磁共振成像中组织特性的适应性和互动性评估的制作方法
【专利摘要】实施例涉及使用磁共振成像(MRI)评估组织特性。MR图像被用于测量影响到组织的特定化学特性的特性。在一个示例性实施例中，组织的横向弛豫值或横向弛豫速率，其可以从MR图像中轻易测得，被用于评估组织中的铁沉积。铁沉积影响了组织的横向弛豫值(T2或T2*)或弛豫速率(R2＝1／T2或)。基于已知的有效值、水值和脂肪值，通过合并组织的MR图像中多个图像元素中每个单独图像元素的最相关值，计算临床相关图。所述临床相关图可利用一幅图提供组织的任何区域中铁沉积的精确评估。
【专利说明】磁共振成像中组织特性的适应性和互动性评估
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年11月5日提交的美国临时专利申请N0.61 / 722，281的优先权,其全部内容通过引用被合并到本文中。
【技术领域】
[0003]本申请一般的涉及采用磁共振成像(MRI)来评估组织特性，并且更特别地涉及根据由磁共振(MR)图像获得的值对组织中的铁沉积进行评估。
【背景技术】
[0004]因为许多疾病都会影响组织或器官中的铁沉积，因此评估组织中的铁沉积是有临床兴趣的。可以通过磁共振成像(MRI)实现铁沉积的评估。因为MRI是非侵入性的并且可以对整个器官成像，因而成为一种值得拥有的技术。已知铁沉积会影响组织横向弛豫值(T2或T/)或弛豫速率(R2= I / !^或冗=〗/:^)，且这些值可以通过MRI测得。不同的已知方法可以用于在MR图像上测量像素的R2或乂值，以及对应的T2或T2*值，MR图像也被称为图。
[0005]不同的组织类别，诸如水和脂肪，具有不同的冗值。虽然水的值可以精确的反映大多数组织或器官中的铁沉积，但对于某些区域也可能是不精确的，诸如具有高脂肪比例的那些区域。典型的，铁沉积对脂肪没有什么影响。有效的值是水-脂肪混合物的乂值，并且通常被用于铁沉积的评估。然而，有效的值同样不能精确反应出具有高脂肪比例区域中的铁沉积。因此，放射科医师或内科医师可能需要挨个读取并比较有效的冗#、水冗w和脂肪R2/图以评估组织的铁沉积。这给实际应用带来不便、困难和混淆。
`[0006]该文档描述了一种方法和系统，用于基于已知的有效的/^#值、水/?2^值和脂肪值提供临床相关的图。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供了一种系统和方法，用于根据组织的磁共振(MR)信号数据对组织特性进行评估。图像数据处理器，被配置用于为组织MR图像中多个单独图像元素中的每一个单独图像元素，选择多个组织参数中的一个；以及显示处理器，被配置为使用所选的参数生成表示MR图像的数据以表示单独图像元素。
[0008]在一个实施例中，组织参数包括与组织中铁沉积相关的参数。参数可包括组织横向弛豫值和组织横向弛豫速率中的至少一个。在一个实施例中，所述参数可以包括以下中至少一个(i)脂肪的横向弛豫速率；(ii)水的横向弛豫速率；和(iii)水和脂肪二者的组合横向弛豫速率；并且图像数据处理器所选的横向弛豫速率是基于单独图像元素的，所述单独图像元素分别表示了以下由单独图像元素所表示的组织之一的一部分(i)脂肪；(ii)水,和(iii)水-脂肪混合物。[0009]根据一个实施例，输入处理器，被配置为接收多个使用脉冲序列类型获得的病人解剖的一部分并且表示包括多个单独图像元素的图像的MR图像表示信号数据集。所述图像数据处理器响应于接收多个MR图像表示信号数据集，确定所选参数。
[0010]根据一个实施例，多个单独图像元素中的每个单独图像元素都包括下列中的至少一种α) —个像素；(ii) 一组像素；(iii) 一个体元；和(iv) —组体元。
[0011]在一个实施例中，图像数据处理器所选的横向弛豫速率是基于单独图像元素的，其分别表示了以下由单独图像元素所表示的组织之一的一部分(i)脂肪；(ii)水，和(iii)水-脂肪混合物。在一个实施例中，所选的横向弛豫速率是脂肪的横向弛豫速率，其至少基于以下之一(a)脂肪超过第一阈值的比例和(b)水低于第二阈值的比例，在由单独图像元素所表示的组织中。在另一个实施例中，所选的横向弛豫速率是水的横向弛豫速率，其至少基于以下之一(a)水超过第三阈值的比例和(b)脂肪低于第四阈值的比例，在由单独图像元素所表示的组织中。在又一个实施例中，所选的横向弛豫速率是水和脂肪二者的组合横向弛豫速率，其至少基于以下之一:位于预定阈值之间的(a)水的比例和(b)脂肪的比例，在由单独图像元素所表示的组织中。
[0012]在一个实施例中，第一和第四阈值是预定的且大体上相同，并且其中第二和第三阈值是预定的且大体相同。
[0013]根据一个实施例，所述图像数据处理器进一步被配置成响应于数据而自适应的选择至少一个阈值，所述数据指示正在执行的临床程序。
