均匀性和/或梯度场的非线性。在该情况中第二 MR拍摄技术与第一 MR拍摄技术不同。 [0022]第二 MR拍摄技术可以是允许补偿去相位效应的MR拍摄技术。特别地，第二 MR拍摄技术可以是自旋回波拍摄技术。由此通过在MR设备的视场的边缘处基本场的非均匀性引起的去相位效应可以得到补偿。
[0023]第一 MR拍摄技术可以包括梯度回波序列的产生。第二 MR拍摄技术可以包括自旋回波序列的产生。第一拍摄技术可以是非层选择性的。第二拍摄接收可以是层选择性的。通过这样的构造，对于检查对象的随生理周期运动的部分的快速数据采集可以与在视场的边缘区域中定位的运动少的部分的数据采集组合。
[0024]如果第一和第二拍摄技术不同，则可以在时间上与生理周期协调地产生过渡序列，以便为利用第一 MR拍摄技术的数据采集准备检查对象。第二 MR数据的采集可以尚在等待间隔结束之前就被中断，以便执行过渡序列。引入过渡序列的时刻可以取决于生理周期来确定。分别中断在等待间隔期间的第二 MR数据的采集的时刻可以取决于生理周期的持续时间和取决于为了对于第一拍摄技术而准备磁化所需的持续时间来自动地确定。
[0025]第一拍摄技术可以基于在横向磁化的均衡状态中的快速梯度回波序列(例如“Steady State Free Precession,稳态自由进动梯度回波”、SSFP序列)。为了准备磁化，可以产生高频脉冲的序列，所述序列例如导致，在角度+ α /2和-α /2之间的磁化矢量围绕ζ轴振荡。为了尽可能快速地准备磁化，例如可以产生如下的高频脉冲的序列，其中首先入射+ Ct /2的翻转角作为第一脉冲然后交替地入射对于翻转角-Ct和+ Ct的高频脉冲。在第一高频脉冲(+α /2)和接下来的具有翻转角- α的高频脉冲之间的时间间隔可以是在分别相继的用于以翻转角土α翻转的高频脉冲之间的时间间隔的一半大。
[0026]检查对象的第二区域(对于所述第二区域在等待间隔期间拍摄MR数据)可以布置在MR设备的视场的边缘处。第二区域可以至少部分地位于规定体积外部，从而在那里基本场的非均匀性和梯度场的非线性可以大于阈值。
[0027]第二 MR数据可以分别在包含在等待间隔中的第二时间间隔中被采集。第二时间间隔的持续时间可以取决于生理周期的持续时间来选择。由此第二时间间隔的持续时间可以被调谐到在其中可以采集第一数据的第一时间间隔，并且如果需要，可以被调谐到过渡序列的持续时间。
[0028]生理周期可以是心脏周期或呼吸周期。
[0029]按照另一方面，提供了一种MR设备。MR设备包括用于产生Btl场、即基本场的装置。MR设备包括用于采集MR数据的拍摄装置和用于控制MR设备的控制装置。控制装置具有用于接收取决于检查对象的生理参数的信号的接口。控制装置被构造为用于根据由接口接收的信号识别在时间上重复的生理周期。控制装置被构造为用于控制拍摄装置用来采集对于第一区域的第一 MR数据，其中第一区域的所有点布置在MR设备的视场的规定区域中，特别是基本场的对称中心的规定周围中。控制装置构造为用于这样控制拍摄装置，使得第一 MR数据的采集选择性地在与生理周期同步并且通过等待间隔互相隔开的第一时间间隔中进行。控制装置构造为用于这样控制拍摄装置用来采集对于与第一区域邻接的第二区域的第二 MR数据，使得第二 MR数据的采集在第一时间间隔之间的等待间隔中进行。
[0030]按照实施方式的MR设备的构造和由此实现的作用相应于方法的构造。在此，MR设备的控制装置自动地导致MR设备的相应控制，以便促使方法步骤的自动执行。
[0031]MR设备可以构造为用于执行按照一个方面或实施例的方法。
[0032]按照另一方面，提供了一种MR-PET混合系统。MR-PET混合系统包括按照一个方面或实施例的MR设备。MR-PET混合系统包括正电子发射断层造影仪，其具有用于采集PET数据的探测器。正电子发射断层造影仪包括与MR设备耦接并且构造为用于根据利用MR设备采集的第一 MR数据和第二 MR数据确定对于PET数据的衰减图的处理装置。
[0033]由此可以特别地在MR-PET混合系统中采用按照实施例的技术，在所述技术中在等待间隔中进行对于检查对象的运动少的部分的MR数据采集，在该等待间隔中例如心脏或呼吸周期导致检查对象的另外的部分中的运动伪影。对于这样的系统值得期望的是，也能够考虑通过手臂的轮廓和横截面引起的、采集的PET信号的衰减。按照实施例的技术允许，利用第二 MR数据在等待间隔中进行对于手臂的成像。这些数据然后可以与第一 MR数据组合，例如用于计算检查对象的衰减图。
[0034]本发明的实施例不限于在MR-PET混合系统中的应用，而是可以一般地在用于MR成像的方法和设备中被采用，其中通过如下降低运动伪影，即，检查对象的运动部分的MR数据采集与生理周期同 步地进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]上面描述的本发明的特性、特征和优点以及实现这些优点的方式结合对关于附图详细解释的实施例的以下描述将变得清楚和容易理解。附图中，
