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CN1279873C - 使用造影剂的动态磁共振测量方法 - Google Patents

使用造影剂的动态磁共振测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用造影剂的动态磁共振测量方法，其中，在注入造影剂后的第一时刻和必要时的其它时刻，至少分别使用反转回复序列对一对象区域进行一次成像磁共振测量(2)，以获得该对象区域的磁共振图像，其特征在于，紧接在该第一时刻和必要时的其它时刻之前，分别利用磁共振序列进行一次预测量(3)，以确定该对象区域的磁共振图像中不感兴趣的组织类型或物质类型的T1时间，通过该预测量(3)来确定T1时间，然后根据按照TI＝ln2×T1为紧随其后的成像磁共振测量(2)计算反转时间TI，并将其用于该随后的磁共振测量中。本方法可以以简便的方式在动态磁共振测量中产生具有优化对比度的磁共振图像。

Description

使用造影剂的动态磁共振测量方法
技术领域
本发明涉及一种使用造影剂的动态磁共振测量方法，在这种方法中，在注入造影剂后的第一时刻和必要时的其它时刻，至少分别使用反转回复序列对一对象区域进行一次成像磁共振测量。
背景技术
磁共振断层造影是一种获取活体检查对象体内图像的公知技术。为了实施磁共振断层造影，基本磁场磁铁产生一个稳定的、相对均匀的基本磁场。该基本磁场在拍摄磁共振图像时与由所谓的梯度线圈产生的、快速接通的梯度磁场相迭加。通过高频发送天线将用于激发磁共振信号的高频脉冲序列射入检查对象。高频接收天线接收所激发的磁共振信号。这里，利用不同的脉冲序列可以产生感兴趣的对象区域的各种组织类型或物质类型的具有不同权重的磁共振图像。
磁共振断层造影的一个子领域是使用造影剂的动态磁共振测量方法。这里的一个例子是在心肌梗塞后或心脏介入手术后对心脏进行活力检查。注入患者体内的造影剂影响组织的T1时间(即纵向弛豫时间)的变化。在活力检查中充分利用以下现象：健康(供血充分的)组织对造影剂的吸收快也释放得快，而在死组织中造影剂则不断缓慢积聚增强。因此，在动态测量中，在注入造影剂后将有一个例如5分钟的等待时间，在该等待时间之后，对感兴趣的对象区域进行第一次成像磁共振测量。通常，将在后续的时间间隔中进行多次这样的测量，以便借助在不同时刻产生的磁共振图像观察死组织区域的所谓后期增强。因此使用造影剂的动态磁共振测量可以对心肌梗塞所涉及的、通过手术介入未再恢复活力的死组织区域进行标识。这样，以相同的方式还可以对手术介入的效果、例如皮肤透入鲁米那冠状动脉血管清理术(perkutaner transluminale Koronarangioplastie，PTCA)或冠状动脉搭桥手术(CABG)的效果进行检查。
为了避免运动伪影，在这种测量中使用了快速梯度回波序列。为了产生足够对比度的T1加权磁共振图像，可以使用所谓的反转回复技术，其中，利用一个180°脉冲对纵向磁化进行反转，并在反转时间TI之后利用另一个高频脉冲对其进行查询。利用180°脉冲对纵向磁化进行反转也称为测量的准备阶段。反转时间TI为产生足够对比度的磁共振图像的主要因素。通过适当选择反转时间可以实现在磁共振图像中对健康肌肉组织(心肌)进行暗化显示，而对造影剂积聚的区域进行明亮显示。但由于造影剂的流出，健康肌肉组织的TI时间在各次测量之间的时间间隔内都会变化，因此，在动态测量的每个测量时刻都须为优化对比度使用另一个TI时间。
迄今为止，对合适的TI时间的选择都根据经验数据，在检查的时间过程中通过迭代在每个测量时刻对TI时间进行适配。至今，须在这种测量的不断重复中根据经验值对TI时间进行跟踪，因此例如从用于心肌抑制的起始值TI＝260ms开始，逐步达到300ms的时间。但在这种利用经验值的TI选择中，并不能在所有情况下对各个患者都能通过在心脏磁共振图像中抑制健康肌肉组织而实现优化的对比度。
发明内容
