专利名称：产生扩散信息的方法和相应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设备产生并相应地显示扩散信息(例如扩散加权的MR图像)的方法，以及相应实现的磁共振设备。
背景技术：
扩散加权的磁共振(MR)图像可以提供诊疗过程中重要的诊断信息，例如在心肌梗死和肿瘤诊断中的诊断信息。在扩散加权的成像(DWI)中，接通特定方向上的扩散梯度，其中，水分子沿被激励的扩散梯度的扩散使被测量的磁共振信号衰减。因此，在扩散较少的区域信号衰减较少，从而在成像磁共振(MRT)测量中可以利用较高的图像强度来对个区域成像。在此使扩散加权的强度与被激励的扩散梯度的强度相关。可以用所谓的b值来表征 扩散加权，该b值是梯度参数(如施加的扩散梯度的梯度强度、持续时间或所施加的扩散梯度之间的间距)的函数。在扩散加权的磁共振测量中，还可能检测扩散的方向相关性。在这种形式的扩散成像中，通常以不同的扩散方向(扩散梯度的方向)拍摄多幅MR图像(30乃至超过100幅)，并相互组合，以例如计算参数图ADC(" Apparent Diffusion Coefficient"，表观扩散常数)或FA(" Fractional Anisotropy"，部分各向异性)。这些数据还可以用于扩散神经纤维束造影(Diffusion Tractography)研究，以例如获得关于神经轨迹的解剖的信息。采集这样的扩散加权的MR图像序列的持续时间通常在5至20分钟之间，但还可能更长。由于在该时间段内在时间上先后产生扩散加权的MR图像，必须随后对众多的扩散加权的MR图像进行配准，以考虑对象的运动。在此，对两幅或多幅MR图像进行配准是指使显示同一对象的这些MR图像尽可能彼此一致的方法。这种配准由两部分组成第一部分是运动检测，以确定描述两幅图像的相对位置和方向的位置变换；第二部分是“重新划分”(Regridding)，在此采用位置变换，以使对象的位置和方向在两幅图像内重合。对对象运动的错误考虑会导致对扩散结果或扩散信息的错误计算。在US 5539310中公开了借助成本函数来采集对象运动，该成本函数与MR图像的对比度改变仅很小地相关。这样的方法恰好在高b值时在配准MR图像时表现出很坏的结果，因为图像对比度对扩散梯度的方向有很强的相关性。在〃 Comprehensive Approach for Correction of Motion and Distortion inDiffusion-Weighted MRI " , G. K. Rhode u. a., Magnetic Resonance in Medicine 51 103-114，von 2004中也描述了一种成本函数，其基于待配准的MR图像的变换("MutualInformation",交互信息)。该成本函数被用来配准扩散加权的MR图像。在 〃 Spatial Registration and Normalization of Images " , K. J. Fristonu. a. , Human Brain Mapping 2 :165-189, von 1995 中公开了一 种方差成本函数(Fehlerquadrat-Kostenfunktion),其例如用在功能磁共振成像中。根据"Characterization of Anisotropy in High Angular ResolutionDiffusion-Weighted MRI " , L. R. Frank u. a., Magnetic Resonance in Medicine 47 1083-1099，von 2002，将一系列利用b值=O采集的第一 MR图像交织到利用高b值的、对第二 MR图像的采集中。将第一 MR图像相互配准并将从中得到的参数用于第二 MR图像的配准。该方法具有很小的时间分辨率，因为通常仅采集少量第一图像(利用b值=0)，从而在两幅相继的第一图像之间的时间间隔较大。
发明内容