[0036]图1示出了按照一个实施例的MR-PET混合系统。
[0037]图2示出了图1的系统的MR设备的视场的不同区域。
[0038]图3示出了在按照一个实施例的方法和装置中的MR数据采集。
[0039]图4示出了检查对象的不同部分的MR数据，对于所述部分利用按照实施例的方法和装置进行数据采集。
[0040]图5示出了在按照一个实施例的方法和装置中的MR数据采集。
[0041 ] 图6是按照一个实施例的方法的流程图。
[0042]图7是按照另一个实施例的方法的流程图。
[0043]图8示出了利用按照实施例的方法和装置获得的MR图像。
[0044]图9示出了利用通常的方法获得的MR图像。
[0045]图10示出了从第一和第二 MR数据产生衰减图。
[0046]图11和图12示出了在按照实施例的方法和装置中获得的图像数据。
[0047]图13示出了对于在拍摄技术之间的过渡在方法和装置中为了准备磁化可以采用的高频脉冲的序列。
[0048]附图中相同或相应的附图标记表示相同或相应的元件、装置或方法步骤。【具体实施方式】
[0049]实施例的特征可以互相组合，只要在以下描述中没有明确排除这一点。虽然一些实施例在特定的应用的上下文中、例如在MR-PET混合系统的上下文中被描述，但是实施例不限于这样的应用。
[0050]图1示出了 MR-PET混合系统I的示意图。MR-PET混合系统I包括:MR设备，其具有断层造影仪2，用于检查对象4、例如患者4的检查台3，所述患者位于检查台3上可以被移动通过断层造影仪2的开口 5 ;控制装置6 ;分析装置7和驱动单元8。控制装置6和分析装置7可以包括一个或多个处理器。控制装置6和分析装置7可以构造为计算机。控制装置6控制断层造影仪2并从断层造影仪2接收例如利用MR拍摄线圈12拍摄的信号。
[0051]可以设置PET探测器13，用于采集PET数据。PET数据的数据采集和PET数据的分析可以同样通过控制装置6和分析装置7进行。替换地，可以为PET数据的采集和处理设置单独的控制器和/或单独的分析计算机。在这种情况下用于PET数据的采集的控制器与对于MR数据采集的控制装置6协调地工作，以便取决于检查对象的生理周期既采集MR数据也采集PET数据。
[0052]为了产生基本磁场Btl,断层造影仪2具有(仅示意性示出的)基本场磁体14。断层造影仪2具有用于产生梯度场的梯度场系统。断层造影仪2具有一个或多个用于产生高频信号的高频天线。驱动单元8可以由控制装置6自动地控制，用于将检查台3沿着方向Z与检查对象4 一起移动通过断层造影仪的开口 5。控制装置6和分析装置7例如可以是具有显示器、键盘和数据载体的计算机系统，在所述数据载体上存储了电子可读的控制信息，所述控制信息构造为，在分析装置7和控制装置6中使用数据载体时允许执行以下详细描述的方法。
[0053]MR-PET混合系统I构造为，与检查对象4的生理周期协调地执行MR数据采集。生理周期例如可以是心脏周期或呼吸周期。为了与生理周期协调地执行MR数据采集，MR-PET混合系统I可以包括用于监视检查对象4的`生理参数的装置。该装置可以采集EKG信号和/或检查对象的呼吸和/或其它生理参数。该装置可以包括用于采集生理参数的传感器11。该装置可以包括分析由传感器11所采集的生理信号的分析设备10。例如，分析设备10可以分析作为时间的函数被监视的生理参数并且据此产生触发信号或门控信号。控制装置6可以包括用于从分析设备10接收信号的相应接口 9。在另外的构造中分析设备10的功能可以集成在控制装置6中，从而控制装置6在接口 6处可以直接从传感器11接收信号。
[0054]在运行中控制装置6根据在接口 9处接收的信号来控制断层造影仪2。控制装置6这样控制断层造影仪2，使得对于第一空间区域取决于生理周期并且在时间上与生理周期协调地进行第一 MR数据的采集。第一 MR数据的该采集可以是触发的或门控的数据采集。对于其以该方式采集第一 MR数据的第一区域在此这样坐落，使得检查对象的明显随生理周期改变的部分利用第一 MR数据来成像。该触发的或门控的数据采集可以对通过检查对象4的横截面的大部分成像并且以下也被称为“主要MR数据采集”。为了保持运动伪影小，控制装置6这样控制断层造影仪2，使得第一 MR数据的采集与生理周期同步。即，第一MR数据的采集分别按照与生理周期的规定的时间关系进行。第一 MR数据的采集在多个第一时间间隔中进行，所述第一时间间隔例如可以是门控时间窗或是通过触发信号定义的时间间隔。第一时间间隔分别通过等待间隔互相隔开。第一时间间隔可以这样来选择，使得其与生理周期的静止阶段相应，在所述静止阶段中检查对象的成像部分处于相对静止。
