专利名称：用于拍摄血管壁图像数据的方法及相关的磁共振设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种借助磁共振技术拍摄血管壁图像数据的方法，尤其如其在 对基于动脉粥样硬化的血管壁变化的诊断中应用的那样，以及涉及一种用于这 样的方法的磁共振设备。
背景技术：
动脉粥样硬化是指导致血脂、血栓、结締组织以及钙在血管壁中的沉积的 动脉的系统性疾病。在此主要出现在血管壁内和血管壁中的病灶状的变化也被 称为动脉粥样硬化。通常动脉粥样硬化的改变限于局部并形成所谓的斑块。典 型的动脉粥样^哽化的结果病症主要包括心肌梗塞和中风。血栓性栓塞事件、即在动脉中形成血块常常是由于"易损"斑块的破裂， 也就是发炎的血管壁改变的薄纤维套的破裂。在此斑块的易损性较之斑块的大小和剩余的血管内径的大小来说更明显受到斑块组织成份的影响。斑块的组织成份主要包括钙沉积u丐化组织)、结締 组织、脂质沉积以及纤维沉积。迄今已有多种检查血管壁改变的方法。血管内超声波使得可以对血管壁进行无辐射检查，主要适用于非钙化的斑 块，但其是介入式的检查方法并且相对昂贵。基于计算机断层造影技术的检查方法使被检查的患者要承受相对高的辐射负担。石兹共振技术(以下简称MR)也用于诊断动脉粥样硬化。在此MR技术是 几十年来已公知的用于产生检查对象内部图像的技术。对此简单来说就是将检 查对象定位在MR设备的较强的静态均匀基本磁场中(场强从0.2特斯拉至7 特斯拉或更高)，从而使检查对象的核自旋沿着基本磁场定向。为了激励核自旋 共振将高频激励脉沖射入检查对象体内、测量所激励的核自旋共振并基于该核 自旋共振再现MR图像。为了对测量数据进行位置编码，将快速通断的磁梯度场与基本磁场相叠加。将所记录的测量数据数字化并作为复数值存储在k空间矩阵中。借助多维傅立叶变换可以由存有数值的k空间矩阵再现所属的MR图像。在此，用于激励待测量的图像空间、产生信号以及用于位置编码的激励脉 沖和梯度场的时间序列被称为序列(或者还可以称为脉沖序列或测量序列)。MR技术还用于产生血管造影，其中采用特殊的序列。在此MR血管造影 用于检查血管内腔并由此用于检测可能存在的狭窄。但内腔的大小与斑块的易 损性并不相关，因此利用该检查方法不能充分识别患者的危险。在J. M. A. Hofman等人的文章 "Quantification of atherosclerotic plaque components using in vivo MRJ and supervised classifiers", Magn. Res. Med. 55(4)， 790-799,2006中描述了量化动脉粥样硬化血管壁改变的可能性。在此采用不同 的Tl、 T2和质子加权序列用于拍摄动脉粥样硬化的血管壁变化的图像。在此 所基于的考虑是，由于钙的短T2驰豫时间使钙在图像中被显示为具有信号衰 减的区域，因此斑块中的4丐化和/或4丐沉积只能被不充分地采集。但信号衰减还 可能基于不同的伪影，从而常常会对钙化过度评价。在WO2005/026748以及R D, Gatehouse和G. M. Bydder的文章"Magnetic resonance imaging of short T2 components in tissue" ， Clin Radiol 58(1), 1-19, 2003 中公开了一种所谓的"超短回波时间序列"(以下简称为UTE序列)，利用该序 列可以在横向磁化衰变之前测量具有短T2驰豫时间的组织成份。发明内容因此本发明要解决的技术问题是，提出 一种用于拍摄血管壁图像的方法， 使得能够进行非介入的、无X射线辐射的并且是高分辨率的图像记录，利用该 方法能够拍摄动脉粥样硬化的血管壁变化的图像，对血管壁变化的组成进行更 好的分析，并且能够更好地针对血栓事件识别危险的患者。此外本发明要解决 的技术问题还在于提出一种用于实施这样的方法的磁共振设备。本发明的技术问题通过一种用于拍摄血管壁变化的图像的方法来解决，其 包括步骤-将待检查的患者的血管壁段定位在磁共振设备的成像空间中； -利用超短回波时间序列记录该血管壁段的图像数据； -由所记录的图像数据产生图像。在WO2005/026748以及P. D. Gatehouse和G. M. Bydder的文章"Magneticresonance imaging of short T2 components in tissue", Clin Radiol 58(1), 1-19, 2003 中对超短回波时间序列进行了描述。在此UTE序列的特征为回波时间TE小于 lOO(xs、优选为小于80jis。在此利用超短回波时间序列的成像是基于短的、优选为非选择的HF激励 脉冲，以及随后对激励的核自旋的信号的记录。为使所期望的短的回波时间成 为可能，在建立用于接通用于记录测量数据的梯度场的斜坡阶段就已对测量数 据进行记录。在三维超短回波时间序列中，例如可以射入能够从k空间中心径向向外、 例如向k空间球体的表面非对称记录测量数据的梯度场。