因此，从该现有技术出发，本发明要解决的技术问题在于，这样产生扩散加权的MR图像，使得对所产生的扩散加权的MR图像的配准较之于现有技术来说带来的问题较少。本发明的技术问题通过根据本发明的用于产生扩散信息的方法、磁共振装置、计算机程序产品和电子可读数据载体来解决。根据本发明，提出了一种产生扩散信息的方法，该方法具有以下步骤-产生检查对象的扩散加权的磁共振图像，其中，利用单独的或另外的扩散梯度来 产生每幅磁共振图像。由此每幅磁共振图像都具有自己的扩散梯度，利用该扩散梯度采集在MR图像中包含的扩散信息。-对MR图像并由此对扩散梯度进行排序，使得每个扩散梯度并由此相应的MR图像都属于至少一个组。在此这些组中的每个组都包括相同的、预先确定的数量的扩散梯度或MR图像。扩散梯度(MR图像)这样与各个组相对应使一个组中的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关。-将同一组的MR图像综合成一幅MR结果图像。-利用运动检测来确定MR结果图像之间的位置变换。即采集在MR结果图像(并由此在MR图像)中显示的对象的运动，并借助位置变换来描述该运动。-采用该位置变换将相应的MR图像的位置和方向(例如MR图像所显示的对象的位置和方向)与所采集的运动相匹配并相应地修改该相应的MR图像。特别是确定先前的MR结果图像和当前MR结果图像之间的位置变换。然后将该位置变换用于将当前MR结果图像的MR图像与所采集的运动相匹配。-借助经修改的MR图像产生扩散信息。以上给出的步骤不必按以上给出的顺序执行。按照本发明特别优选的实施方式，首先对扩散梯度进行排序，然后(在排序之后)(特别是以与排序的扩散梯度的顺序相同的时间顺序)产生MR图像。对扩散梯度或MR图像的排序在产生MR图像之后才进行，这样，当同组的MR图像之间的相对运动不是过大时，尤其可以有意义地进行。通过将扩散梯度以及由此也将MR图像进行分组，使得在同一组中的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关，使由同一组的MR图像组合而成的所有MR结果图像具有相似的对比度。换言之，由一组的MR图像给出的MR结果图像的对比度与由另一组MR图像给出的MR结果图像的对比度近乎相等。由于对具有相似对比度的MR图像的配准要明显更简单或明显更可靠(更少误差)，因此对按照本发明排序后的MR图像的配准较之于不按照本发明对MR图像进行排序的情况能获得明显更好的结果。为了确定一组的扩散梯度(以及由此的扩散加权的MR图像)，特别是下式⑴成立[_] 1η(^^)=—⑴
/=1 j=I其中，Dij是对称扩散张量(Diffusionstensor)D的成分Aij是与特定的扩散梯度相关的、已知的测量参数。A(O)是非扩散加权的MR图像中的信号振幅，而A(b)是具有b-矩阵b的扩散加权的MR图像的信号振幅。由于扩散张量D是对称的，Dij = Dji成立，从而必须确定七个未知参数(六个不同的成分Dij和A(O))，而这可以通过相应的方程组来获得。按照本发明，充分利用扩散张量D的特性扩散张量的踪迹(“trace，痕迹”)相对于扩散张量D的旋转不变。对扩散梯度进行排序，从而可以借助于一组(即扩散梯度)的方向来计算踪迹加权(“trace weighted”,痕迹加权)的MR结果图像,使得对比度与组中扩散梯度的绝对方向无关。为了满足公式(1)，同组的扩散梯度必须满足一定的条件，对此可参见文章〃 (Mathematical)necessary conditions for the selection of gradient vectors in DTI" ,von A. Ozcan, J. Magn. Reson. 172，第 238-241 页，2005。例如，必须有至少六个扩散梯度满足以下特性，在此要注意该六个扩散梯度必须全部满足以下条件，而对于具有多于六个扩散梯度的组来说，则允许不符合若干以下的规则I.同组的两个扩散梯度不允许是平行或反向平行的。即同组的一个扩散梯度不允许是同组另一个扩散梯度的(正的或负的)倍数。2.当同组的三个扩散梯度位于同一平面中时(即该三个扩散梯度是共面的，从而三个可能的叉积是共线的)，则该组的其余三个扩散梯度必须是彼此线性无关的。换言之，剩余的三个扩散梯度不允许是共面的(即不能位于同一平面内)。3.同一组最多允许有三个扩散梯度处于同一平面内或是共面的。换言之，不允许同组的四个扩散梯度处于同一平面内或是共面的。本发明方法的优选实现包括三个相互垂直的扩散梯度。