用于降低在扩散成像中的失真的方法和磁共振设备的制作方法

专利名称：用于降低在扩散成像中的失真的方法和磁共振设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于校正在拍摄扩散加权的磁共振图像(以下也称为“MR图像”) 中可能出现的图像失真的方法，以及一种可以用来执行这样的方法的磁共振设备(以下也称为“MR设备”)。
背景技术：
在扩散成像中通常拍摄并且相互组合多个具有不同扩散方向和扩散权重的图像。 扩散权重的大小大多通过所谓的“b值”来确定。由此，具有不同扩散方向和扩散权重的扩散图像或者由这些扩散图像组合的图像可以被用于诊断目的。从而可以通过对所拍摄的扩散加权的图像的适当组合来产生具有特别有诊断说服力的参数表，如反映“表观扩散系数 (ADC) ”或“部分各向异性值(FA)，，的表。但不利的是，通过扩散梯度可能导致涡流场，该涡流场又导致图像失真，图像失真的外观既取决于梯度的幅度，即扩散权重，又取决于梯度的方向。由此，如果所拍摄的单张图像被未经校正地相互组合以便例如产生所述参数表，则对每幅图像都不同的失真会导致像素信息的错误对应，并且由此导致错误或至少导致所计算的参数减小了精度。尤其是在借助平面回波技术(EPI)拍摄的扩散加权的图像中，由涡流导致的失真是一种特别大的挑战，因为一方面在EPI成像中典型地特别高的灵敏度(在相位编码方向上大约是每像素 IOHz)经受静态和动态的场干扰，另一方面恰好在此使用高的梯度幅度来调节扩散梯度。作为原因的动态干扰场的复杂空间几何形状(Geometrie)导致在多层拍摄中失真取决于每个单个层的位置和状态。在现有技术中，公知多种基于图像的方法来校正扩散成像中由涡流造成的失真。 例如，在Haselgrove等人的出版物(在MRM 36 =960-964,1996)中描述了一种方法，在该方法中首先拍摄未失真的MR参考图像，其中扩散加权b = 0，即不施加扩散梯度。此外，针对待校正的方向拍摄具有小扩散权重的第二校准测量。小的扩散权重在此例如意味着150s/ m2的b值。然后假定，可以如同具有缩放系数N、剪切系数S和位移或平移T的简单的仿射变换一样良好近似地描述图像中的失真。因此，借助两个校准测量，即参考图像的测量和具有小扩散加权的图像的测量，确定用于M、S和T的失真参数。这样确定的失真参数M、S和 T接着在使用外推关系式的情况下被用于校正实际的扩散加权的有用MR图像，其中的b值例如是lOOOs/m2。该方法对每个扩散方向都需要至少一次校准测量。此外，在Bodammer等人的出版物(在MRM 51 188-193，2004)中描述了一种方法， 其中，在校准测量的范围中拍摄两幅具有相同扩散方向和扩散权重、但相反极性的图像。在相反极性情况下的扩散对比度保持不变，而该相反对失真起的作用是倒置。这意味着，从延伸得出缩短，从正剪切得出负剪切，以及从正平移得出负平移。在该方法中，必须针对每个扩散方向和针对每个扩散权重分别拍摄两幅图像。对于这些方法来说常见的是，其分别在单个的层上起作用，S卩，对于每个层个别地进行失真的图像到参考图像的配准。在此，可以区分两类方法
A)直接配准测量数据在此，在测量期间，通常在测量的开始对于每个层拍摄一个参考图像。然后，对在测量期间拍摄的所有失真的图像直接通过与相应的参考图像的配准进行失真校正。该工作方式的优点是，所述校正不取决于模型假设。然而处理时间相对长，即，用于失真校正的计算时间相对长。B)使用校准测量在此，在实际的测量之前例如通过应用具有特定的幅度的仅一个X、y或ζ扩散梯度有针对地拍摄参考图像和定义的失真的图像，并且对于后者计算失真校正参数。然后根据物理的模型假设，从这些值中计算对于有用测量的图像的合适的校正参数。通常在此假定，三个梯度轴的失真无干扰地重叠并且失真随梯度幅度线性地缩放。该方法的优点是，即使对于具有非常小的SNR(信噪比)的测量数据(例如在实际的有用测量期间的非常高的b 值的情况下)其也起作用，因为可以利用较小的b值进行校准测量。