屏气MR成像方法,MRI装置,屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置

摘要

当进行其间具有呼吸间期的屏气成像的两轮或以上的操作时，本发明允许切片位置依照每轮操作中器官的位移。本发明包括：用于导航的图像采集步骤，其用于在屏气期间成像MR图像，该MR图像具有包括膈的成像区；膈位置获取步骤，其用于通过分析所述导航图像获取膈的位置；用于实际成像的图像采集步骤，其用于在屏气期间采集预期切片的MR图像；和用于释放呼吸的呼气间期步骤，其中所述步骤以该顺序反复地重复两次或以上。使第二或以后的期间的切片位置成为这样的位置，该位置被设置成使得第一轮操作的切片位置由第一轮操作的膈位置与第二轮或以后的操作的膈位置之间的差补偿。

说明书

技术领域

本发明涉及屏气MR(磁共振)成像方法，MRI(磁共振成像)装置，屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置，更具体而言涉及这样的屏气MR(磁共振)成像方法，MRI(磁共振成像)装置，屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置，其允许切片位置依照在其间具有呼气时间的两个或以上的屏气成像的重复成像期间(session)之间器官的位移。

背景技术

迄今为止，当两个或以上的屏气成像期间在其间具有呼气间期时，提出了一种方法，该方法通过观察膈的位置以用于在膈处于相同位置的时候指导屏气(例如下面引用的专利文献1)。

在另一方面，当进行非屏气成像(未屏气的成像期间)时，提出了一种方法，其中通过检测呼吸导致的对象位移，移动切片位置从而依照位移量(例如下面引用的专利文献2)。

专利文献1：JP-A-2004-508859(权利要求8，[0008])

专利文献2：JP-A-2004-305454(权利要求6，[0048]-[0050])

在上面引用的专利文献1中，未具体公开用于在当膈处于相同位置的时候指导屏气的技术。如果在当膈处于相同位置的时候发信号通知对象屏气，只要由对象的意愿自主地屏气，屏气定时的波动就继续存在，从而膈的位置将在屏气的实际定时发生位移。这造成的问题在于每次器官相对于切片位置的位置发生变化。

在另一方面，在上面引用的专利文献2中，切片位置调整主要应用于非屏气成像期间，而不是屏气成像期间。然而，当存在其间具有呼气间期的两个或以上的重复屏气成像期间时，每个间期中屏气定时的波动会继续存在，并且最终膈的位置将在当实际屏气的时候发生变化。这也对专利文献2造成的问题在于每次屏气成像期间器官相对于切片位置的位置会发生变化。

发明内容

所以，本发明的目的是提供一种屏气MR成像方法，MRI装置，屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置，其允许每当进行在其间具有呼气间期的两个或以上的屏气成像期间时切片位置依照器官的位移。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，包括：用于导航的图像采集步骤，其用于当屏气时成像MR图像，该MR图像具有包括膈的成像区；膈位置获取步骤，其用于通过分析所述导航图像获取膈的位置；用于实际成像的图像采集步骤，其用于当屏气时成像预期切片的MR图像；和用于释放呼吸的呼气间期步骤，其中所述步骤以该顺序反复地重复两次或以上，并且其中第二或以后的期间的切片位置成为这样的位置，该位置被设置成使得第一轮操作的切片位置由第一轮操作的膈位置与第二轮或以后的操作的膈位置之间的差补偿。

根据上述的第一方面的屏气MR成像方法，检测屏气时膈的位置以与膈的位置相一致地补偿切片位置。照这样当进行其间具有呼气间期的两个或以上的屏气成像期间时，切片位置可以依照每个期间中屏气定时的波动导致的器官位移。

在本发明的第二方面，本发明提供了根据第一方面的屏气MR成像方法，其中用于导航的图像采集步骤的成像区采用的形式是与体轴一起延伸的线。

呼吸引起的膈位移是三维的，但是位移的主方向位于体轴的方向。所以在体轴的方向获得位移是足够有效的。

为此，根据本发明的第二方面的屏气MR成像方法，用于导航的图像采集步骤的成像区采用的形式是在体轴的方向上的线。这仅仅需要极少的数据采集和计算。

在本发明的第三方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其中在根据本发明的第一或第二方面的屏气MR成像方法中的用于实际成像的图像采集步骤之前，提供恢复步骤等待一秒或以上，以使残余侧向磁化部件恢复到垂直磁化。

