使用造影劑的動態磁共振測量方法
2023-07-29 21:22:56 1
專利名稱：使用造影劑的動態磁共振測量方法
技術領域：
本發明涉及一種使用造影劑的動態磁共振測量方法，在這種方法中，在注入造影劑後的第一時刻和必要時的其它時刻，至少分別使用反轉回復序列對一對象區域進行一次成像磁共振測量。
背景技術：
磁共振斷層造影是一種獲取活體檢查對象體內圖像的公知技術。為了實施磁共振斷層造影，基本磁場磁鐵產生一個穩定的、相對均勻的基本磁場。該基本磁場在拍攝磁共振圖像時與由所謂的梯度線圈產生的、快速接通的梯度磁場相迭加。通過高頻發送天線將用於激發磁共振信號的高頻脈衝序列射入檢查對象。高頻接收天線接收所激發的磁共振信號。這裡，利用不同的脈衝序列可以產生感興趣的對象區域的各種組織類型或物質類型的具有不同權重的磁共振圖像。
磁共振斷層造影的一個子領域是使用造影劑的動態磁共振測量方法。這裡的一個例子是在心肌梗塞後或心臟介入手術後對心臟進行活力檢查。注入患者體內的造影劑影響組織的T1時間(即縱向弛豫時間)的變化。在活力檢查中充分利用以下現象健康(供血充分的)組織對造影劑的吸收快也釋放得快，而在死組織中造影劑則不斷緩慢積聚增強。因此，在動態測量中，在注入造影劑後將有一個例如5分鐘的等待時間，在該等待時間之後，對感興趣的對象區域進行第一次成像磁共振測量。通常，將在後續的時間間隔中進行多次這樣的測量，以便藉助在不同時刻產生的磁共振圖像觀察死組織區域的所謂後期增強。因此使用造影劑的動態磁共振測量可以對心肌梗塞所涉及的、通過手術介入未再恢復活力的死組織區域進行標識。這樣，以相同的方式還可以對手術介入的效果、例如皮膚透入魯米那冠狀動脈血管清理術(perkutaner transluminale Koronarangioplastie，PTCA)或冠狀動脈搭橋手術(CABG)的效果進行檢查。
為了避免運動偽影，在這種測量中使用了快速梯度回波序列。為了產生足夠對比度的T1加權磁共振圖像，可以使用所謂的反轉回復技術，其中，利用一個180°脈衝對縱向磁化進行反轉，並在反轉時間TI之後利用另一個高頻脈衝對其進行查詢。利用180°脈衝對縱向磁化進行反轉也稱為測量的準備階段。反轉時間TI為產生足夠對比度的磁共振圖像的主要因素。通過適當選擇反轉時間可以實現在磁共振圖像中對健康肌肉組織(心肌)進行暗化顯示，而對造影劑積聚的區域進行明亮顯示。但由於造影劑的流出，健康肌肉組織的TI時間在各次測量之間的時間間隔內都會變化，因此，在動態測量的每個測量時刻都須為優化對比度使用另一個TI時間。
迄今為止，對合適的TI時間的選擇都根據經驗數據，在檢查的時間過程中通過迭代在每個測量時刻對TI時間進行適配。至今，須在這種測量的不斷重複中根據經驗值對TI時間進行跟蹤，因此例如從用於心肌抑制的起始值TI＝260ms開始，逐步達到300ms的時間。但在這種利用經驗值的TI選擇中，並不能在所有情況下對各個患者都能通過在心臟磁共振圖像中抑制健康肌肉組織而實現優化的對比度。
發明內容
從現有技術出發，本發明要解決的技術問題是，提供一種使用造影劑的動態磁共振測量方法，利用這種方法可以隨時優化地抑制預先給定的組織類型或物質類型，從而實現優化的對比度。
為解決上述技術問題，本發明採用了一種使用造影劑的動態磁共振測量方法在注入造影劑後的第一時刻和必要時的其它時刻，至少分別使用反轉回復序列對一對象區域進行一次成像磁共振測量，以獲得該對象區域的磁共振圖像。在該第一時刻和必要時的其它時刻之前，分別利用磁共振序列進行一次預測量，以確定該對象區域的磁共振圖像中所不感興趣的組織類型或物質類型的T1時間。該組織類型或物質類型的T1時間通過預測量來確定。然後由該T1時間按照TI＝ln2×T1為後續測量計算反轉時間TI，並將其用於後續測量中。
在本申請中，所述組織類型或物質類型是指感興趣的對象區域的每個可由T1時間區分的組成部分，例如骨頭塊、某種肌肉組織、血液或脂肪。