在该方法的合适的实施方式中，这点相对于运动影响具有鲁棒性。例如在DE2009003889中描述了一种这样的方法。然而，在该方法中由于附加的校准测量，测量时间相对长。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于降低扩散成像中的失真的改进的方法，利用该方法可以降低用于校正测量数据的处理时间和/或测量时间和/或改善校正的精度或鲁棒性。该技术问题是通过按照本发明的一种方法以及一种磁共振设备解决的。在按照本发明的方法的范围内，首先对于多个空间上互相隔开的层进行至少一个具有第一扩散权重的第一测量。在此，可以是在坐标系中、优选地在逻辑的图像坐标系中平行定位的层。逻辑的“成像坐标系”是具有在读出方向上的第一坐标轴(该坐标在以下被称为r坐标)的以及在相位编码方向上的第二坐标轴(该坐标在以下被称为ρ坐标)的坐标系。在该成像坐标系中通常拍摄所有的磁共振图像。然后，对于相同的层进行具有第二扩散权重的至少一个第二测量。根据对测量的具体的进一步使用如何，所述第一和第二测量可以是不同设计的测量。通常，在一个测量中(作为参考测量)拍摄未失真的参考图像，即具有扩散权重b = 0， 如在Haselgrove等人的方法中那样。同样可能的是，也在参考测量中(即在两个测量中) 图像是失真的，如在Bodammer等人的方法中那样。原则上第一测量以及第二测量都可以被纯粹地用作为校准测量或参考测量，以便从中确定失真校正函数和校正参数。然而，在本发明的几个变形中将至少一个、必要时也可以是两个测量，即，第一测量以及第二测量，同时用作有用测量，并且在此产生的图像例如在校正之后直接被用于诊断。如果在使用所述方法的条件下将扩散加权的诊断图像与参考图像进行直接配准(上述A类测量)则就是这样。于是，不再一定需要附加的有用测量。因为第一和第二测量在按照本发明的方法中总是也作为用于确定失真校正函数的校准测量被使用，所以它们在以下不失一般性地被称为校准测量。然后，根据该校准测量进行失真校正函数和校正参数的确定，以便用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正。在此按照本发明、特别是为了确定校正参数，将不同层的图像信息和/或校正参数互相关联。在此，例如可以利用迭代的优化方法借助相似度函数的单形最大化 (Simplex-Maximierung)来确定校正参数的至少一部分。在此，基于相似度，特别优选地基于“归一化互信息(Normalized Mutual ^formation，NMI) ”来分析例如来自一个校准测量的校正图像与来自第二校准测量的相应图像的相似度。对“归一化互信息(匪I)”的解释存在于 Peter E. Latham 禾口 Yasser Roudi (2009), Scholarpedia, 4 (1) :1658 中。于是，在该迭代方法中，优化的校正参数被确定为失真校正函数的变量，尤其是系数。在本发明的意义上，对于一个图像的概念“校正参数”包括用来在此基础上对该所涉及的图像进行失真校正的所有参数。这一方面有先前已经提到的解析法描述的失真校正函数(例如多项式)的系数，其在以下也被称为“变换系数”。如果已知该系数，则也完全已知失真校正函数并且由此可以用于失真校正。但是，完整的“失真校正表”或“失真校正场” 的值同样也可以被称为校正参数。失真校正表或失真校正场被理解为对于每个像素在失真校正中确定的位移。在此，也不需要对于所有的层利用相同种类的校正参数。例如，可以对于几个层确定校正参数作为解析法描述的失真校正函数的变换系数并且在此基础上对于所涉及的层分别计算一个失真校正场作为“导出的”校正参数。然后，通过按照本发明关联不同层的校正参数，又可以从中确定对于其它层的以失真校正场形式的校正参数，其最后被用于这些其它层的失真校正。为了确定校正参数稍后还要解释关联不同层的图像信息和/或校正参数的不同可能性。