根据本发明的以上第三方面的屏气MR成像方法，用于导航的图像采集步骤对用于实际成像的图像采集步骤的影响被防止。

在本发明的第四方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其中在根据本发明的第一至第三方面之一的屏气MR成像方法中的用于实际成像的图像采集步骤之前，提供快速恢复步骤以用于强制地将残余侧向磁化部件恢复到垂直磁化。

在根据本发明的以上第四方面的屏气MR成像方法中，用于导航的图像采集步骤对用于实际成像的图像采集步骤的影响被防止。

在本发明的第五方面，本发明提供了一种根据第一至第四方面之一的屏气MR成像方法，其中用于导航的图像采集步骤和用于实际成像的图像采集步骤使用反向中心视图排序。

在根据本发明的第五方面的屏气MR成像方法中，用于导航的图像采集步骤对用于实际成像的图像采集步骤的影响被防止。

在本发明的第六方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中在用于实际成像的图像采集步骤中进行腹部成像的对比MR血管造影术。

在根据本发明的以上第六方面的屏气MR成像方法中，相对于器官的成像位置每次都是相同的，可以获得正确的时间强度曲线。另外可以获得正确的减影图像(subtraction image)。

在本发明的第七方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中在用于实际成像的图像采集步骤中进行肝的多相(动脉相，门静脉相，平衡相)成像。

在根据本发明的第七方面的屏气MR成像方法中，相对于肝的成像位置每次都是相同的，从而可以正确地执行相之间的比较。

在本发明的第八方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中在用于实际成像的图像采集步骤的第一轮操作中使用体线圈进行灵敏度补偿成像，在用于实际成像的图像采集步骤的第二轮或以后的操作中进行用于实际图像的图像采集。

在根据本发明的第八方面的屏气MR成像方法中，相对于器官，在灵敏度补偿图像采集时的切片位置可以等于用于实际图像的图像采集时的切片位置。

在本发明的第九方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中在用于实际成像的图像采集步骤的第一轮操作中采集用于参考图像的图像，和在用于实际成像的图像采集步骤的第二轮或以后的操作中采集用于并行成像的图像。

在根据本发明的第九方面的屏气MR成像方法中，参考图像的切片位置和在并行成像时的切片位置可以相对于器官是相同的。

在本发明的第十方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中通过在用于实际成像的图像采集步骤中每次改变成像条件采集用于图像融合的图像。

在根据本发明的第十方面的屏气MR成像方法中，可以消除错误配准。

在本发明的第十一方面，本发明提供了一种根据本发明的第一至第五方面之一的屏气MR成像方法，其中在用于实际成像的图像采集步骤中进行用于弥散图像的图像采集。

在根据本发明的第十一方面的屏气MR成像方法中，当NEX增加时可以忽略任何失真。

在本发明的第十二方面，本发明提供了一种MRI装置，包括：用于导航的图像采集装置，其用于当屏气时采集MR图像，该MR图像具有包括膈的成像区；膈位置获取装置，其用于通过分析所述导航图像获取膈的位置；用于实际成像的图像采集装置，其用于当屏气时采集预期切片的MR图像；用于两次或以上重复地操作所述装置的控制装置，在所述操作之间具有呼吸间期；和用于使所述位置成为第二轮或以后的操作的切片位置的补偿装置，所述位置被设置成使得第一轮操作的切片位置由第一轮操作的膈位置与第二轮或以后的操作的膈位置之间的差补偿。

在根据本发明的以上第十二方面的MRI装置中，可以合适地体现根据本发明的第一方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十三方面，本发明提供了一种根据本发明的第十二方面的MRI装置的MRI装置，其中用于导航的图像采集步骤的成像区采用的形式是与体轴一起延伸的线。

在本发明的以上第十三方面的MRI装置中，可以合适地体现根据本发明的第二方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十四方面，本发明提供了一种根据第十二或第十三方面的MRI装置的MRI装置，其中在操作用于实际成像的图像采集装置之前恢复时间等待一秒或以上，以使残余侧向磁化部件恢复到垂直磁化。

在根据本发明的以上第十四方面的MRI装置中，可以合适地体现根据本发明的第三方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十五方面，本发明提供了一种根据第十二至第十四方面之一的MRI装置的MRI装置，其中在操作用于实际成像的图像采集装置之前，操作快速恢复装置以用于强制地将残余侧向磁化部件恢复到垂直磁化。

在根据本发明的以上第十五方面的MRI装置中，可以合适地体现根据本发明的第四方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十六方面，本发明提供了一种根据本发明的第十二至第十五方面之一的MRI装置的MRI装置，其中用于导航的图像采集步骤和用于实际成像的图像采集步骤使用反向中心视图排序。

