用于为独立像素或体素分配组织特异pet衰减值的mri方法
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及医学成像。其具体应用于与磁共振(MR)系统结合，并且将特别参考磁共振系统来描述本申请。然而应当理解本申请还适用于其他的使用场景，并且不必限于前述的应用。
【背景技术】
[0002]在过去，已经将计算断层摄影(CT)用于诊断性正电子发射断层摄影(PET)中的衰减校正(AC)和辐射治疗(RT)规划的模拟疗程中的组织密度。即CT典型地以亨氏(Hounsfield)单位来测量与辐射衰减和组织密度相关的组织的辐射密度。医学成像的进步已经引起混合PET/MR系统和混合MR/RT系统以及基于MR的模拟的发展。然而，不像CT那样，MR信号强度不与辐射衰减(例如mu值)或组织密度直接相关，并且提出了对于生成衰减映射或密度映射的技术难题。
[0003]至今大多数研究集中在使用“正常的”基于解剖结构或图集或模型的方案(即找形(shape-finding))将来自MR图像的组织区分或“分割”成不同类别(例如软组织、骨骼或空气)的方法。然而，这样的方法对于具有异常解剖结构的患者表现不佳，由于固有疾病进展或医学干预(例如手术和辐射)，所以在特定的患者群体中具有异常解剖结构的患者更常见。进一步地，这样的方法不能够解决这样的问题，即多个组织类型可以位于单个图像像素或体素内。这些限制潜在地引起临床上显著的不准确性，尤其是在以逐个像素为基础定量地计算患者放射量测定的RT规划的背景中。另外，执行分割技术也是时间密集的，分割技术通常并入了减少患者通量的人工的校验和调节步骤。
【发明内容】
[0004]本申请提供了克服以上引用的难题的新的并且经改进的方法和系统。
[0005]根据一方面，一种磁共振(MR)系统生成映射。所述系统包括限定检查体积的MR扫描器和至少一个处理器。所述(一个或多个)处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在所述映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的每个像素或体素。
[0006]根据另一方面，一种方法生成映射。所述方法包括控制MR扫描器来向由所述MR扫描器限定的检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在所述映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的值分配到所述映射的每个像素或体素。
[0007]根据另一方面，一种磁共振(MR)系统生成映射。所述系统包括限定检查体积的MR扫描器和至少一个处理器。所述(一个或多个)处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。响应于所述成像序列来接收并且分析MR数据集，以识别在映射的像素或体素中找到的不同的组织和/或材料类型。基于在对所述MR数据集的分析期间被识别为在每个像素或体素中的所述(一种或多种)组织和/或材料类型来将一个或多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值分配到所述映射的每个像素或体素。所述系统还包括以下中的至少一个:(1)将所述组织特异和/或材料特异的值用于治疗规划的治疗系统；和(2)将所述组织特异和/或材料特异的值用于衰减校正的正电子发射断层摄影(PET)/单光子发射计算断层摄影(SPECT)系统。
[0008]根据另一方面，提供了一种包括限定检查体积的磁共振(MR)扫描器和至少一个处理器的系统。所述至少一个处理器被编程为控制所述MR扫描器来向所述检查体积施加成像序列。进一步地，所述至少一个处理器被编程为响应于所述成像序列来接收来自一系列回波时间(TE)采集的MR相位数据，并且识别所述MR相位数据的相位随时间的变化。识别相位随时间的变化以识别在所述检查体积中找到的不同的组织和/或材料类型。
[0009]—个优势在于生成目标图像的每个像素或体素的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值。