为此还可以测量具有短T2驰豫时间的组织成份(如钩化的组织)的信号， 从而使这些组织也能在图像中产生正对比度、即可见信号。这对于所产生的图 像是有利的，因为现在可以看见利用常规的MR序列仅能负对比度地产生、即 仅在显示中产生不充分的信号的钙化。所产生的图像可使用户更好地判断血管 壁变化的组成。同样，可以基于所产生的图像数据计算机支持地执行对斑块的 组织成份进行准确量化的分析算法，因为现在可以产生对于诊断斑块的易损性 重要的组成部分、即钙化或鈣沉积的清楚可见且可测量的信号。在一种优选实施方式中，超短回波时间序列包括至少一个用于抑制脂肪组 织的核自旋信号的高频饱和脉冲。通过该扩展可以降低最初在其核自旋中包含 脂肪组织的信号，因为通过高频饱和脉冲使得这些核自旋饱和。由此提高了血 管壁中油脂沉积和钙化之间的对比度。在另一优选实施方式中，超短回波时间序列包括至少一个用于抑制其T2 驰豫时间大于预定阈值的核自旋信号的高频饱和脉沖。由此可以降低最初在组 织中具有长T2驰豫时间的信号。由此使得在所产生的图像中在这些组织和钙 化的组织之间有更高的对比度。具有优点地，利用超短回波时间序列三维地扫描k空间。优选以径向的方 式扫描k空间。这样的扫描形式表现出相对于运动伪影较高的抵抗力并可以在 较高分辨率的同时利用较小的图像区域(视野，FOV)产生图像。优选用心电图信号触发超短回波时间序列。由此可以将测量数据的记录与 心跳相调谐，从而还可以良好的质量记录心脏冠状血管的变化。优选用记录的导航信号触发超短回波时间序列。借助该导航信号可以检测 身体的不同运动、如呼吸运动，并与测量数据的记录相调谐。本发明还涉及一种用于实现本发明方法的磁共振设备。
以下借助附图对本发明的实施例进行详细描述。其中示出:图1示意性示出MR设备的结构；图2示出本发明优选实施方式的方法步骤；图3示意性示出三维UTE序列；图4示意性示出三维多回波UTE序列；图5示意性示出由ECG信号和导航信号触发的UTE序列。
具体实施方式
图1示意性示出具有其主要部件的磁共振设备1的结构。为了借助磁共振 成像;险查身体，设置在其时间和空间特征上都准确相互调谐的磁场。设置在高频技术屏蔽的测量室3内的强磁铁、通常为具有通道形开口的低 温磁铁5，其产生通常为0.2特斯拉至3特斯拉或更高的稳定的强主磁场7。在 此未示出的待检查的身体或身体部位位于患者卧榻9上并被定位在主磁场7的 均匀区域内。对身体的核自旋的激励通过由在此被示为体线圈13的高频天线射入的高 频激励脉沖实现。高频激励脉沖由脉沖产生单元15产生，该脉沖产生单元15 由脉冲序列控制单元17控制。在经过高频放大器19放大后高频脉沖被导向高 频天线。在此所示的高频系统仅是示意性的。通常在磁共振设备1中会设置不 止一个脉沖产生单元15、不止一个高频放大器19以及多个高频天线。此外磁共振设备1还具有梯度线圈21，在测量时利用该梯度线圈21射入 磁梯度场以选择层激励和对测量信号进行位置编码。梯度线圈21由梯度线圈控 制单元23控制，该梯度线圈控制单元23和脉冲产生单元15 —样也与脉沖序列 控制单元17连接。由所激励的核自旋发出的信号由体线圈13和/或局部线圈25接收，由对应 的高频前置放大器27放大并由接收单元29继续进行处理和数字化。对于既可以发送模式又可以接收模式运行的线圈，如体线圈13来说，正 确的信号传导通过连接在前的发送-接收转接器39来调节。图像处理单元31从测量数据中产生图像，将该图像在操作台33上显示给用户或存储在存储单元35中。中央计算单元37控制各设备部件。在此磁共振 设备l的计算单元37设计成利用该;兹共振设备1可以实施本发明的方法。 图2示出本发明优选实施方式的方法步骤的概况。在第一步骤51中将患者定位在磁共振设备的成像空间中，从而可以记录 待检查血管段的图像。在第二步骤53中借助UTE序列产生待检查血管段的图像。在此UTE序列 的特点为利用其还可以在图像中清楚地显示那些具有很短T2驰豫时间的组织、 如小于10ms的驰豫时间、含4丐的组织。在第三步骤55中产生血管段的图像。用户根据该图像可以手动地和/或自 动地可视化地判断或分析，例如对各组织成份进行量化。现在恰好可以更准确 地采集钙化。附加的可选步骤构成了本发明方法的有利的扩展设计。一方面在第四步骤57和第五步骤59记录患者的EKG信号(心电图)或 导航回波用于透视地数据记录校正。两者均可用于触发数据记录，因为由此可 以明显减少由于例如跳动的心脏的运动或呼吸运动所产生的运动伪影。另 一方面可以这样扩展UTE序列，使得UTE序列包括脂肪组织核自旋的 饱和61或包括具有长T2驰豫时间、例如大于预定阈值的T2驰豫时间的核自 旋的饱和63。这例如表示UTE序列包括相应构成的高频饱和脉沖。通过这种 方式可以提高对于脂肪组织和其它组织成份的钙化的对比度区别。^旦是例如还可以使用双回波序列，其中在激励脉冲之后记录两个具有不同回波时间Te,和Te2的信号回波。