在根据本发明的以上第十六方面的MRI装置中，可以合适地体现根据本发明的第五方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十七方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其使用根据本发明的以上第十二至第十六方面的MRI装置，以用于进行腹部成像的对比MR血管造影术。

在根据本发明的以上第十七方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第六方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十八方面，本发明借助于根据本发明的第十二至第十六方面之一的MRI装置提供了一种屏气MR成像方法，其中进行肝的多相图像采集。

在根据本发明的以上第十八方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第七方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第十九方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其使用根据本发明的第十二至第十六方面之一的MRI装置，以用于在用于实际成像的图像采集步骤的第一轮操作中使用体线圈进行灵敏度补偿成像，在用于实际成像的图像采集步骤的第二轮或以后的操作中进行用于实际图像的图像采集。

在根据本发明的以上第十九方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第八方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第二十方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其使用根据本发明的第十二至第十六方面之一的MRI装置，以用于在用于实际成像的图像采集步骤的第一轮操作中进行参考图像采集，和在用于实际成像的图像采集步骤的第二轮或以后的操作中进行并行图像采集。

在根据本发明的以上第二十方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第九方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第二十一方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其使用根据本发明的第十二至第十六方面之一的MRI装置，以用于通过每次改变成像条件进行用于图像融合的图像采集。

在根据本发明的以上第二十一方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第十方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第二十二方面，本发明提供了一种屏气MR成像方法，其使用根据本发明的第十二至第十六方面之一的MRI装置，以用于进行用于弥散图像的图像采集。

在根据本发明的以上第二十二方面的屏气MR成像方法中，可以合适地体现根据本发明的第十一方面的屏气MR成像方法。

在本发明的第二十三方面，本发明提供了一种屏气断层摄影成像方法，包括：用于导航的图像采集步骤，其用于当屏气时采集断层摄影图像，该断层摄影图像具有包括膈的成像区；膈位置获取步骤，其用于通过分析所述导航图像获取膈的位置；用于实际成像的图像采集步骤，其用于当屏气时采集预期切片的断层摄影图像；和用于释放呼吸的呼吸步骤，其中所述步骤以该顺序反复地重复两次或以上，并且其中使第二或以后的期间的切片位置成为这样的位置，该位置被设置成使得第一轮操作的切片位置由第一轮操作的膈位置与第二轮或以后的操作的膈位置之间的差补偿。

在根据本发明的以上第二十三方面的屏气断层摄影成像方法中，屏气时检测膈的位置，因此与被检测膈位置相一致地补偿了切片位置。当进行其间具有呼吸间期的两个或以上的连续屏气成像时，切片位置可以依照每轮操作中器官的位移。

在本发明的第二十四方面，本发明提供了一种断层摄影成像装置，包括：用于导航的图像采集装置，其用于当屏气时在体轴的方向上采集断层摄影图像，该断层摄影图像具有包括膈的成像区；膈位置获取装置，其用于通过分析所述导航图像获取膈的位置；用于实际成像的成像装置，其用于当屏气时采集预期切片的断层摄影图像；用于两次或以上重复地操作所述装置的控制装置，在所述操作之间具有呼吸间期；和用于使所述位置成为第二轮或以后的操作的切片位置的补偿装置，所述位置被设置成使得第一轮操作的切片位置由第一轮操作的膈位置与第二轮或以后的操作的膈位置之间的差补偿。

在根据本发明的以上第二十四方面的断层摄影成像装置中，可以合适地体现根据本发明的第二十三方面的屏气断层摄影成像方法。从前述内容可以看出，除了MRI装置之外，断层摄影成像装置可以包括X射线CT装置。

根据本发明的屏气MR成像方法，MRI装置，屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置，当两次或以上屏气成像在其间具有呼吸间期时切片位置可以依照器官的位移。

通过两次或以上反复地重复其间具有呼吸间期的屏气图像采集期间，根据本发明的屏气MR成像方法，MRI装置，屏气断层摄影成像方法，和断层摄影成像装置可以用于获取对象的断层摄影图像。

从附图中所示的本发明的优选实施方式的以下描述将显而易见本发明的进一步目的和优点。

附图说明

图1是显示根据本发明的第一优选实施方式的MRI装置的总览的框图；

图2是显示根据本发明的第一优选实施方式反复地重复屏气的扫描过程的流程图；

图3是显示根据本发明的第一优选实施方式的屏气成像的时间图；和

图4是由于屏气的时间差引起的器官位移的示意图。

具体实施方式

将参考在附图中描绘的优选实施方式具体描述本发明。在这里应当注意的是，所示的优选实施方式不应当被视为限制本发明。

[第一实施方式]