在这种情况下，可以通过三个MR图像的几何平均值来计算“痕迹加权的” MR结果图像。换言之，在同组的每个MR图像中对于特定像素的信号(像素值)具有与沿与相应MR图像对应的扩散梯度的方向的扩散系数的指数相关性。对于一个特定像素，同组的三个MR图像的像素值的几何平均具有与同组三个垂直的扩散梯度的方向的扩散系数的和的指数相关性。三个扩散系数的和等于扩散张量的痕迹(扩散张量D的轨迹或主对角线(从左上向右下))，这可以用于表达轨迹引导的(痕迹加权的)MR结果图像。如上所述，对于三个垂直的扩散梯度的情况来说，例如这样进行将同组的MR图像综合为“痕迹加权的IR结果图像使MR结果图像的特定像素的每个像素值等于相应MR图像的该特定像素的像素值的几何平均值。在每组的三个MR图像中，像素值等于该三个MR图像的三个像素值的乘积的立方根。对于每组有多于六个MR图像的情况，将同组的MR图像这样综合成“痕迹加权”的MR结果图像对七个未知参数解方程(I)，并从中计算出“痕迹加权的” MR结果图像。如上所述，按照本发明有两种不同的变形-按照第一种优选的变形，在采集MR图像前按照本发明对扩散梯度进行排序。由此扩散加权的MR图像已按照排序的顺序被采集，其中，对同组的MR图像直接按序采集。
-按照一般的第二变形，以任意顺序采集扩散加权的MR图像。在采集之后才按照本发明对MR图像进行排序，产生MR结果图像并对MR结果图像进行配准(即确定位置变换)。由于在MR图像采集时刻之间的时间间隔越大，对象运动的可能性就越大，因此第一种变形较之于第二种变形更具有优点。但需指出的是，在要对已产生的扩散加权的MR图像(即未按照本发明的顺序采集的)进行配准时，也能有利地应用本发明。按照本发明的实施方式，利用第一 b值产生扩散加权的MR图像。此外利用第二 b值产生其它扩散加权的MR图像，其中，第二 b值小于第一 b值。根据该实施方式，将该MR结果图像直接与其它MR图像配准。具有第二(小(例如在O至50s/mm2范围内))b值的MR图像可以毫无问题地互相 配准，因为其对比度相同(或非常接近)。而由于这些图像的对比度相对于具有第一(高)b值的MR图像的对比度来说非常不同，因此将具有不同b值的MR图像配准很不容易。按照本发明的另一实施方式，利用第一 b值产生扩散加权的MR图像。也利用第二b值产生其它扩散加权的MR图像，其中，第二 b值小于第一 b值。如在上述实施方式中所述，这些其它扩散加权的MR图像特别是在利用第一 b值采集扩散加权的MR图像之间采集的。按照该另外的实施方式，将在配准MR结果图像时导出的运动信息用于配准这些其它扩散加权的MR图像。在配准MR结果图像时采集例如给出关于对象在一个MR结果图像的采集时刻和另一个MR结果图像的采集时刻之间是怎样运动的信息。由于这些其它MR图像是在对MR图像的采集过程中采集的，该运动信息也适用于这些其它MR图像，并由此可以有利地用于这些其它MR图像的配准。按照本发明的该另一实施方式的一种变形，对其它MR图像进行预先配准，其中，获得第一运动信息。在该预先配准中，(特别是仅)对所有具有第二(小)b值的MR图像进行相互配准。在对具有第一(高)b值的MR结果图像进行配准时导出第二运动信息。对其它MR图像的实际配准借助运动参数进行，这些运动参数最好地既相应于第一运动信息又相应于第二运动信息。分别构成一个组的扩散梯度的预定数量优选为3。在这种情况下，当三个扩散梯度彼此尽可能相互垂直时，一组的扩散梯度彼此尽可能线性互不相关。为了对扩散梯度进行排序，使得每组扩散梯度尽可能相互垂直，可以为每组计算一个度量数(Maiizahl)，同组的扩散梯度彼此相互垂直地越精确，该度量数就越小。这样，所有组的度量数之和就给出按照本发明的排序准则得到何种程度的满足的度量。例如可以对扩散梯度这样排序，使该和尽可能地小。按照本发明对扩散梯度进行排序的另一种可能性要求，对于每个扩散梯度组必须满足下式⑵max (| DV1 · DV21，| DV1 · DV31，| DV2 · DV3 ) < S (2)其中，max (a, b，c)为函数，其作为函数值返回a、b、c的最大值。DVi为相应组的第i个标准化到长度I的扩散梯度并且S为阈值。现在将扩散梯度这样划分为各个组使阈值S尽可能地小。