通过从具有短回波时间Te,的信号回波中威去具有长回波时间Te2的信号回波，可以实现对具有长T2驰豫时间的核自旋的抑 制。图3示意性示出三维UTE序列。第一行RF示出用于非选择地激励核自旋 的、入射的高频激励脉冲65。第二行G，示意性示出在x、 y、 z方向上应用的 梯度场。应用读出梯度场67产生在高频激励脉沖65之后经过所谓的延迟时间被扫 描的梯度回波(第三行ADC表示"模拟数字转换")。在此在时刻TE1进行扫描 71，在该时刻具有短T2驰豫时间的组织、如钙化的组织也尚具有可测量的信 号。为了实现数量级在10ps的短回波时间，还在读出梯度场67尚处于斜坡阶 段的时刻就进行测量数据的记录。在记录了测量数据之后，扰流梯度) 73在新的激励脉沖之前摧毁可能尚存的横向磁化。在此k空间扫描由k空间中心向外径向地实施。该扫描相当于沿开始于中 心并向球体或椭圓体的表面延伸的、k空间射线的扫描。为了实现测量数据在k 空间中的均匀分布，可以采用不同的公知算法，利用这些算法可使N个不同的 k空间射线尽可能均匀地分布在k空间中。在此k空间射线的方向可以由两个空间角来表征，即通过极角6 (0<0<兀) 和方位角cp (0<(|><2兀)来表征。在预先给定的k空间射线的方向下，可以如下 计算x、 y、 z方向上的梯度Gx、 Gy、 Gz:Gx= Gsin9cos(p;Gy= GsinQsincp;Gz= Gcos0。该径向三维k空间扫描带来许多优点 一方面这种类型的扫描相对于运动 伪影来说更不敏感，从而恰好对于脉动的血管来说尽管存在运动仍然能够获得 仅有少量伪影的图像。另一方面这种扫描模式还使得可以高分辨率来显示小的 图像区域(FOV)，这对于显示动脉粥样硬化的血管壁改变是重要的。此外这种 扫描方式还使得可以各向同性的分辨率来扫描图像区域，由此从扫描方面改进 了对血管的成像。尽管三维地扫描k空间具有优点，但并不是必须的。还可以采用两维UTE 序列。图4示意性示出构成为多回波序列的UTE序列。相对于图3示出的序列在此采用多重读出梯度场67并分别在不同时刻 (TE1、 TE2、 TE3)产生一个梯度回波。以这种方式可以只用一个序列来产生分 布在具有不同对比度的、不同的图像。可以用不同的方式来组合这些图像。图5示意性示出其数据记录段61由记录的心电图(ECG)信号57和由记 录的导航信号59触发的UTE序列的随时间的变化。该触发的优点在于可以将 UTE序列时间上和空间上的特征这样进行匹配，使得能够以有利的方式来平衡 心脏和肺的运动。这尤其在记录冠状动脉时是具有优点的。在此由心脏和肺引 起的运动仅对图像质量带来很小的局限。
权利要求
1.一种用于拍摄血管壁变化的图像的方法，包括步骤将患者的待检查的血管壁段定位在磁共振设备(1)的成像空间中(51)；利用超短回波时间序列记录该血管壁段的图像数据(53)；由所记录的图像数据产生图像(55)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超短回波时间序列利 用小于1 OO]as的回波时间TE记录图像数据。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述超短回波时间序 列包括用于抑制脂肪组织的核自旋信号的高频饱和脉沖(61 )。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述超短回 波时间序列包括用于抑制其T2驰豫时间大于预定阈值的核自旋信号的高频饱 和脉冲(63)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述超短 回波时间序列三维地扫描k空间。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，径向地扫描k空间。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，用心电图信号 (57)触发所述超短回波时间序列。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，用所记录的导 航信号(59)触发所述超短回波时间序列。
9. 一种磁共振设备(1 )，其用于实现根据权利要求1至8中任一项所述的 方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于拍摄血管壁变化的图像的方法，包括步骤将患者的待检查的血管壁段定位在磁共振设备(1)的成像空间中(51)；利用超短回波时间序列记录该血管壁段的图像数据(53)；由所记录的图像数据产生图像(55)。本发明还涉及一种用于实施本发明方法的磁共振设备(1)。
文档编号A61B5/055GK101224111SQ200710199798
公开日2008年7月23日 申请日期2007年12月11日 优先权日2006年12月11日
发明者索尼亚·尼勒斯-瓦勒斯平 申请人:西门子公司