现在参考图1，示出了表示根据本发明的第一优选实施方式的MRI装置100的示意框图。

在该MRI装置100中，磁体组件101包括用于在其中承载对象的中心腔(镗孔)。围绕镗孔布置了用于向对象施加恒定静态场的静态磁场线圈101C，用于在X、Y和Z轴的方向上生成梯度场的梯度线圈101G，用于发射RF脉冲的发射线圈101T，其中所述脉冲用于激发对象内原子核的自旋，用于接收来自对象的NMR信号的多个接收线圈101(0)...101(I)。

发射线圈101T和接收线圈101(0)是体线圈，而接收线圈101(1)...101(I)是表面线圈。

静态磁场线圈101C，梯度线圈101G，发射线圈101T均分别连接到静态磁场电源102，梯度线圈驱动电路103，RF功率放大器104。接收线圈101(0)...101(I)均连接到前置放大器105(0)...105(I)。

永磁体可以用于替换静态磁场线圈101C。

在计算机107的控制下，序列存储电路108基于存储在其中的脉冲序列操作梯度线圈驱动电路103以从梯度线圈101G生成梯度磁场，并且操作门调制电路109以将RF振荡电路110的载波输出信号调制成具有预定定时，预定包络线形状，和预定相位的脉冲信号，从而作为RF脉冲应用到RF功率放大器104，RF功率放大器104放大功率输出并且因此将放大功率应用到发射线圈101T。

选择器111将接收线圈101(0)...101(I)所接收的、然后由前置放大器105(0)...105(I)放大的NMR信号传输到m个接收器112(1)...112(m)。该方案用于任意地改变接收线圈101(0)...101(I)与接收器112(1)...112(m)的组合。

接收器112(1)...112(m)将NMR信号转换成数字信号以输入到计算机107中。

计算机107读取来自接收器112的数字信号以对其进行处理，从而生成MR图像。计算机107也执行总体机器管理，例如接收来自控制台113的信息输入。

显示单元106显示其上的图像和消息。

现在参考图2，显示了表示根据本发明的第一优选实施方式的屏气MR成像过程的流程图。

在步骤J1中，重复计数器中的值i被初始化为“1”。

在步骤J2中，发信号通知患者屏气，并且当患者屏气时该过程进入下一步骤J3。

在步骤J3中，用于导航的脉冲序列用来收集用于导航的数据Ni。图3中所示的参考数字K1对应于第一轮操作(i＝1)的步骤J3，K4对应于第二轮操作(i＝2)的步骤J3。

收集导航数据Ni的目的是检测膈位置Pi。在该描述中，为了简化起见，成像区被假定为与体轴一起延伸的线形。导航脉冲序列因此可以使用公知的脉冲序列，该脉冲序列可以激发线形的成像区。当在体轴方向上的位移量大约为2cm时，成像区的长度在体轴的方向上可以超过2cm。

在步骤J4中，从导航数据Ni获得膈位置Pi。图3中所示的参考数字C1对应于在第一轮操作(i＝1)中的步骤J4，参考数字C3对应于在第二轮操作(i＝2)中的步骤J4。图4(a)中所示的参考数字P1指示在第一轮操作(i＝1)时膈D的位置P1，图4(c)中所示的参考数字P2指示在第二之后轮操作(i＞2)时膈D的位置Pi。

在步骤J5中，确定在第一轮操作(i＝1)时膈D的位置P1与在第i轮操作(i≥1)时膈D的位置Pi之间的差Δ，预定切片位置由差Δ补偿以设置第i轮操作的切片位置S1。在第一轮操作(i＝1)时，差Δ1＝0，因此预定切片位置将成为第一轮操作的切片位置S1。当在第二轮之后的操作(i＞2)时Δi≠0时，切片位置将被补偿。图4(b)中所示的参考数字S1指示在第一轮操作(i＝1)时的切片位置S1，图4(d)中所示的参考数字Si指示在第二轮之后的操作(i＞2)时的切片位置Si。

在步骤J6中，该过程等待由导航脉冲序列激发的磁化恢复以进入步骤J7。该等待期是图3中所示的垂直磁化恢复期。垂直磁化恢复期可以超过一秒，例如它可以是两秒。然而，如果通过使用公知快速恢复方法中的一种，例如通过应用例如图3中所示的K2和K5这样的快速恢复脉冲使残余侧向磁化部件强制恢复到垂直磁化，垂直磁化恢复期可以被缩短或省略。如果用于实际成像的图像采集使用反向中心视图排序，垂直磁化恢复时间也可以被缩短或省略，所述反向中心视图排序抑制带状伪像，这将在下面进行描述。

