在具有dixon脉冲序列的pet/mr成像中的基于mr的衰减校正的制作方法
【技术领域】
[0001]下文总体上涉及医学成像。其具体应用于与磁共振(MR)成像相结合，以提供用于正电子发射断层摄影(PET)成像的衰减校正，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，还具体应用与其他使用场景，不一定限于上述应用。
【背景技术】
[0002]在PET成像中，对象被注射有通常基于代谢活动通过吸收靶向特定组织的放射性药物。当放射性药物衰变时，与电子接触煙灭的正电子被发射，以形成沿响应线(LOR)相对180°发射的一对光子。所发射的伽玛光子由围绕对象的PET探测器记录。根据所记录的伽玛光子来计算煙灭事件的位置，所述伽玛光子提供由放射性药物靶向的组织的图像。所发射的光子受到通过吸收或偏转由煙灭事件的点和探测器之间的组织的密度的影响。所记录的存在于组织中的放射性药物的量从沿LOR的组织密度的实际量衰减。用于PET图像数据的衰减的校正寻求利用用于被成像对象的衰减校正图在每个体素上准确识别组织密度。
[0003]显影衰减校正图已经利用例如CT扫描器的X射线辐射设备来执行，其中所记录的X射线辐射衰减或传输水平被用于重建与组织密度强烈相关的图像。较新的技术寻求使用磁共振系统(基于MR的衰减校正-“MRAC")，其避免对象暴露于X射线辐射。然而，磁共振成像并不会内在地区分组织密度。
[0004]水与脂肪图像被用于针对组织分类来将组织分割。用于同时获得水与脂肪图像的当前MR技术(诸如Dixon或mDixon)通常被优化为在给定数据采集时间中产生最佳可能的空间分辨率。在US公开号N0.2010/0052674中更全面描述的Dixon技术中，同相图像(0°)和反相图像(180°)根据在被定时的脉冲序列中的两个回波时间上收集的数据重建，从而使水与脂肪之间的相位差通常在第一回波时间处为180°并且在第二回波时间处为0° (或360°)。在国际专利申请PCT/IB2010/050745中更全面描述的mDixon技术中，在第一回波时间和第二回波时间处的水与脂肪之间的相位差上的限制被放宽，允许具有不同于0°和180°的水与脂肪之间的相位差的两个任意回波时间。
[0005]在Dixon技术中，可能经历长的TR(重复时间)，这导致长的数据采集时间。例如，在对全身图像的位置进行成像时，收集所有数据所需的时间超过典型的对象保持他或她的呼吸的能力，导致由呼吸运动引起的图像伪影，并且因此导致在体素水平上的衰减图中的组织错误分类。
[0006]典型的PET系统提供22mm的分辨率，而典型的MR实现< Imm的分辨率。结果，MR系统通常在衰减图中以更高的分辨率对组织的每个体素进行分类，所述衰减图随后被聚集、均分、插值等，以绘制为较粗的分辨率的PET系统来执行衰减校正。
【发明内容】
[0007]下文公开了一种在PET/MR成像中的针对基于MR的衰减校正的新的和改进的MR定时优化，其解决了上述问题及其他问题。
[0008]根据一个方面，一种医学成像系统包括核成像系统、定时优化单元、磁共振(MR)扫描器、MR重建单元和衰减图单元。所述核成像系统接收核衰变数据并基于被成像对象的接收到的核衰变数据和衰减图来生成具有第一分辨率的至少一幅核图像。所述定时优化单元，其选择用于经修正的D i xon(mD i χοη)脉冲序列的第一回波时间和第二回波时间和足够数量的重复时间(TR)，以生成具有至少所述第一分辨率的所述对象的图像，其中，在所述第一回波时间和第二回波时间处的水与脂肪之间的相位角度差不等于0°和180°。所述MR扫描器向对象应用所述序列并接收来自所述对象的MR数据。所述MR重建单元基于所述MR数据重建至少一幅MR图像。所述衰减图单元基于重建后的MR图像构造所述衰减图。