最后，基于校正参数和失真校正函数进行对扩散加权的磁共振图像的失真校正。 在此要注意，失真校正也可以基于所导出的校正参数，即，基于失真校正表，最后基于作为基础的失真校正函数。如果如上提到的在第二校准测量中拍摄的扩散加权的图像不仅被用于确定校正参数，而且也被用作为“有用图像”，则在该步骤中对来自第二测量的图像基于校正参数并且在使用失真校正函数的条件下进行失真校正。视具体的应用情况，还可以在用于确定优化的校正参数的优化方法的范围内作为最后的调节步骤进行该步骤。按照本发明的磁共振设备一方面需要图像拍摄单元，用于拍摄检查对象的扩散加权的磁共振图像以及用于对于多个空间上互相隔开的层分别执行至少一个具有第一扩散权重的第一测量和对于这些多个空间上互相隔开的层分别执行至少一个具有第二扩散权重的第二测量。此外，该磁共振设备还需要校正参数确定单元。该校正参数确定单元这样构造，使得其在运行中根据测量确定失真校正函数和校正参数，以便用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正，其中将不同层的图像信息和/或校正参数互相关联。此外，按照本发明的磁共振设备具有用于根据校正参数对扩散加权的磁共振图像进行失真校正的图像校正单元。在此，校正参数确定单元还可以被集成到图像校正单元中或者反之。两个单元都可以布置在磁共振设备的中央控制装置中或在一个在后连接的分开的图像处理单元中， 例如一个作为图像观察和处理单元用的工作站中，来自校准测量的数据和扩散加权的图像在重建之后被传输到该工作站。按照本发明的方法或按照本发明的磁共振设备的优点是，不再如在迄今为止的方法中那样单独地考察单个的层。背景是如下的知识图像失真的空间几何特征在所考察的层之间通常不是跳变性的，而是连续改变的。对导致失真的动态干扰场的结构的检查例如表明，通过按照球面函数或多项式展开可以描绘该干扰场。因此，通过组合来自不同层的图像信息和/或校正参数，可以根据本方法的具体实施方式
实现不同的优点。例如，在利用属于本文开头所述的A类方法进行失真校正时，即在直接配准测量时，通过合适的插值方法可以对于几个层极快地确定校正参数。因此，可以节省在图像校正中的处理时间。在按照上述B类的方法中，例如通过插值方法可以降低测量时间。但是，同样可以将来自相邻图像的信息例如通过平均方法这样组合，使得总体上达到更鲁棒和更精确的校正。以下的描述包含本发明的优选实施方式和扩展。在此，还可以类似于方法独立权利要求的特征来扩展按照本发明的磁共振设备。此外，只要没有另外明显的解释，在本发明的范围内还可以将不同的变形组合为新的实施例。如上已经提到的那样，对于不同层的图像信息和/或校正参数的关联有不同的可能性。在本发明的第一优选实施方式中，基于对第一层所确定的第一校正参数，确定例如迭代的优化方法中的起始值，以便用于对第二层确定第二校正参数。在此，第一校正参数本身还可以形成起始值。在该方法变形中，例如可以选择性地对于整个层堆的单个层基于第一和第二校准测量利用通常的方法确定以变换系数形式的校正参数，其中用于优化方法的起始值还可以利用通常的方法来选择。为此例如提供上面描述的“单形最大化”方法。如果对于这些层确定了校正参数，则这些校正参数可以在对于其它(相邻的或位于中间的) 层的相同的优化方法中作为起始值被采用。在此假定，这些起始值已经相对靠近对于这些层的优化的校正参数。通过给出起始值因此对于这些层的优化方法可以以高的可能性非常快速地达到优化结果。由此极大加速了整个方法。在另一种变形中，基于第一和第二测量分别对于第一层确定第一校正参数，所涉及的第一和第二测量对该第一层进行。然后，对于位于第一层之间的第二层借助第一校正参数确定插值的校正参数。即，利用该方法变形完全节省了对于位于中间的第二层的优化方法并且取而代之利用关于对于第一层所确定的校正参数的插值函数功能。特别地在该变形中，对于第一层首先确定解析法描述的失真校正函数的以变换系数形式的校正参数，并且从确定的校正参数中计算对于第一层分别导出的以失真校正场形式的校正参数。