通過緊接在每次給入造影劑後的特定測量時刻所進行的測量前的預測量，確定那些在隨後磁共振圖像中應顯示為暗色的組織類型或物質類型的T1時間。根據所得到的T1時間，可以為測量準確計算出那些在磁共振圖像中不提供信號的組織類型或物質類型的TI時間。這滿足關係TI＝ln2×T1。可以在以後時刻的其它測量中進行相同的預測量，此時，不感興趣的組織類型或物質類型(如健康的心肌)的T1時間由於造影劑的導出而改變。在這些其它時刻上，也對優化對比度所要求的TI時間進行準確地計算，並將其用於測量。
以這種方式，就不再需要使用TI的經驗值並在動態測量中進行適配。更確切地說，就是總能夠確定出優化的圖像對比度所要求的TI並加以使用。由此能以簡單的方法獲得高質量的磁共振圖像。
本方法出色地適用於充分利用其T1時間已確定的、表示活體心肌組織的不感興趣的組織類型的後期增強效應來確定心肌活力。這種活體心肌組織在動態磁共振測量的磁共振圖像中是看不到的，因為由於後期增強只有非活體肌肉組織區域作為明亮的區域或像素在圖像中被定位。根據對各測量時刻活體肌肉組織T1時間的了解，以及由此對TI時間的選擇，可以實現對死組織區域的更優的對比度和優化的可識別性。
為了確定不感興趣的組織類型或物質類型的T1時間，優選通過預測量產生一磁共振圖像，並在該圖像中標記出不感興趣的組織類型或物質類型。根據這種標記可將對T1時間的確定局限在具體選出的組織類型或物質類型上。
優選使用快速單幅測量(Single-Shot-Messung)作為用於確定T1時間的預測量，以實現較短的測量時間，尤其是實現從確定T1時間到其後進行的實際測量間較短的時間間隔。這種用於確定T1時間的單幅測量對本領域技術人員來說是熟知的。因此例如可以使用一種反轉回復TrueFisp序列，如在K.Scheffler等人的「T1 Quantification with Inversion Recovery TrueFisp」，Magnetic Resonance in Medicine 45720-723(2001)(「利用反轉回復TrueFisp的T1量化」，醫學中的磁共振，第45卷，第720-723頁，2001)中所述的。
下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步的說明圖1為使用造影劑的動態磁共振測量的原理時間過程的例子的示意圖；
圖2為對一確定的T1時間進行預測量的測量序列的一個例子；圖3為用流程圖示出的本方法的各個步驟。
具體實施例方式
圖1以示意圖的方式示出了在時間軸上使用造影劑的動態磁共振測量的一個可能的時間過程的例子。這裡，在時刻t0向患者體內注入造影劑，該時刻被簡寫為T1時間(附圖標記1)。在給入造影劑之後，將等待一定的時間(例如5分鐘)，然後在時刻t1利用反轉回復技術進行第一次成像磁共振測量2以產生心臟的T1加權的磁共振圖像。同樣，在相互間時間間隔例如為2分鐘的較晚時刻t2-t4，可以再進行這種磁共振測量2。根據在不同時刻t1-t4獲得的磁共振圖像，可以對以後在由梗塞損害的組織區域中的增強效應進行觀察。各個所產生的磁共振圖像的對比度在很大程度上取決於測量時所選擇的TI時間。這裡，該TI時間給出了從射入磁化所依據的反轉回復序列的180°脈衝起的時間。通過對每次測量2適當選擇TI時間，可以優化磁共振圖像的對比度，因此例如不感興趣的組織類型(如活躍的心肌組織)在磁共振圖像中沒有信號貢獻，即顯示為暗色。這裡的條件是TI＝ln2×T1，其中，T1為該時刻不感興趣的組織類型的縱向弛豫時間。
在本方法中，不感興趣的組織類型的T1時間由緊接在每次測量2之前的預測量3來確定，如圖1中用箭頭示意性示出的。由於通過給入造影劑的動態過程，每次預測量3都產生不感興趣的組織類型的另一個T1及另一個最佳TI。該TI將分別用於緊接在該預測量3後的測量2。當然，在這種動態測量中測量2的次數以及相互之間的間隔可以是任意的，可由專業人員根據現有條件和所期望的結果來選擇。