[0055]控制装置6还这样控制断层造影仪2，使得在所述静止阶段之间的等待间隔中采集对于第二空间区域的第二 MR数据。第二区域在此与第一区域相邻并且可以特别地包含检查对象4的那些在生理周期期间不动或仅微弱运动的部分。对于检查对象4的这样的部分的例子是检查对象的手臂19。第二 MR数据的采集在此也被称为“次要数据采集”。
[0056]控制装置6由此这样控制断层造影仪2，使得第一 MR数据的采集(利用所述第一MR数据对检查对象4的运动多的部分成像并且所述第一 MR数据选择性地仅在规定的、取决于生理周期的第一时间间隔中进行)与第二 MR数据的采集组合。后者对检查对象4的运动少的部分成像并且在生理周期的静止阶段之间的(即在第一时间间隔之间的)等待间隔期间被采集。两个数据采集在此在时间上交错。第二 MR数据的采集分别在两个第一时间间隔之间进行，在所述第一时间间隔中采集第一 MR数据。
[0057]手臂19的或检查对象4的其它通常不具有运动的部分的次要MR数据采集在运动多的呼吸或心脏阶段期间进行，所述次要MR数据采集迄今为止保持未被使用。由此可以减少整个所需的总测量持续时间和/或更好利用可用的测量持续时间。
[0058]对于第一区域中的运动多的部分的主要MR数据采集和对于第二区域中的运动少的部分的次要MR数据采集的这样的交错可以这样来进行，使得运动少的部分定位在MR设备的规定体积外部。在这种情况中在第二 MR数据的采集中可以采用失真校正的方法，以便也能够在视场的边缘区域中和规定体积外部产生具有降低的失真的MR图像数据。在MR-PET混合系统I中MR设备的视场例如可以包括规定体积21，其中基本场的非均匀性小于预先定义的阈值。由此可以保证，对于在规定体积21中的数据采集来说失真是小的。规定体积典型地包含基本场的对称中心并且延伸到与该对称中心的预定距离。规定体积部分地也可以称为“规定的视场”或“规定的FoV”。视场的边缘区域22与规定体积21邻接并且可以包围该规定体积。控制装置6可以这样控制断层造影仪2，使得检查对象的运动多的部分定位在规定体积21中并且在边缘区域22中仅定位检查对象的运动少的部分，其位置在生理周期期间不变或仅微弱改变。
[0059]典型地可以简单地实现在检查对象4和断层造影仪2之间的相应的这样的相对位置，使得在视场的边缘区域22中仅布置运动少的部分。特别地规定体积21典型地具有约50cm的直径，从而相对运动多的部分可以定位在规定体积21的内部。
[0060]应当注意，在第一时间间隔期间，即，在主要数据采集时，也可以对于视场的边缘区域22采集MR数据。然而，这些在主要数据采集时所采集的对于边缘区域22的MR数据可能在进一步处理时被丢弃，以保持失真校正少。替换地，可以从第二 MR数据中和在主要数据采集中对于边缘区域22采集的MR数据中形成加权的叠加。类似地可以在等待间隔期间，即，在次要数据采集时，也对于视场的规定体积21采集MR数据。然而，这些在次要数据采集时所采集的对于规定体积21的MR数据在进一步处理中可能被丢弃，以保持运动伪影低。替换地，可以从第一 MR数据中和在次要数据采集中对于规定体积21所采集的MR数据中形成加权的叠加。
[0061]第一 MR数据和第二 MR数据可以由分析装置7进一步处理。例如第一 MR数据和第二 MR数据可以被组合为一幅MR图像。在此，相应的图像点可以对于检查对象的运动多的部分从第一 MR数据中获得，并且对于检查对象的运动少的部分从第二 MR数据中获得。
[0062]可以处理第一 MR数据和第二 MR数据，以便产生对于PET拍摄的衰减图。衰减图可以包括关于对于在PET中通过湮灭产生的光子的吸收系数的位置分辨的信息。从第一MR数据和第二 MR数据中可以例如通过分割确定关于不同的组织类型的位置和大小的信息。从这些信息中可以例如在使用前面计算的关于取决于组织类型的吸收系数的信息的条件下由分析装置7自动计算衰减图。该衰减图可以用于PET数据的衰减校正。
[0063]虽然参考图1描述了 MR-PET混合系统1，在本发明的其它实施例中下面详细描述的方法也可以利用不是作为MR-PET混合系统构造的MR设备来执行。这样的MR设备的构造与在图1中示意性示出的构造相应，其中但是不必设置PET探测器13。
[0064]图2示出了按照实施例的MR设备的视场20的不同区域。在规定体积21中基本场的非均匀性小并且失真小。在与规定体积邻接的边缘区域22中不保证，基本场的非均匀性和梯度场的非线性小于规定的阈值。规定体积21包含基本场的对称中心23。对于检查对象的随生理周期运动的部分的成像，将该部分定位在规定体积21中并且通过主要数据采集拍摄，所述主要数据采集可以是触发的或门控的。检查对象的运动少的部分可以定位在边缘区域22中并且在主要数据采集之间的等待间隔中利用次要数据采集成像。
[0065]图3示出了按照实施例的方法和MR设备的工作方式。