对于第二层，确定从中插值的失真校正场作为校正参数，并且根据所计算的或插值的失真校正场进行对第一和第二层的失真校正。该实施方式的一个优点在于，实际的图像校正单元不必具有关于失真校正函数的解析法描述的知识。图像校正单元仅需所计算的失真校正场并且可以从中插值其它失真校正场。在此，在一种优选变形中，还可以仅对在后面还要根据对应的校准测量来确定校正参数的层进行第一和第二校准测量。这样做的优点是，总体上需要更少的测量，因为不必对每个层进行一个校准测量。即，当进行按照上面描述的B类的方法时，该方法特别适合。如果以变换系数形式的校正参数(作为起始值或者作为插值的完成的校正参数) 从相邻的层被获得，则对第二层的失真校正函数当然具有如在第一层时的相同形式。仅其中使用的校正参数(即，失真校正函数的待优化的可变参数)，如所描述那样在使用第一层的校正参数的条件下被确定。在其中从单个层的校正参数中对于位于中间的第二层确定插值的校正参数的后一种方法中，可以将该插值的校正参数原则上也作为在对于第二层的优化方法中对于变换
7系数的获得的起始值来采用。在另一种变形中，将不同层的图像信息或校正参数通过求平均来互相关联。例如， 在一种优选变形中，将在第一和第二测量中在相邻层中获得的图像数据取平均，并且根据平均后的图像数据确定用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正的失真校正函数和/ 或校正参数。然后，优选地从根据平均的图像数据所确定的校正参数中，借助位置换算函数 (Ortsumrechnungsfunktion)对于不同层确定取决于层位置的校正参数。该位置换算函数例如可以包括多项式函数或样条函数。对此的一个简单的例子是使用线性函数。例如，如果一方面对于层对、和Z1以及另一方面τ2和Z3(下标在此表示在最简单的情况下等距的层的空间上的顺序)进行平均， 则从第一层对的校正中得到在位置Zeffl = (Z(l+Zl)/2上的有效的失真校正场V(x，y，zrffl)， 并且从第二层对的校正中得到在位置Zeff2 = (Z2+Z3V2上的V(x，y，zeff2) 0对于位于这些有效的位置Zeffl和Zeff2之间的两个层Z1和h，然后例如可以利用线性转换函数确定失真校正场。v(x,y,Zi)= & — zemΧΜ”Mh -Zeff2). V(X^zeffl)
VZeff2 ~~ Zeffl )其中，i= l，2。BP,以这种方式可以对于每个层以快的方式计算优化的失真校正。特别地，还可以组合前面所描述的方法。例如对于几个层可以通过对相邻层求平均来确定失真校正函数，以便对于其它层又从这些校正参数中通过插值来确定合适的校正参数，这些校正参数必要时仍是仅作为对于涉及的层的优化方法中的起始值被采用。在此， 对方法的具体选择除了别的之外取决于对于各自测量(即预计的干扰)的具体所需的精度，但也取决于可用的测量时间和/或处理时间。在本方法的另一种变形中，首先对于一层仅根据对于该层进行的测量确定失真校正函数和校正参数。然后，对利用该失真校正函数或该校正参数确定的失真校正结果进行质量检查。如果在该质量检查中确定，不满足预先给出的质量标准，则在考虑相邻层的图像信息和/或校正参数的条件下确定新的改进的失真校正函数和/或新的校正参数。质量标准例如可以是用于图像中像素的最大位移的边界值。如果对于图像中任意像素的校正确定了一个较大的位移，则将结果归类为不可靠的并且由此不满足质量标准。太大的失真校正例如可以由于在拍摄时患者的运动和/或太小的SNR而出现。该变形原则上可以对于所有层进行，即，在这样的方法中首先总是进行通常的失真校正并且仅当利用通常的失真校正可能达到一个不可靠的结果时才按照本发明的方式利用图像信息和/或校正参数的关联。 即，在该变形中相对于通常的方法没有实现时间节省，然而可以由此极大改进失真校正的质量。