[0014]在另一个实施例中，所述图像数据处理器进一步被配置成分别响应于(i)脂肪的磁化；(ii)水的磁化；和(iii)水-脂肪混合物的磁化中至少之一确定(i)脂肪；(ii)水；和(iii)水-脂肪混合物中至少之一的比例，在由单独图像元素所表示的组织中。
[0015]在一个实施例中，所述显示处理器产生表示MR图像的数据，使用一个或多个所述多个单独图像元素中(i)单独图像元素对应的第一子集的多个所选脂肪横向弛豫速率；
(ii)单独图像元素对应的第二子集的多个所选水的横向弛豫速率；和(iii)单独图像元素的第三子集的水和脂肪二者的组合横向弛豫速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]根据下面的详细描述，在结合附图阅读时，本发明前述和其他方面将更易理解。出于说明本发明的目的，附图中所示的实施例都是目前优选的，然而应当理解，本发明并不限于所公开的特定手段。附图包括下列图:
[0017]图1和2为示例性表示，用于评估通过MRI获取的组织特性；
[0018]图3示出了一个根据本文所提供的实施例用于使用MRI评估组织特性的系统；和
[0019]图4是一个示例性的计算环境，在其中可以实现本文所公开的实施例。
【具体实施方式】
[0020]本发明实施例涉及使用磁共振成像(MRI)评估组织特性。特别的，MR图像被用于测量对组织的特定化学性质产生影响的特性。在一个示例性实施例中，组织横向弛豫值或弛豫速率，其可以从MR图像中轻易测得，被用于评估组织中的铁沉积。已知铁沉积会影响组织横向弛豫值(T2或T2*)或弛豫速率(R2 = I / T2或< )。[0021]实施例针对一种方法和系统，其基于已知的组织的有效Z^//值、水<~值和脂肪</值为组织提供临床相关图。所述临床相关图使用一个图对组织任何区域中的铁沉积提供精确评估。尽管本文描述的实施例作为处理乂以获得临床相关的冗⑶图，R2，T2*或T2值和图也可选地通过相同的方法和系统被使用，以获得对应的临床相关图。此外，尽管关于肝脏成像描述了一些实施例，但这只是示例性的，并且可以通过对参数进行动态调整以将所述系统和方法应用于其他器官或组织。
[0022]水值可以精确地反映大多数组织或器官中的铁沉积，但对于一些区域也可能是不精确的，诸如具有高脂肪比例的那些区域。典型的，铁沉积对脂肪乂/的没有什么影响。有效的值是水-脂肪混合物的応值，并且通常被用于铁沉积的评估。然而，有效的
值同样不能精确反应出具有高脂肪比例的区域中的铁沉积。在本文提供的实施例中的临床相关的及；图，是基于已知的有效值、水/C值和脂肪值进行计算的，通过合并组织的MR图像中多个图像元素中每个单独图像元素最相关的值。采用这种方法，整个感兴趣组织中最相关的值被呈现在单幅图中以使能铁沉积评估。此外，在一个附加实施例中，除了观看临床相关的/?；^图，用户还可以选择观看有效、水和脂肪乂/图的任一组合，由此提供对临床相关的冗⑶图中任意子变量的可选显示。在另一个实施例中，可以采用颜色编码以示出有助于临床相关的尤图的值的特定变量。
[0023]如以下方程[I]所指示，通过信号模型的方程可以测得三个冗值。低翻转角度被用于数据采集，使得在信号模型中可以合理的忽略Tl的作用。对于第η次回波时间(TE)，所采集的MR信号通过以下给出:
【权利要求】
1.一种用于根据组织的磁共振(MR)信号数据评估组织特性的系统，所述系统包括: 图像数据处理器，被配置用于为组织的MR图像中的多个单独图像元素中的每个单独图像元素，选择多个组织参数中的一个；以及 显示处理器，被配置为使用所述选择的参数生成表示所述MR图像的数据以表示所述单独图像元素。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述组织的所述参数包括与所述组织中铁沉积相关的参数。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述参数包括组织横向弛豫值和组织横向弛豫速率中的至少一个。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述参数包括下列中的至少一个(i)脂肪的横向弛豫速率；(ii)水的横向弛豫速率；和(iii)水和脂肪二者的组合横向弛豫速率； 其中由所述图像数据处理器所选的横向弛豫速率是基于单独图像元素，其分别表示了以下之一的一部分(i)脂肪；(ii)水；和(iii)水-脂肪混合物，在由所述单独图像元素所表示的组织中。
5.如权利要求1所述的系统，进一步包括: 输入处理器，被配置为接收多个使用脉冲序列类型获得的病人解剖的一部分并且表示包括多个单独图像元素的图像的MR图像表示信号数据集； 其中所述图像 数据处理器响应于接收多个MR图像表示信号数据集，确定所选参数。
6.如权利要求1所述的系统，其中多个单独图像元素中的每个单独图像元素至少包含以下中的一个(i) 一个像素；(ii) 一组像素；(iii) 一个体元；和(iv) —组体元。