从现有技术出发，本发明要解决的技术问题是，提供一种使用造影剂的动态磁共振测量方法，利用这种方法可以随时优化地抑制预先给定的组织类型或物质类型，从而实现优化的对比度。
为解决上述技术问题，本发明采用了一种使用造影剂的动态磁共振测量方法：在注入造影剂后的第一时刻和必要时的其它时刻，至少分别使用反转回复序列对一对象区域进行一次成像磁共振测量，以获得该对象区域的磁共振图像。在该第一时刻和必要时的其它时刻之前，分别利用磁共振序列进行一次预测量，以确定该对象区域的磁共振图像中所不感兴趣的组织类型或物质类型的T1时间。该组织类型或物质类型的T1时间通过预测量来确定。然后由该T1时间按照TI＝ln2×T1为后续测量计算反转时间TI，并将其用于后续测量中。
在本申请中，所述组织类型或物质类型是指感兴趣的对象区域的每个可由T1时间区分的组成部分，例如骨头块、某种肌肉组织、血液或脂肪。
通过紧接在每次给入造影剂后的特定测量时刻所进行的测量前的预测量，确定那些在随后磁共振图像中应显示为暗色的组织类型或物质类型的T1时间。根据所得到的T1时间，可以为测量准确计算出那些在磁共振图像中不提供信号的组织类型或物质类型的TI时间。这满足关系TI＝ln2×T1。可以在以后时刻的其它测量中进行相同的预测量，此时，不感兴趣的组织类型或物质类型(如健康的心肌)的T1时间由于造影剂的导出而改变。在这些其它时刻上，也对优化对比度所要求的TI时间进行准确地计算，并将其用于测量。
以这种方式，就不再需要使用TI的经验值并在动态测量中进行适配。更确切地说，就是总能够确定出优化的图像对比度所要求的TI并加以使用。由此能以简单的方法获得高质量的磁共振图像。
本方法出色地适用于充分利用后期增强效应来确定心肌活力，其中，其T1时间已确定的、不感兴趣的组织类型表示有活力的健康心肌组织。这种活体心肌组织在动态磁共振测量的磁共振图像中是看不到的，因为由于后期增强只有非活体肌肉组织区域作为明亮的区域或像素在图像中被定位。根据对各测量时刻活体肌肉组织T1时间的了解，以及由此对TI时间的选择，可以实现对死组织区域的更优的对比度和优化的可识别性。
为了确定不感兴趣的组织类型或物质类型的T1时间，优选通过预测量产生一磁共振图像，并在该图像中标记出不感兴趣的组织类型或物质类型。根据这种标记可将对T1时间的确定局限在具体选出的组织类型或物质类型上。
优选使用快速单幅测量(Single-Shot-Messung)作为用于确定T1时间的预测量，以实现较短的测量时间，尤其是实现从确定T1时间到其后进行的实际测量间较短的时间间隔。这种用于确定T1时间的单幅测量对本领域技术人员来说是熟知的。因此例如可以使用一种反转回复TrueFisp序列，如在K.Scheffler等人的“T1 Quantification with Inversion Recovery TrueFisp”，Magnetic Resonance in Medicine 45：720-723(2001)(“利用反转回复全聚焦稳态快速梯度回波序列(TrueFisp)的T1量化”，医学中的磁共振，第45卷，第720-723页，2001)中所述的。
附图说明
下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明：
图1为使用造影剂的动态磁共振测量的原理时间过程的例子的示意图；
图2为对一确定的T1时间进行预测量的测量序列的一个例子；
图3为用流程图示出的本方法的各个步骤。
具体实施方式
图1以示意图的方式示出了在时间轴上使用造影剂的动态磁共振测量的一个可能的时间过程的例子。这里，在时刻t0向患者体内注入造影剂，该时刻被简写为T1时间(附图标记1)。在给入造影剂之后，将等待一定的时间(例如5分钟)，然后在时刻t1利用反转回复技术进行第一次成像磁共振测量2以产生心脏的T1加权的磁共振图像。同样，在相互间时间间隔例如为2分钟的较晚时刻t2-t4，可以再进行这种磁共振测量2。根据在不同时刻t1-t4获得的磁共振图像，可以对以后在由梗塞损害的组织区域中的增强效应进行观察。各个所产生的磁共振图像的对比度在很大程度上取决于测量时所选择的TI时间。这里，该TI时间给出了从射入磁化所依据的反转回复序列的180°脉冲起的时间。通过对每次测量2适当选择TI时间，可以优化磁共振图像的对比度，因此例如不感兴趣的组织类型(如活跃的心肌组织)在磁共振图像中没有信号贡献，即显示为暗色。这里的条件是：TI＝ln2×T1，其中，T1为该时刻不感兴趣的组织类型的纵向弛豫时间。