[0066]生理参数31作为时间的函数被采集。举例示出了 EKG信号31。在生理参数的取决于时间的进程中的特定的特征、例如EKG信号31的R峰32，可以引起一个触发信号。在触发事件之后的触发延迟38之后进行主要数据采集41。在此，对检查对象的取决于生理参数运动的部分成像。其中进行主要数据采集41的第一时间间隔可以是门控时间窗。其中进行主要数据采集41的第一时间间隔通过等待间隔40互相隔开。
[0067]通过主要数据采集可以实现，检查对象的运动多的部分分别在定义的运动阶段中被采集。举例示出了心脏的运动35，其包`括收缩期36和舒张期37。与生理周期同步进行的主要数据采集可以这样进行，即，对检查对象的运动多的部分分别在生理周期的相同阶段中进行主要数据采集。与生理周期同步进行的主要数据采集可以这样进行，即，检查对象的运动多的部分分别在其中运动速度小的静止阶段中被成像。
[0068]在主要数据采集之间的等待间隔40中进行次要数据采集42。利用在等待间隔40中在次要数据采集42时所采集的第二 MR数据可以对检查对象的运动少的部分成像，特别是检查对象的手臂。次要数据采集42仅需在“其在等待间隔40中进行”的范围内协调到生理参数31的时间走向上，并且如果需要的话允许执行过渡序列以便在触发延迟38结束之前引入主要数据采集41。然而，次要数据采集42也可以在检查对象的在规定体积中定位的部分具有通过监视的生理参数31反映的强运动时进行。
[0069]图4示出了检查对象的MR图像。第一 MR图像51对检查对象的第一区域成像。第一区域可以对于例如在门控窗或在通过触发信号定义的窗中进行的主要数据采集被定位在规定体积21中。检查对象可以相对于MR设备被移动，从而检查对象的第一区域被移动通过规定体积21并且在那里分别可以被成像。
[0070]第二 MR数据52对检查对象的第二区域成像。检查对象的第二区域可以对于在门控窗之间的等待间隔中或者在通过触发信号定义的窗之间的等待间隔中进行的次要数据采集而被定位在视场的边缘区域22中。[0071]主要MR数据采集和次要MR数据采集可以基于不同的MR拍摄技术。例如第二 MR数据的采集42可以是基于自旋回波的。由此可以有效降低或消除在视场的规定体积外部的去相位效应。第二 MR数据的采集可以是层选择性的。第一 MR数据的触发的或门控的采集41可以基于快速梯度回波序列。特别地可以使用在横向磁化的均衡状态中的快速梯度回波序列(例如SSFP序列)，以采集第一 MR数据。这允许对于检查对象的运动多的部分的成像很好利用可用的静止阶段。第一 MR数据的采集41可以是非层选择性的。
[0072]为了保证在不同的拍摄技术之间的过渡，可以设置过渡序列。其例如可以在主要数据采集41之前进行。
[0073]图5示出了在按照实施例的方法和MR设备中的MR数据采集。如在图5中所示的数据采集可以在主要数据采集和次要数据采集基于不同的拍摄技术时被采用。
[0074]在此，在等待间隔40结束之前结束次要数据采集42。产生过渡序列43，例如通过合适地接通梯度场和/或产生高频脉冲。这样产生过渡序列43，使得其直到触发延迟38过去时结束。可以使用过渡序列43，以便对于主要数据采集41准备磁化，例如如果第一MR数据的采集41是基于横向磁化的均衡状态中的快速梯度回波序列的。作为过渡序列43，特别地可以使用其中磁化具有短的起振时间的脉冲序列。例如可以使用如参考图13还要详细描述的脉冲序列，或具有带有增加的翻转角的脉 冲的脉冲序列。
[0075]在其它实施例中，如果次要MR数据采集通过附加的相位编码在层选择方向上非选择性地进行，则可以弃用对于从非层选择性的MR拍摄技术到层选择性的MR拍摄技术的过渡的层激励。
[0076]图6不出了按照一个实施例的方法60的流程图。方法60可以由MR设备按照一个实施例自动执行。控制装置6可以对MR设备进行相应的自动控制。
[0077]在步骤61中识别检查对象的生理周期。为此监视生理参数，例如EKG信号或呼吸。可以记录和分析生理信号。替换地或附加地，可以使用脉冲技术，即所谓的导航器，其重复地在测量期间收集并分析关于生理阶段的信息。
[0078]在步骤62中采集第一 MR数据。这样进行第一 MR数据的采集，使得检查对象的具有随生理参数较强运动的部分布置于其中的第一区域被成像。第一 MR数据可以与生理周期同步地这样被采集，使得第一 MR数据的采集在静止阶段中进行，在所述静止阶段中运动多的部分的运动速度小。第一 MR数据在可以通过门控或触发技术确定的第一时间间隔中被米集。
[0079]在步骤63中在两个直接相继的第一时间间隔之间的等待间隔中采集第二 MR数据。在此，检查对象的运动少的部分、例如手臂被成像。第二 MR数据的采集可以对于定位在MR设备的视场边缘的运动少的部分进行。第二 MR数据的采集可以独立于生理周期是否恰好位于静止阶段中进行。