在另一种变形中，首先对不同层的校正参数应用滤波函数，然后对于失真校正使用校正参数或失真校正表。通过对校正参数这样滤波，可以在相邻的层上进行对相应的值的平滑。这点适合于所有形式的校正参数，即，既适合于变换系数又适合于失真校正表的值。作为滤波函数例如可以采用高斯滤波器。因为要假定，失真在层上仅缓慢改变，因此通过这样的滤波可以实现，在校正单个层时的系统的和/或统计的波动或者甚至真实的异常值(Ausreiiier)也可以被均衡。校正参数的该滤波还可以不取决于是否在确定校正参数时已经进行了不同层的图像信息和/或校正参数的关联或者是否通过各自的优化方法分别从对于所述层进行的校准测量确定了对于各个层的所有的校正参数来进行。这样的滤波函数最后也可以是不同层的图像信息或校正参数的关联。原则上可以以任意方式构造失真校正函数，在此例如可以是以通常方式仅考虑仿射的变换(平移、缩放、剪切)，即，考虑零阶和一阶图像失真。这样的简单失真校正函数在如下假定中使用，即，主要残留的动态干扰场的空间分布具有与该干扰的产生者(即扩散梯度)相同的几何形状。但在现代MR设备中，该假设不总是正确的。在现代MR设备中，例如通过梯度脉冲形状的预失真补偿同源的干扰场，使得残留的干扰场具有更为复杂的空间几何形状。因此，在一种特别优选的变形中，失真校正函数是特定于设备的非线性失真校正函数，该非线性失真校正函数是基于特定于设备的信息确定的。利用这样的特定于设备的失真校正函数可以校正由仿射的变换导致的图像失真，然而其中失真校正函数不复杂，从而校正计算开销不太高。此外，这样的失真校正函数比在迄今为止的方法中更好地与实际上呈现的干扰条件匹配并且由此可以导致更精确的校正。“特定于设备”的概念在本发明的范围中应该被理解为其还包括“特定于设备类型”的概念，也就是例如使用了关于在该设备类型中所采用的梯度线圈设计的信息或者类似的结构信息。在此，特定于设备的失真校正函数的确定还可以基于启发式信息。例如，对于特定的设备类型可以证明，在(设备或梯度线圈的笛卡尔坐标系的)x方向上通断扩散梯度时主要出现一阶以及更高阶的特定的其它项的干扰场。于是，该知识可以直接用于确定特定于设备的失真校正函数。同样，可以通过这样的启发式信息来对用于确定特定于设备的失真校正函数的其它特定于设备的信息或方法进行补充。尤其优选的是，特定于设备的信息直接包括当在所涉及的磁共振设备中施加梯度场时所出现的场几何形状的参数。例如，特定于设备的信息可以依据分别施加的梯度场而尽可能包括对该场几何形状的完整数学描述。在本发明的特别优选的实施例中，为了确定针对磁共振设备的不同梯度轴的特定于设备的失真校正函数，分别确定场干扰的特定于设备的几何形状。在此，例如可以测量动态的场干扰。在此以下做法就足够了，即，一次性在安装设备时一般针对每单个系统在调整步骤(下面还称为“Time-up”步骤)中执行该测量，或者仅当对磁共振设备执行可能影响场几何形状的结构改变时才重新执行这些测量。同样，可以在定期的维护范围内执行这样的测量。在另一优选的实施例中，为了确定特定于设备的非线性的校正函数，确定非线性多项式变换函数的这样的多项式项，即，这些多项式项在考虑施加扩散梯度时特定于设备的信息的情况下可能导致根据预定相关标准而相关的图像变换。因此，在该变形方案中，假定可以根据更高阶(> 1)的多项式变换函数来得到失真函数，但是一般在施加扩散梯度时只有少数几个多项式项实际上能导致图像中的相关变换，即导致失真。于是在失真校正函数中仅使用这些“相关的”多项式项。相应地，MR设备的校正参数确定单元优选地被构成为，其能够优选为全自动地、必要时还通过调用操作员输入来确定相关的多项式项，并且形成相应的失真函数。