在本方法中，不感兴趣的组织类型的T1时间由紧接在每次测量2之前的预测量3来确定，如图1中用箭头示意性示出的。由于通过给入造影剂的动态过程，每次预测量3都产生不感兴趣的组织类型的另一个T1及另一个最佳TI。该TI将分别用于紧接在该预测量3后的测量2。当然，在这种动态测量中测量2的次数以及相互之间的间隔可以是任意的，可由专业人员根据现有条件和所期望的结果来选择。
为进行预测量，在本例中使用了如图2示意性示出的反转回复TrueFisp序列。该脉冲序列中前后相接的激励脉冲以触发角α和交变的极性入射。在如图2所示的、以+α脉冲的中心开始并以-α脉冲的中心结束的重复时间TR内，梯度磁场以所示出的方式被接通。其中，GZ表示用于确定层的梯度线圈，GY表示用于相位编码的梯度线圈，GX表示用于读出方向的梯度线圈。在这种测量中，纵向磁化绕Z轴在+α/2和-α/2之间振荡。
在使用造影剂的动态磁共振测量的一个具有优化的TI时间的示例过程中，通常首先利用磁共振测量获取对象区域的概貌图像。借助该概貌图像标记出待测量的对象区域，并在所期望的位置上设置目标序列。在给入造影剂、以及随后的等待时间之后，将利用反转回复TrueFisp序列或类似的快速方法进行预测量。在由此产生的磁共振图像中，交互式地标记出在后续的磁共振图像中应显示为暗色的组织类型及组织区域，这例如可以是活跃的心肌组织。在标记之后，将由预测量自动确定该标记的区域的组织类型的T1值，并根据TI＝ln2×T1由T1值计算出TI时间，如图3中的方法步骤所示。然后该计算出的TI值将被传递到测量系统用于后续测量，并启动该测量。因此，该成像磁共振测量以优化的TI时间实施，并为磁共振图像提供所期望的对比度。在此，不再需要估计和引用经验值。
尽管前面所作的描述和实施方式涉及心脏活力的测量，但本领域的技术人员应该明白，本发明的方法当然也可应用于其它应用领域，其中，借助反转回复序列实施使用造影剂的动态磁共振测量方法，并通过隐去或暗化组织类型或物质类型优化图像对比度。

Claims (5)

1.一种使用造影剂的动态磁共振测量方法，其中，在注入造影剂后的第一时刻和必要时的其它时刻，至少分别使用反转回复序列对一对象区域进行一次成像磁共振测量(2)，以获得该对象区域的磁共振图像，其特征在于，紧接在该第一时刻和必要时的其它时刻之前，分别利用磁共振序列进行一次预测量(3)，以确定该对象区域的磁共振图像中不感兴趣的组织类型或物质类型的T1时间，通过该预测量(3)来确定T1时间，然后根据按照TI＝ln2×T1为紧随其后的成像磁共振测量(2)计算反转时间TI，并将其用于该随后的磁共振测量中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态的磁共振测量是用于确定心肌活力的动态磁共振测量，其是充分利用后期增强效应实施的，其中，所述不感兴趣的组织类型表示活跃的心肌组织。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由使用者在实施预测量(3)后，在从该预测量(3)获得的磁共振图像中标记出不感兴趣的组织类型或物质类型，其中，只对所标记出的区域确定T1时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述预测量(3)是作为单幅拍摄测量实施的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使用反转回复全聚焦稳态快速梯度回波序列进行所述预测量(3)。
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