[0009]根据另一方面，一种医学成像方法包括接收核衰变数据并基于被成像对象的接收到的核衰变数据和衰减图来生成具有第一分辨率的至少一幅图像。选择第一回波时间和第二回波时间用于经修正的DixonUDixon)脉冲序列，并且选择足够数量的重复时间(TR)，以生成具有至少所述第一分辨率的所述对象的图像，其中，在所述第一回波时间和第二回波时间处的水与脂肪之间的所述相位角度差不等于0°和180°。所述mDixon脉冲序列被应用至对象，并且从所述对象接收MR数据。根据接收到的MR数据重建至少一幅解剖MR图像。基于重建后的至少一幅解#_R图像来构造所述发减图。
[0010]根据另一方面，一种医学成像系统包括磁共振(MR)扫描器、MR重建单元、MR组织分类单元、衰减图单元和PET重建单元。所述MR扫描器向对象应用经修正的Dixon (mDixon)脉冲序列并接收MR数据，所述MR数据表示在所选择的第一回波时间和所选择的第二回波时间处的对象的至少一部分，其中，在所述第一回波时间和第二回波时间处的水与脂肪之间的相位角度差不等于0°和180°。所述MR重建单元根据接收到的MR数据重建水图像和脂肪图像。所述MR组织分类单元基于所述水图像和所述脂肪图像对组织进行分类。所述衰减图单元基于经分类的组织和经分配的衰减值来构造衰减图。所述PET重建单元将经构造的衰减图配准到表示对象的至少一部分的接收到的核衰变数据，并基于接收到的核衰变数据和经配准的衰减图重建至少一幅图像。
[0011]根据另一可选择的方面，一种医学成像系统，其包括
[0012]定时优化单元，其被配置为选择:1)用于UTE(超短回波时间)脉冲序列的第一回波时间和用于经修正的DixonUDixon)脉冲序列的第二回波时间，以及ii)足够数量的重复时间，以生成具有至少第一分辨率的被成像对象的磁共振(MR)图像，其中，在第二回波时间处的水与脂肪之间的相位角度差不等于180°。
[0013]换言之，在该备选实施例中，与前面提到的mDixon方案被用于两个回波时间的其他实施例相比，所述UTE方案被用于第一回波时间，并且所述mDixon方案被用于第二回波时间。在这种“UTE+mDixon”的实施例中，在第一回波时间处的水与脂肪之间的所述相位角度差可以被允许大致为0°，而第二测量值的相位角度实质上分别不同于180°和0°。
[0014]一个优点是减少或消除了运动伪影。
[0015]另一优点在于更短的TR和数据采集时间。
[0016]另一优点包括精确的衰减校正的PET图像。
[0017]另一优点在于回波时间选择上的灵活性。另一优点在于在患者屏气内在一个地点上采集MR数据的能力。
[0018]另一优点包括对各种MR扫描器类型的适用性。
[0019]另一优点在于信号取消的消除，如在反相图像中出现的。
[0020]—些上述优点是通过利用在mDixon技术中的第一回波时间和第二回波时间的灵活选择来实现的，这允许将用于衰减图底层的任何需要的分辨率的MR图像的这些回波时间和重复时间最小化。具体地，对于大于PET系统的分辨率的分辨率(S卩，分辨率足够大以分辨感兴趣解剖结构，例如皮质骨)，与Dixon技术相比较，如在本文中所使用的mDixon技术允许实质上降低回波时间、重复时间、以及因此的扫描时间，因为第二回波时间能够被选择为比第一同相回波时间短得多。mDixon技术允许省掉(根据传统Dixon技术的)用于水与脂肪之间的相位差大约等于0°和180°的要求，因为该相位差要求通常导致更宽间隔的回波时间，以及因此导致脉冲序列的长的重复时间。
[0021]此外，在mDixon中，使用不同于180°和/或0°的相位差允许避免具有脂肪和水组分的体素中的信号取消，这继而允许构造用于在PET中的基于MR的衰减校正的更精确的衰减图。
[0022]作为如本文所提出的使用mDixon方案的其他优点，由于两个回波不必精确地是0°和180°，它们间隔能够更近。这甚至允许捕捉快速衰变分量(短T2*)，其将否则在传统Dixon方案中通过第二回波被采集的时间不能被探测到。
[0023]本领域普通技术人员在阅读和理解下面的详细描述后将认识到其他优点。
【附图说明】
[0024]本发明可以采取各种部件和部件的布置、以及各种步骤和步骤的布置的形式。附图仅用于说明优选实施例的目的，不应被解读为限制本发明。
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