為進行預測量，在本例中使用了如圖2示意性示出的反轉回復TrueFisp序列。該脈衝序列中前後相接的激勵脈衝以觸發角α和交變的極性入射。在如圖2所示的、以+α脈衝的中心開始並以-α脈衝的中心結束的重複時間TR內，梯度磁場以所示出的方式被接通。其中，GZ表示用於確定層的梯度線圈，GY表示用於相位編碼的梯度線圈，GX表示用於讀出方向的梯度線圈。在這種測量中，縱向磁化繞Z軸在+α/2和-α/2之間振蕩。
在使用造影劑的動態磁共振測量的一個具有優化的TI時間的示例過程中，通常首先利用磁共振測量獲取對象區域的概貌圖像。藉助該概貌圖像標記出待測量的對象區域，並在所期望的位置上設置目標序列。在給入造影劑、以及隨後的等待時間之後，將利用反轉回復TrueFisp序列或類似的快速方法進行預測量。在由此產生的磁共振圖像中，交互式地標記出在後續的磁共振圖像中應顯示為暗色的組織類型及組織區域，這例如可以是活躍的心肌組織。在標記之後，將由預測量自動確定該標記的區域的組織類型的T1值，並根據TI＝ln2×T1由T1值計算出TI時間，如圖3中的方法步驟所示。然後該計算出的TI值將被傳遞到測量系統用於後續測量，並啟動該測量。因此，該成像磁共振測量以優化的TI時間實施，並為磁共振圖像提供所期望的對比度。在此，不再需要估計和引用經驗值。
儘管前面所作的描述和實施方式涉及心臟活力的測量，但本領域的技術人員應該明白，本發明的方法當然也可應用於其它應用領域，其中，藉助反轉回復序列實施使用造影劑的動態磁共振測量方法，並通過隱去或暗化組織類型或物質類型優化圖像對比度。
權利要求
1.一種使用造影劑的動態磁共振測量方法，其中，在注入造影劑後的第一時刻和必要時的其它時刻，至少分別使用反轉回復序列對一對象區域進行一次成像磁共振測量(2)，以獲得該對象區域的磁共振圖像，其特徵在於，緊接在該第一時刻和必要時的其它時刻之前，分別利用磁共振序列進行一次預測量(3)，以確定該對象區域的磁共振圖像中不感興趣的組織類型或物質類型的T1時間，通過該預測量(3)來確定T1時間，然後根據按照TI＝ln2×T1為緊隨其後的成像磁共振測量(2)計算反轉時間TI，並將其用於該隨後的磁共振測量中。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述用於確定心肌活力的動態磁共振測量是充分利用後期增強效應實施的，其中，這種效應表示不感興趣的活躍的心肌組織的組織類型。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，由使用者在實施預測量(3)後，在從該預測量(3)獲得的磁共振圖像中標記出不感興趣的組織類型或物質類型，其中，只對所標記出的區域確定T1時間。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述預測量(3)是作為單幅拍攝測量實施的。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，使用反轉回復TrueFisp序列進行所述預測量(3)。
全文摘要
本發明公開了一種使用造影劑的動態磁共振測量方法，其中，在注入造影劑後的第一時刻和必要時的其它時刻，至少分別使用反轉回復序列對一對象區域進行一次成像磁共振測量(2)，以獲得該對象區域的磁共振圖像，其特徵在於，緊接在該第一時刻和必要時的其它時刻之前，分別利用磁共振序列進行一次預測量(3)，以確定該對象區域的磁共振圖像中不感興趣的組織類型或物質類型的T1時間，通過該預測量(3)來確定T1時間，然後根據按照TI＝ln2×T1為緊隨其後的成像磁共振測量(2)計算反轉時間TI，並將其用於該隨後的磁共振測量中。本方法可以以簡便的方式在動態磁共振測量中產生具有優化對比度的磁共振圖像。
文檔編號A61B5/055GK1432340SQ03101049
公開日2003年7月30日 申請日期2003年1月8日 優先權日2002年1月8日
發明者喬基姆·格雷斯納 申請人:西門子公司