7.一种用于根据所述组织的磁共振(MR)信号数据评估组织的铁沉积的系统，所述系统包括: 图像数据处理器，被配置用于为组织的MR图像中的多个单独图像元素中的每个单独图像元素，选择下列之一⑴脂肪的横向弛豫速率；(ii)水的横向弛豫速率；和(iii)水和脂肪二者的组合横向弛豫速率；以及 显示处理器，被配置为使用所选的横向弛豫速率以产生表示所述MR图像的数据，以表示该单独图像元素。
8.如权利要求7所述的系统，其中图像数据处理器所选的横向弛豫速率是基于单独图像元素，其分别表示了以下之一的一部分(i)脂肪；(ii)水；和(iii)水-脂肪混合物，在由所述单独图像元素所表示的组织中。
9.如权利要求8所述的系统，其中所选的横向弛豫速率是脂肪的横向弛豫速率，其至少基于以下之一(a)脂肪超过第一阈值的比例和(b)水低于第二阈值的比例，在由所述单独图像元素所表示的组织中。
10.如权利要求8所述的系统，其中所选的横向弛豫速率是水的横向弛豫速率，其至少基于以下之一(a)水超过第三阈值的比例和(b)脂肪低于第四阈值的比例，在由所述单独图像元素所表示的组织中。
11.如权利要求10所述的系统，其中第一和第四阈值是预定的且大体上相同，以及其中第二和第三阈值是预定的且大体相同。
12.如权利要求10所述的系统，其中图像数据处理器被进一步配置为响应于指示正在执行的临床程序的数据，自适应地选择阈值中的至少一个。
13.如权利要求8所述的系统，其中所选的横向弛豫速率是水和脂肪二者的组合横向弛豫速率，其至少基于以下之一:位于预定阈值之间的(a)水的比例和(b)脂肪的比例，在由单独图像元素所表示的组织中。
14.如权利要求8所述的系统，其中所述图像数据处理器被进一步配置为分别响应于(i)脂肪的磁化；(ii)水的磁化；和(iii)水-脂肪混合物的磁化中至少之一确定(i)脂肪；(ii)水；和(iii)水-脂肪混合物中至少之一的一部分，在由单独图像元素所表示的组织中。
15.如权利要求7所述的系统，进一步包括: 输入处理器，被配置为接收多个使用脉冲序列类型获得的病人解剖的一部分并且表示包括多个单独图像元素的图像的MR图像表示信号数据集； 其中所述图像数据处理器响应于接收多个MR图像表示信号数据集，确定所选参数。
16.如权利要求7所述的系统，其中多个单独图像元素中的每个单独图像元素至少包含以下中的一个(i) 一个像素；(ii) 一组像素；(iii) 一个体元；和(iv) —组体元。
17.如权利要求7所述的系统，其中所述显示处理器产生表示MR图像的数据，使用一个或多个所述多个单独图像元素中(i)单独图像元素对应的第一子集的多个所选脂肪横向弛豫速率；(ii)单独图像元素对应的第二子集的多个所选水的横向弛豫速率；和(iii)单独图像元素的第三子集的水和脂肪二者的组合横向弛豫速率。
18.如权利要求7所述的系统，其中横向弛豫速率包括下列之一:(i) Rt2 ； (ii)R2 ；(iii) I / T2* ;和(iv)l / T20
19.一种用于根据组织的磁共振(MR)信号数据评估组织特性的方法，所述方法包括: 通过数据图像处理器接收组织的MR图像的多个单独图像元素； 通过数据图像处理器，为组织的MR图像中的多个单独图像元素中的每个单独图像元素，选择多个组织参数中的一个；以及 在显示处理器处，使用所选参数产生表示MR图像的数据以表示所述单独图像元素。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述组织的参数包括与组织中的铁沉积相关的参数。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述参数至少包括下列之一(i)脂肪的横向弛豫速率；(ii)水的横向弛豫速率；和(iii)水和脂肪二者的组合横向弛豫速率； 其中所述图像数据处理器选择横向弛豫速率是基于单独图像元素，其分别表示了以下之一的一部分⑴脂肪；(ii)水；和(iii)水-脂肪混合物，在由所述单独图像元素所表示的组织中。
22.如权利要求 19所述的方法，进一步包括: 通过输入处理器，接收多个使用脉冲序列类型获得的病人解剖的一部分并且表示包括多个单独图像元素的图像的MR图像表示信号数据集； 其中所述图像数据处理器响应于接收多个MR图像表示信号数据集，确定所选参数。
23.如权利要求19所述的方法，其中多个单独图像元素中的每个单独图像元素至少包含以下中的一个(i) 一个像素；(ii) 一组像素；(iii) 一个体元；和(iv) —组体元。
【文档编号】G06T11/00GK103810730SQ201310669924
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】钟晓东, M·D·尼克尔, S·坎宁吉泽 申请人:美国西门子医疗解决公司, 西门子公司