[0080]在步骤64中检查，是否应当进行按照方法60的另一个数据采集。如果或者对于所有运动少的部分(例如手臂)或者对于所有运动多的部分(例如心脏和胸廓区域中的器官)采集了足够的数据，则可以中断其中顺序地分别对于检查对象的运动多的和运动少的部分采集MR数据的数据采集。如果对于所有运动少的部分(例如手臂)以及对于所有运动多的部分(例如心脏和胸廓区域中的器官)采集了足够的数据，则可以中断其中顺序地分别对于检查对象的运动多的和运动少的部分采集MR数据的数据采集。如果确定，应当进行按照方法60的另一个数据采集，则方法60返回到步骤62。在这以前可以在步骤65中产生过渡序列，例如以便对于第一 MR数据的采集准备磁化。如果在步骤64中确定，不要进行利用方法60的另外的数据采集，则方法在步骤66继续。
[0081]在步骤66中，可以将在步骤62中所采集的第一 MR数据和在步骤63中所采集的第二 MR数据进行融合。为此，例如可以将能够对检查对象的中央区域成像的第一 MR数据和能够对边缘区域成像的第二 MR数据组合为一幅MR图像。为此，可以从第一 MR数据中重建第一图像并且从第二 MR数据中重建第二 MR图像，其中这两个重建的图像被组合。在此，例如与运动多的组织相应的像素或体素可以从由第一 MR速重建的图像中获得。例如与运动少的组织相应的像素或体素可以从由第二 MR速重建的图像中获得。替换地或附加地，可以从第一 MR数据和第二 MR数据中计算对于PET的衰减图。
[0082]如果利用在等待间隔中的第二 MR数据的采集对布置在规定体积外部的运动少的区域成像，则可以使用衰减校正。由此也可以提高在视场边缘区域中的图像质量。失真校正可以包括对所采集的第二 MR数据或从中所重建的图像的计算的校正。替换地或附加地，也可以使用失真校正，在所述失真校正中，有针对地这样调整梯度强度，使得分别在视场边缘处的特定位置上得到基本场的非均匀性和梯度场的非线性的破坏性的叠加，从而整个失真被减小或完全被消除。为此，特别地可以采用所有在DE102010044520A1中所描述的技术。
[0083]此外，为了在等待间隔中采集第二 MR数据可以这样产生梯度场，使得在视场边缘处的预定位置上至少部分地消除通过梯度场的非线性引起的失真和通过Btl场非均匀性引起的失真。可以借助这样所产生的梯度场采集包含了视场边缘处的预定位置的第二 MR数据，并且从第二 MR数据中确定在预定位置处检查对象的部分区域的图像。
[0084]梯度场的梯度G可以按照以下等式来确定:
[0085]G=- δ B0 (x, y, z)/c(x, y, ζ) (I)
[0086]其中，δ Btl是视场边缘处具有坐标(X，y, ζ)的预定位置上的Btl场非均匀性并且c是预定位置(x，y，z)处的相对梯度误差。一旦曾经测量了 MR设备，即，对于特定的位置或区域(例如预计患者的手臂位于其中的区域)确定了相对梯度误差和场非均匀性，则由此可以简单地确定并产生梯度场的梯度，以便能够可靠地，即，没有失真地或仅具有小的失真地确定在预定的位置处检查对象的图像。
[0087]替换地或附加地，为了产生梯度场可以确定在视场边缘处预定位置上的Btl场非均匀性并且这样构造用于产生梯度场的梯度线圈，使得在预定位置处梯度场的非线性和Btl场非均匀性抵消。因为例如对于PET衰减校正通常仅需无失真地采集MR设备的视场边缘处的几个区域，例如检查对象的手臂预计位于其中的区域，所以可以如下优化梯度线圈，使得由梯度线圈产生的梯度场的非线性在预定的梯度场的情况下基本上抵消在这些区域中的Bci场非均匀性。
[0088]替换地或附加地，为了产生梯度场可以确定视场边缘处的预定位置上的梯度场的非线性并且这样改变Btl场，使得在预定的位置处梯度场的非线性和Btl场非均匀性抵消。Btl场的改变例如可以通过合适布置所谓的匀场片来调整。由此至少对于几个预定的区域，例如检查对象的手臂根据预计将位于其中的区域，可以实现小的失真或甚至没有失真。
[0089]如果对于规定体积外部的第二 MR数据的采集进行失真校正，则可以采用例如任何上面所描述的技术。在此，在两个静止阶段之间的等待间隔期间进行相应的数据采集，以便无失真地或具有减小的失真地对检查对象的例如手臂成像。该数据采集可以与对于规定体积的触发的或门控的数据采集进行组合。
[0090]图7示出了可以利用MR-PET混合系统执行的方法70的流程图。方法70特别地可以由MR-PET混合系统I自动执行。利用相同的附图标记来表示可以如参考图6解释地那样执行的方法70的步骤。
[0091]在步骤71中确定基本场的非均匀性。非均匀性可以通过断层造影仪2的测量来采集并且然后对于多个MR数据采集存储在控制装置6的存储器中。确定梯度强度。这一点例如可以按照等式(I)进行。在此可以确定梯度强度，对于所述梯度强度在视场的边缘区域的、手臂定位于其中的部分中失真被减小或完全消除。
[0092]在步骤61中识别生理周期。
[0093]与在步骤62-65中MR数据的采集并行地，可以在步骤72中进行PET数据的采集。PET数据同样可以与生理周期协调地被采集。如果例如要采集对于器官中的肿瘤的PET数据时这一点特别成立。PET数据的采集可以在生理周期的静止阶段期间并且由此与在步骤62中第一 MR数据的采集平行地进行。