哪些多项式项在该意义下被分类为“相关的”取决于干扰场的特殊的几何形状。因此，在考虑特定于设备的信息的情况下，也就是例如基于关于梯度线圈、患者通道的所使用的材料以及在施加梯度场时可能导致干扰场的其它组件的几何形状的数据或类似数据，针对多项式项的相关性来检查多项式项。尤其是在该方法中，可以仅将启发式信息用作特定于设备的信息或者部分地还将启发式信息用作特定于设备的信息，也就是还可以纯启发为基础选择特定于设备的相关的多项式项。可以按照不同的方式来确定用于确定图像变换是否“相关”的相关标准。优选地， 基于在校准测量所产生的两个磁共振图像之间测试图像像素的对应于多项式项的位移，可以确定该多项式项的图像变换的相关性。也就是说，考察在第一校准测量的磁共振图像中的特定测试图像像素，并且考察该测试图像像素在来自第二校准测量的相应磁共振图像中的位移。在此，这些测试图像像素可以是特定选择的像素或者是图像的全部像素。同样，还可以对该位移进行加权的分析，例如借助各个像素的图像强度进行加权。对动态场干扰的特定于设备的几何形状的完整描述，在此优选地在磁共振系统 (即梯度线圈系统)的物理坐标系统中或以常用的球坐标进行。因此，每个梯度轴的干扰场的几何形状例如以x、y、z坐标，也就是沿着设备的梯度轴，被测量和存储。通常对模体执行的相应的测量方法是专业人员公知的，因此在此不进一步解释。特别优选的是，本发明的磁共振设备具有合适的存储器，在该存储器中针对磁共振设备的不同的梯度轴分别存储了关于场干扰的特定于设备的几何形状的数据。但是，有意义地，大多在已经提到的逻辑“成像坐标系统”中进行对磁共振图像的失真校正。于是，可以依据层位置，也就是依据各磁共振图像的位置和方向将场干扰几何形状从所选择的物理坐标系统(例如磁共振设备的x，y，z 坐标系统或球坐标系统)变换到逻辑成像坐标系统中。由于在读取方向r上的带宽典型地比相位编码方向ρ的大一百倍，因此与相位编码方向P相比在读取方向r上一般不会发生相关的失真。因此，优选地仅在相位编码方向上进行对磁共振图像的失真校正。其优点是，在确定校正参数时只需要考虑该方向，由此待确定的校正参数的数量减小，由此在确定校正参数时以及在稍后采用该校正参数来校正时可以明显节省计算开销。在DE102010001577中详细描述了特定于设备的失真校正函数的使用，其内容被
合并于此。不论校正的种类，存在如下问题，S卩，在多层测量中不考虑随时间的历史的效果。即证明，在多层测量中失真通常具有对图像的拍摄顺序的依赖性，这点是通过干扰场的平衡状态的连续构建引起的。虽然这样的进给现象(EinlaufpMnomen)可以通过如下措施来降低，即，在先后进行的层拍摄中利用不同的扩散权重或方向工作。例如，在相继的层中利用相反的扩散方向工作，其中该测量的扩散对比度相同。于是这些层总体上可以具有降低的失真。但是，失真的强度和几何形状可能以难以预测的方式在层与层之间改变，这明显使得校正变得困难。在一种特别具有优势的变形中，由此在进行校准和/ 或有用测量之前相应于随后的校准和/或有用测量的扩散权重来施加多个准备梯度脉冲 (Praparationsgradientenpulsen )。在这些准备脉冲的情况下不拍摄数据并且不激励自旋，即，不施加高频脉冲，而是仅相应于随后的测量通断梯度。以这种方式可以几乎在平衡状态就拍摄实际的测量的第一层。因为典型的时间常数位于几百ms的范围并且典型的层
10拍摄持续时间位于大约IOOms的范围，所以一般3至5个附加的准备脉冲就足够。附加地和/或替换地，可以通过如下措施来降低不期望的进给现象，即，在相继进行的测量中仅缓慢地改变扩散方向和/或权重。这例如可以如下来实现利用单调上升的 b值工作并且分别变换到空间上处于下一个相邻的扩散方向。


以下借助附图结合实施例再次详细解释本发明。附图中，图1示出了根据本发明的实施例的MR设备的示意图；图2示出了具有根据本发明第一实施例的用于校正失真的主要步骤的流程图；图3示出了具有根据本发明第二实施例的用于校正失真的主要步骤的流程图；图4示出了具有根据本发明第三实施例的用于校正失真的主要步骤的流程图；图5示出了具有根据本发明第四实施例的用于校正失真的主要步骤的流程图。