在步骤J7中，成像脉冲序列用于收集在切片位置Si的成像数据Di。图3中所示的参考数字K3对应于在第一轮操作(i＝1)时的步骤J7，参考数字K6对应于在第二轮操作(i＝2)时的步骤J7。

在步骤J8中，指导患者呼吸，从而患者进行呼吸。

在步骤J9中，如果计数器的值i达到计划重复次数I，则扫描过程将终止，否则该过程进入步骤J10。

在步骤J10中，计数器的值i增加“1”，然后该过程返回步骤J2。

当患者呼吸时，图像可以被重建为图3中所示的C2和C5。

根据第一优选实施方式的MRI装置100，切片位置可以依照多轮操作间屏气时间差引起的器官位移。这可以实现以下效果：

(1)在用于实际成像的图像采集J7中，当进行腹部对比MR血管造影术以试图获得时间强度曲线时，因为每轮操作的成像位置相对于器官是相同的，因此可以获得正确的时间强度曲线。同样当试图获得减影图像时，可以获得正确的减影图像。

(2)在用于实际成像的图像采集J7中，当进行如图4中所示的肝L的多相(即动脉相，门静脉相，和平衡相)成像时，因为每轮操作的切片位置Si相对于肝L是相同的，因此可以正确地执行相之间的比较。

(3)当在用于实际成像的图像采集步骤J7的第一轮操作中使用体线圈101(0)进行灵敏度补偿成像，和在用于实际成像的图像采集步骤J7的第二轮操作中使用表面线圈101(1)...101(I)进行用于实际成像的图像采集时，因为在灵敏度补偿成像时的切片位置和在用于实际成像的图像采集时的切片位置是相同的，因此可以正确地执行灵敏度补偿。这对于诸如PURE和CLEAR这样的成像方法来说特别有效。

(4)当在用于实际成像的图像采集步骤J7的第一轮操作中采集用于参考图像的图像和在用于实际成像的图像采集步骤J7的第二轮和以后的操作中采集用于并行成像的图像时，因为用于参考图像的切片位置和用于并行成像的切片位置是相同的，因此可以正确地执行并行成像。这对于诸如ASSET和SENSE这样的成像方法来说特别有效。

(5)当在用于实际成像的图像采集步骤J7中改变成像条件的同时采集用于图像融合的图像时，每轮操作的切片位置总是相同的，因此可以消除错误配准。

(6)当在用于实际成像的图像采集步骤J7中采集用于弥散成像的图像并且NEX增加时，可以避免弥散图像中的失真。

[第二实施方式]

本发明可以同等地应用于除MRI装置之外的任何断层摄影成像装置。

可以配置本发明的许多不同实施方式而不脱离本发明的精神和范围。应当理解的是，本发明并不限于在说明书中描述的具体实施方式，而是由后附权利要求限定。

部件列表

图1

计算机107

序列存储电路108

梯度线圈驱动电路103

门调制电路109

RF功率放大器104

RF振荡电路110

静态磁场电源102

接收器112(1)

接收器112(2)

接收器112(m)

选择器111

前置放大器105(0)

前置放大器105(1)

前置放大器105(I)

显示单元106

控制台113

梯度线圈101G

发射线圈101T

静态磁场线圈101C

接收线圈101(0)

接收线圈101(1)

接收线圈101(I)

磁体组件101

MRI装置100

图2

开始屏气MR成像过程

J1i＝1

J2患者屏气吗？

J3通过导航脉冲序列采集导航数据Ni

J4从导航数据Ni获取膈位置Pi

J5通过补偿位置P1和位置Pi之间的差确定切片位置Si

J6等待磁恢复

J7通过使用成像脉冲序列采集切片位置Si的成像数据Di

J8指导患者呼吸

J9 i＝I吗？

J10 i＝i+1

结束

图3

患者 扫描 计算

呼吸

开始屏气

屏气

导航成像K1

垂直磁化恢复周期

强制恢复K2

获取膈位置C1

成像K3

开始呼吸

呼吸

图像重建C2

开始屏气

屏气

导航成像K4

强制恢复K5

获取膈位置C3

切片位置补偿C4

成像K6

开始呼吸

呼吸

时间           图像重建C5

图4

(a)肝；膈

(b)肝；膈

(c)肝；膈

(d)肝；膈