[0094]在步骤73中，可以从第一 MR数据和第二 MR数据中确定对于PET的光子发射的衰减图。为此，例如可以将第一 MR数据和第二 MR数据如参考图6描述的那样组合为一幅MR图像。通过MR图像的分割可以识别不同的组织类型。在使用对于不同的组织类型存储了对于在PET中发射的光子的吸收系数的特性曲线族的情况下可以计算衰减图。
[0095]在步骤74中，从在步骤73中所采集的PET数据和在步骤73中所确定的衰减图中确定PET图像。
[0096]虽然在方法70中 在采集对于MR-PET混合系统的第二 MR数据时使用了失真校正，但该方法相应地也可以在不是构造为用于执行PET的MR设备中被采用。
[0097]图8示出了在使用按照实施例的方法和MR设备的条件下的MR成像，其中将在使用失真校正的条件下对视场的边缘区域中的第二 MR数据的采集与对于规定体积的门控的或触发的MR数据采集进行了组合。
[0098]图8示出了利用按照实施例的这样的方法所产生的MR图像81。在此，使用按照等式(I)的失真校正。检查对象的手臂在82中基本上无失真地被成像。
[0099]为了比较，图9示出MR图像83，其中手臂同样布置在视场的边缘区域中，但是弃用失真校正。检查对象的手臂在84中被成像并且具有明显的失真。
[0100]图10示出了选择性地仅在生理周期的静止阶段期间被采集并且对第一区域成像的第一 MR数据与对具有检查对象的运动少的部分的第二区域成像并且在生理周期的静止阶段之间的等待间隔期间被采集的第二 MR数据的组合。
[0101]在数据采集时例如布置在MR设备的规定体积中的、组合的数据组90的体素或像素91，可以基于从第一 MR数据中所重建的图像被填充。从在主要数据采集中采集的、对于在规定体积外部的边缘区域的第一 MR数据中所重建的体素或像素可以被丢弃。
[0102]在数据采集时例如布置在规定体积外部的边缘区域中的、组合的数据组90的体素或像素92，可以基于从第二 MR数据中所重建的图像被填充。从在次要数据采集中采集的、对于规定体积的第二 MR数据中所重建的体素或像素可以被丢弃。
[0103]组合的数据组90例如可以是MR图像或衰减图。[0104]为了在按照实施例的方法和MR设备中在生理周期的(其中进行主要MR数据采集的)静止阶段之间的等待间隔中实现快速的次要MR数据采集，可以将如例如参考等式(I)解释的在第二 MR数据的采集中的失真校正与其它技术组合。[0105]例如，可以对于第二 MR数据的采集使用多层自旋回波序列。为此，可以将例如按照等式(I)、读出梯度强度的取决于层位置的确定扩展为梯度阵列。期望的层数和期望的层位置可以由用户定义地来确定。自动地产生阵列，该阵列包含对于每个层位置单独确定的相应的梯度强度。在此，梯度幅度或者说梯度强度例如可以分别按照等式(I)确定。多层自旋回波序列在使用所计算的梯度阵列的条件下导致失真降低的层的同时拍摄和由此导致测量时间的节省。在此，将用于对检查对象的手臂成像的这样的多层自旋回波序列与检查对象的运动多的部分的门控或触发的拍摄进行交错。
[0106]也可以将例如参考等式(I)所描述的失真校正与所谓的“双回波”自旋回波序列进行组合。在此，可以对于两个手臂的位置分别按照等式(I)计算梯度强度，其例如是第一读出梯度和第二读出梯度的强度。第一自旋回波可以在使用第一读出梯度的条件下被采集并且第二自旋回波可以在使用第二读出梯度的条件下被采集。从第一自旋回波中可以失真校正地重建第一手臂。从第二自旋回波中可以失真校正地重建第二手臂。在此，将用于对检查对象的手臂成像的这样的“双回波”自旋回波序列与对检查对象的运动多的部分的门控或触发的拍摄进行交错。
[0107]一般地，为了执行“双回波”自旋回波序列，可以这样确定第一读出梯度场，使得在MR设备的视场的预定的第一位置处，通过第一读出梯度场的非线性引起的失真和通过B。场非均匀性引起的失真基本上抵消。第二读出梯度场可以这样来确定，使得在视场的预定的与第一位置不同的第二位置处，通过第二读出梯度场的非线性引起的失真和通过Btl场非均匀性引起的失真基本上抵消。可以执行多回波序列，其中在一个180°脉冲之后在使用第一读出梯度场的条件下采集第一自旋回波的MR数据并且在另一个180°脉冲之后在使用第二读出梯度场的条件下采集第二自旋回波的MR数据。
[0108]图11和图12示出了这样的方法。断层造影仪2具有例如600mm的内直径，而规定体积21更小并且例如可以具有500mm的直径。图解地布置了三个模体对象101、102、103的成像。模体对象102布置在磁共振设备I的对称中心中。模体对象101在负的X方向上位于断层造影仪2的内边缘。模体对象103在正的X方向上位于断层造影仪2的内边缘。