具体实施例方式在图1中粗略示意性地示出了按照本发明的磁共振设备1。该磁共振设备一方面包括具有检查室或患者通道的实际的磁共振扫描仪10，检查对象12 (在此是患者或受试体)可以在卧榻11上进入该检查室或患者通道。磁共振扫描仪10 —般地具有基本场磁体系统、梯度线圈系统以及发送和接收天线系统，后者例如包括在磁共振扫描仪10中固定组装的全身线圈以及必要时其它的、可变地设置在检查对象12上的局部线圈。MR设备1还具有用于控制整个MR设备1的中央控制单元13。中央控制单元13 包括用于控制脉冲序列的图像拍摄单元14。在该图像拍摄单元中依据所选择的成像序列控制高频脉冲和梯度脉冲的顺序。中央控制单元13具有用于输出各个高频脉冲的高频单元 15以及用于控制梯度线圈的梯度单元16，它们为发送脉冲序列与图像拍摄单元14相应地通信。在此，高频单元15不仅包括用于发送高频脉冲序列的发送部件，还包括用于采集经协调的磁共振原始数据的接收部件。重建单元20接收所采集的原始数据并根据该原始数据重建MR图像。专业人员原则上公知如何通过高频脉冲的入射和梯度场的产生来采集合适的原始数据并根据该原始数据重建MR图像，在此就不再详细解释。对中央控制单元13的操作可以利用输入单元22和显示单元21进行，由此通过操作人员经由输入单元22和显示单元21还可以操作整个MR设备1。在显示单元21上还可以显示MR图像，并且借助输入单元22以及必要时结合显示单元21可以规划和启动测量。为了产生扩散加权的图像，除了用于位置编码的梯度之外还在测量期间通断不同强度的扩散梯度。拍摄扩散加权的磁共振图像的原理也是专业人员公知的，因此不需要详细解释。如上面解释的那样，为了产生扩散加权的图像而通断的附加的扩散梯度导致所拍摄的磁共振图像产生失真。尤其是在平面回波成像中，图像信息在图像平面内的位移V(r， P)主要沿着相位编码方向P出现，而且与局部干扰场的幅度B(r，p)成比例，并与沿着该方向的像素带宽BW成反比，也就是下式成立V(r,p) = ^^·(1)
v 7 BW
由于在读取方向上的带宽BW典型地比在相位编码方向上的大100倍，因此在读取方向r上不会发生显著的失真。由此，在逻辑的成像坐标系统r，p中，通过干扰场的变换或失真一般如下所示r' = r(2a)ρ' = p+V(r, ρ)(2b)一般来说，位移或失真V也可以作为多项式失真函数而如下所示
权利要求
1.一种用于减少扩散成像中的失真的方法，这些失真在借助磁共振设备(1)拍摄检查对象(1 的扩散加权的磁共振图像时出现，具有以下步骤，-对于多个空间上互相隔开的层分别执行至少一次具有第一扩散权重的第一测量 (R1),-对于所述多个空间上互相隔开的层分别执行至少一次具有第二扩散权重的第二测量 (R2)'-根据所述测量(R1A2)确定失真校正函数并确定校正参数，用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正，其中，将不同层的图像信息和/或校正参数互相关联，-基于所述失真校正函数和校正参数进行对所述扩散加权的磁共振图像的失真校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于对第一层所确定的第一校正参数确定优化方法中的起始值，以便用于对第二层确定第二校正参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于第一和第二测量(R1A2)分别对于第一层确定第一校正参数，第一和第二测量(R1, R2)对在该第一层进行，并且对于位于第一层之间的第二层借助第一校正参数确定插值的校正参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，仅对还将要根据对应的第一和第二测量 (R1, R2)来确定校正参数的层进行第一和第二测量(R1, R2)。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，将所述插值的校正参数作为在用于确定位于第一层之间的第二层的第二校正参数的优化方法中的起始值来采用。