[0010]另一个优势在于目标图像的每个像素或体素的多个组织特异和/或材料特异的衰减或密度值，其中，根据所述多个值在整体信号强度上的分布来对它们进行加权。
[0011]另一个优势在于经改进的患者通量。
[0012]另一个优势在于更高的准确性。
[0013]另一个优势在于采用磁共振(MR)信号相位和/或幅度、或者实MR信号部分和/或虚MR信号部分来对组织类型进行分类。
[0014]本领域普通技术人员在阅读并且理解了下面的详细说明之后将意识到本发明的更进一步的优势。
【附图说明】
[0015]本发明可以采取各种部件和各部件的布置以及各种步骤和各步骤的安排的形式。附图仅用于图示优选的实施例的目的并且不应被解释为对本发明的限制。
[0016]图1图示了用于确定MR图像的每个像素或体素的组织特异和/或材料特异的衰减或密度值的磁共振(MR)系统。
[0017]图2图示了膛型MR扫描器的示意图。
[0018]图3A图示了 MR相位图像的矢状面。
[0019]图3B图示了在生成图3A的MR相位图像期间捕获的数据点。
[0020]图4图示了采用衰减映射或密度映射的治疗系统。
[0021]图5图示了采用衰减映射或密度映射的正电子发射断层摄影(PET)/单光子发射计算断层摄影(SPECT)系统。
[0022]图6图示了用于生成衰减映射或密度映射的方法。
【具体实施方式】
[0023]参考图1，磁共振(MR)系统10采用磁共振来形成对象12的二维或三维图像。系统10包括主磁体14，主磁体14创建延伸穿过检查体积16的强的静止的B。磁场。检查体积16的尺寸被制定为容纳对象12。在检查体积16中静止B。磁场的强度通常是以下中的一个:0.23特斯拉、0.5特斯拉、1.5特斯拉、3特斯拉、7特斯拉等，但是预期其他强度。
[0024]梯度控制器18控制多个磁场梯度线圈20、22、24来选择性地将诸如x梯度、y梯度和z梯度的磁场梯度添加到检查体积16中的静止B。磁场上。进一步地，发送器26利用诸如全身线圈的一个或多个发送线圈28来将匕共振激励和操纵射频(RF)脉冲发送到检查体积16中。Bjt冲典型地具有短的持续时间，并且当与磁场梯度一起运用时实现对磁共振的选定的操纵。例如冲激励氢偶极子共振，并且磁场梯度将空间信息编码在共振信号的频率和相位中。通过调节RF频率，可以在其他偶极子中激励共振，例如倾向于集中在已知组织(例如骨骼)中的磷。序列控制器30控制发送器26和/或梯度控制器18来在检查体积16内实施选定的成像序列，其中所述成像序列定义匕脉冲和/或磁场梯度的序列。
[0025]响应于成像序列来从检查体积16中产生与对象12的映射或图像相对应的空间编码的磁共振信号。由诸如全身接收线圈或局部只接收线圈的多个接收线圈32、34、36来接收这些空间编码的磁共振信号。接收器38将接收到的信号解调成与例如k空间数据轨迹相对应的MR数据集，并且将MR数据集存储在数据缓存(例如存储器)40中。可以将MR数据集用于重建处理器42对映射或图像的重建。重建处理器42在空间上对磁场梯度的空间编码进行解码，以确定来自每个空间区域(例如像素或体素)的共振信号的属性。通常确定信号的强度或幅度，但是也可以确定与相位、弛豫时间、磁化转移等相关的其他属性。进一步地，可以使用信号的实部和虚部来确定相位和/或幅度，反之亦然。具有各种属性的重建映射或图像接着被存储在映射和图像存储器44中，并且被任选地显示在显示设备46上。
[0026]参考图2，MR系统10包括扫描器48和任选的支撑体50。扫描器48限定检查体积16，并且包括被定位在检查体积16周围的主磁体14、接收线圈32、34、36、梯度线圈20、22,24和发送线圈28。扫描器48还可以但不需要包括以下中的一个或多个:发送器26、接收器38、梯度控制器18和序列控制器30。支撑体50支撑对象12并且帮助在成像期间定位检查体积16中的对象12。如图示那样，扫描器48是膛型的，但是预期C型、开放型等。
[0027]返回参考图1，在成像期间对象12被布置在检查体积16中。主磁体14生成静止的B。磁场，利用该磁场对象