[0109]图11示出了基于利用第一回波和第一读出梯度场所采集的MR数据的、三个模体对象101-103的MR图像100。例如利用门控的或触发的数据采集所采集的、视场中心中的模体对象102已经无失真地被采集。因为第一读出梯度场对于在负的X方向上的边缘区域中的位置被优化了，所以示出了具有相对小的失真的模体对象101。特别地，在规定体积21外部的利用箭头表示的区域105中，模体对象101的结构仅微小失真。相反，模体对象103则在规定体积21外部的区域22中强烈失真，如利用箭头106所示的。
[0110]图12示出了基于利用第二回波和第二读出梯度场采集的MR数据被确定的MR图像107。在该MR数据的采集中施加对于在正的X方向上的位置被优化了的读出梯度场。模体对象103现在特别地在通过箭头表示的边缘区域109中仅相对小地失真。模体对象101相反在通过箭头表示的区域108中强烈失真。
[0111]通过MR图像100、107与通过门控或触发的数据采集所确定的对于规定体积的MR图像的组合，可以总体上产生一幅高质量的图像。为此，视场的边缘区域22中的像素或体素从MR图像100、107的如下那些中获得，其中在相应的像素或体素上的读出梯度场按照等式(I)来选择并且导致小的失真。
[0112]也可以将如例如参考等式(I)描述过的失真校正与检查对象3的连续运动进行组合。为此，可以在可自由选择的层位置中计算并应用读出梯度场的梯度强度。该计算可以例如基于等式(I)进行。通过所谓的“连续移动台”技术将测量对象连续移动通过该优化的层位置。
[0113]在本发明的实施例中，可以利用不同的MR拍摄技术来实现作为门控的或触发的MR数据采集进行的第一 MR数据的采集，以及能够用来对检查对象的运动少的部分成像的第二 MR数据的采集。例如，第一 MR数据的采集可以利用非层选择性的梯度回波序列进行。为了准备层磁化，可以产生过渡序列，如已经参考图5和图6解释的那样。
[0114]可以这样来选择过渡序列，使得实现磁化的短的起振时间。由此，其中可以分别进行第二 MR数据的采集的持续时间被延长。在一种构造中，使用用于准备在均衡状态中的磁化的脉冲序列，其加速起振过程。这样的脉冲序列在图13中示出。
[0115]图13示出了如为了对于第一MR数据的采集准备磁化而可以采用的高频脉冲的序列110。在此，产生多个高频脉冲，以便分别实现自旋的特定翻转角。在此，接通(在图13中没有示出的)梯度场。与由用于过渡到横向磁化的均衡状态的通常的序列不同，所有的高频脉冲不是在数值上相应于相同的翻转角。产生第一高频脉冲111，其可以相应于α/2的翻转角。在第一持续时间121之后产生第二高频脉冲112，其可以相应于具有绝对值α的翻转角，也就是在数值上与第一高频脉冲111的翻转角两倍大的翻转角。在另一个持续时间122之后分别产生另外的高频脉冲113、114，其可以相应于具有与第二高频脉冲112—样大的绝对值α的翻转角。第一持续时间121可以是重复率TR的一半，在其之后从第二高频脉冲112开始分别产生新的高频脉冲。在此，可以这样控制MR设备，使得翻转角的符号交替改变。利用这样的脉冲序列可以缩短起振过程。
[0116]可以使用其它的过渡序列。例如可以使用其中高频脉冲相应于线性增加的翻转角的脉冲序列。
[0117]虽然参考附图详细描述了实施例，但是在其它实施例中可以实现改变。虽然例如描述了门控的或触发的MR数据采集与对检查对象的手臂成像的第二 MR数据采集的交错，但是该方法和装置还可以用于在生理周期的静止阶段之间对检查对象的其它运动少的部分成像。虽然描述了应用按照实施例的方法和装置用于确定对于PET的衰减图，但是实施例不限于这样的应用。
[0118]尽管详细地通过优选实施例示出并描述了本发明，但是本发明不受所公开的实施例限制，并且专业人员可以从中导出其它变形，而不脱离本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于磁共振(MR)断层造影的方法: -作为时间的函数采集检查对象(4)的生理参数(31)，以便识别在时间上重复的生理周期， -对于第一区域(21)采集第一 MR数据(51)，其中所述第一区域(21)的所有点布置在MR设备(2)的视场(20)的规定的区域中， 其中，所述第一 MR数据(51)的采集(41)选择性地在与生理周期同步并且通过等待间隔(40)相互隔开的第一时间间隔中进行，并且 -对于与第一区域(21)不同的第二区域(22)采集(42)第二 MR数据(52)， 其中，所述第二 MR数据(52 )的采集(42 )在所述第一时间间隔之间的等待间隔(40 )中进行。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括: -这样调整在检查对象(4)和MR设备之间的相对位置，使得所述检查对象(4)的随生理周期运动的部分布置在第一区域(21)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法， 其中，所述第二 MR数据(52)对检查对象(4)的运动少的部分(19)成像。