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，将在第一和第二测量中在相邻层中获得的图像数据取平均，并且根据平均后的图像数据确定用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正的失真校正函数和/或校正参数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从根据平均后的图像数据确定的校正参数中借助位置换算函数对于不同层确定取决于层位置的校正参数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述位置换算函数包括多项式函数或样条函数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，首先对于一层根据对于该层进行的测量确定失真校正函数和校正参数，对利用该失真校正函数或该校正参数确定的失真校正进行质量检查，如果不满足预先给出的质量标准，则在考虑相邻层的图像信息和/ 或校正参数的条件下确定新的失真校正函数和/或新的校正参数。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在将不同层的校正参数用于失真校正之前，首先对所述不同层的校正参数应用滤波函数。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在进行第一和/或第二测量( , )之前相应于随后的测量(Rpig的扩散权重来施加多个准备梯度脉冲。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，在具有在读出方向上的第一坐标轴的和在相位编码方向上的第二坐标轴的逻辑的成像坐标系中进行磁共振图像的失真校正，在该成像坐标系中在第一和第二测量(Rpig中拍摄磁共振图像，仅在相位编码方向上进行所述失真校正。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述失真校正函数是基于特定于设备的信息被确定的特定于设备的非线性失真校正函数。
14. 一种磁共振设备(1)，具有-图像拍摄单元(14)，用于拍摄检查对象(12)的扩散加权的磁共振图像以及用于对于多个空间上互相隔开的层分别执行至少一个具有第一扩散权重的第一测量(R1)和对于所述多个空间上互相隔开的层分别执行至少一个具有第二扩散权重的第二测量(R2)，-校正参数确定单元(17)，该校正参数确定单元被构造用于，使得其根据所述测量(R1, R2)确定失真校正函数并且确定用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正的校正参数， 其中，将不同层的图像信息和/或校正参数互相关联，和-图像校正单元(18)，用于根据所述失真校正函数和校正参数对扩散加权的磁共振图像进行失真校正。
全文摘要
本发明涉及一种用于减少扩散成像中的失真的方法，具有以下步骤对于多个空间上互相隔开的层分别执行至少一次具有第一扩散权重的第一测量(R1)；对于所述多个空间上互相隔开的层分别执行至少一次具有第二扩散权重的第二测量(R2)；根据所述测量(R1，R2)确定失真校正函数并确定校正参数，以便用于对扩散加权的磁共振图像进行失真校正，其中，将不同层的图像信息和/或校正参数互相关联；基于所述失真校正函数和校正参数进行对扩散加权的磁共振图像的失真校正。此外，本发明提出了一种可用于执行这样的方法的磁共振设备(1)。
文档编号G01R33/565GK102279375SQ20111007464
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月31日
发明者戴维.A.波特, 托尼.H.金, 索斯滕.费韦尔 申请人:西门子公司