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法， 其中，所述第二 MR数据的采集包括: -根据MR设备的Btl场的非均匀性和梯度场的非线性，调整至少一个梯度场的梯度强度以减小失真。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中，所述方法利用MR-PET混合系统执行，并且 其中，该方法包括: -基于所述第一 MR数据(51)和第二 MR数据(52)确定对于PET图像的衰减图(90)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述衰减图的确定包括: -基于所述第一 MR数据(51)确定对于布置在第一区域(21)中的多个体素(91)的吸收参数，和 -基于所述第二 MR数据(52)确定对于布置在第二区域(22)中的多个体素(92)的吸收参数。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中，利用第一 MR拍摄技术执行所述第一 MR数据(51)的采集(41 )，并且其中，利用与所述第一 MR拍摄技术不同的第二 MR拍摄技术执行所述第二 MR数据(52 )的采集(42)。
8.根据权利要求7所述的方法， 其中，所述第二 MR拍摄技术是允许补偿去相位效应的MR拍摄技术。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法， 其中，所述第一 MR拍摄技术包括: -产生梯度回波序列，并且 其中，所述第二 MR拍摄技术包括: -产生自旋回波序列。
10.根据上述权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法包括: -产生在时间上与生理周期协调的过渡序列(43; 110)，以便为利用第一MR拍摄技术采集(41)第一 MR数据(51)准备所述检查对象(4)。
11.根据上述权利要求7至10中任一项所述的方法， 其中，所述第一拍摄技术是非层选择性的，并且 其中，所述第二拍摄技术是层选择性的。
12.根据上述权利要求7至11中任一项所述的方法， 其中，所述第二区域布置在MR设备(2)的视场的边缘(22)。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中，所述第二 MR数据(52)分别在包含于等待间隔(40)中的第二时间间隔中被采集， 其中，根据生理周期的持续时间来选择所述第二时间间隔的持续时间。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中，所述生理周期是心脏周期或呼吸周期。
15.一种MR设备，包括: -用于产生基本场的装置(14)， -用于采集MR数据的拍摄装置(12)，和 -用于控制MR设备的控制装置(6 )，其中所述控制装置(6 )包括用于接收依赖于检查对象(4)的生理参数的信号(31)的接口(9)， 其中，所述控制装置(6 )被构造为， -用于根据由在所述接口(9)处接收的信号(31)识别在时间上重复的生理周期， -用于控制所述拍摄装置用来采集(41)对于第一区域(21)的第一 MR数据(51)， 其中第一区域(21)的所有点布置在MR设备的视场(20)的规定的区域中， 其中所述控制装置(6)被构造为用于这样控制所述拍摄装置(12)，使得第一 MR数据(51)的采集(41)选择性地在与生理周期同步并且通过等待间隔(40)相互隔开的第一时间间隔中进行，和 -用于这样控制所述拍摄装置(12)用来采集(42)对于与所述第一区域(21)不同的第二区域(22)的第二 MR数据(52)，使得所述第二 MR数据(52)的采集(42)在第一时间间隔之间的等待间隔(40)中进行。
16.根据权利要求15所述的MR设备， 其被构造为用于执行按照权利要求2至14中任一项所述的方法。
17.一种MR-PET混合系统，包括: 按照权利要求15或权利要求16所述的MR设备(2)，和 正电子发射断层造影装置，其具有: -用于采集PET数据的探测器(13 )和 -处理装置(7)，其与所述MR设备(2)耦接并且被构造为用于根据利用所述MR设备所采集的第一 MR数据(51)和第二 MR数据(52)确定对于PET数据的衰减图(90)。
【文档编号】G01R33/567GK103565436SQ201310323765
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2012年8月2日
【发明者】J.O.布卢姆哈根, M.芬切尔, R.拉德贝克 申请人:西门子公司