其中对扩散梯度DVi进行排序使所有组的扩散梯度都满足方程(或更好是方程组)(2)的查找算法改变阈值S，以找到解。阈值S的最佳(最小)值一方面取决于预先给出的扩散梯度，另一方面取决于同一扩散梯度属于多少个组。按照本发明，同一扩散梯度可以属于多个组。例如每两个扩散梯度可以属于两个组。除了两个第一扩散梯度和两个最后扩散梯度以外(在排序之后)每个扩散梯度还可以属于三个组。
这些变形将在以下确切描述。在此假设各组(由此这些组的扩散梯度)先后接续地设置。对于每两个扩散梯度属于两个组的变形，可以这样表示每组的第三扩散梯度分别为该组的后一组的第一扩散梯度。在该变形中，同组的扩散梯度可以彼此垂直地设置，尽管在按照本发明的顺序中较之于每个扩散梯度仅属于一个组的情况来说对于所有扩散梯度的设置存在更强的限制。相对于每个扩散梯度仅属于一个组的变形，在该变形中时间分辨率得到了改善，因为在每第二个扩散加权的MR图像之后(而不是在每第三个扩散加权的MR图像之后)可以进行运动识别以及由此的运动校正，因为在每第二个采集的MR图像之后由三个MR图像组合成一幅MR结果图像。可以这样表示除了两个第一 /最后扩散梯度之外使每个扩散梯度属于三个组的变形每个组的第二扩散梯度还属于前一个组和后一个组。这样，每组的第一扩散梯度还属于两个前面的组，每组的第三扩散梯度还属于两个后续的组。在该变形中同组的扩散梯度可以并不真正彼此垂直(而是仅尽可能垂直)。但具有优点的是，相对于每个扩散梯度仅属于一个组的变形，或每第二个扩散梯度属于两个组的变形来说，在运动识别或运动校正时的时间分辨率得到了进一步的改善，因为现在该运动识别或运动校正可以在每个扩散加权的MR图像后进行(在每个采集的MR图像后计算新的MR结果图像，该MR结果图像由该MR图像和两个先前的MR图像综合而成)。优选这样确定扩散梯度使扩散梯度方向在空间的分布尽可能均匀。当例如将扩散梯度作为分别从坐标系原点开始的、长度I的单位向量时，则在半径为I且以原点作为中心点的球上的点要尽可能均匀地设置在球表面上，当这些点相应于各单位向量的相应端(顶)时。扩散梯度的方向分布得越均匀，则各组可以越简单或越好地具有基本上彼此相互垂直的扩散梯度。按照本发明的优选实施方式，实时进行对扩散加权的MR图像的配准，从而运动识别也可以实时进行。由此可以将当前在产生扩散加权的MR图像时被测量的层的方向与识别出的运动方向相匹配。为此例如对作为下一个要被测量的层的法向向量(即垂直于该层的向量)以及由此对该层本身这样进行修改使该法向向量尽可能平行于所采集的运动的方向设置。在本发明中，还采用多重扫描技术(多次拍摄)来产生扩散加权的MR图像。为校正例如由于运动引起的相位误差采集导航信号，该导航信号是在多重扫描的每个扫描步骤中通过对k空间中心扫描而采集的。然后根据借助该导航信号采集到的信息来进行对MR图像的配准。
在此考虑,有不同的导航测量方法(Navigatormessverfahren)。在若干这些导航测量方法中，在实际的扫描步骤之前(即在采集实际的k空间分段之前)采集导航器(例如导航信号)。在其它一些导航测量方法中，导航器的测量在实际的扫描步骤之后进行。此夕卜，导航器数据或导航器信号还可以是实际待测量的k空间分段的组成部分，因此导航器信号基本上可以在扫描步骤的范围内被一起采集(相应的导航测量方法也称为自导航器方法(Self-Navigator-Verfahren)) ο该导航器信号提供较小分辨率的MR图像，其中，在每次拍摄时或每次拍摄前对k空间的中心进行扫描。通过从导航器信号获得的信息可以避免或校正由于运动引起的有空间误差的配准。在多重扫描技术中，特别是相继扫描多个层，其中，在扫描每层的其它k空间分段之前对每层的同一 k空间分段进行扫描。在此利用同一组的扩散梯度对所有层的同一 k空间分段进行扫描，然后再扫描另一 k空间分段。只有当利用该组的所有扩散梯度对所有层的该k空间分段进行扫描之后，才对另一 k空间分段进行扫描。 通过该过程使得这样产生的扩散加权的MR图像具有与单扫描技术(单次拍摄)相似的时间分辨率(由此也能够有相应好的运动识别)。本发明还涉及一种磁共振设备，用于采集MR图像。在此，该磁共振设备具有基本磁场磁体、梯度场系统、高频天线和控制装置，该控制装置控制该梯度场系统和高频天线，接收由该高频天线接收的测量信号，对该测量信号进行分析，并由此采集扩散加权的MR图像。该磁共振设备利用一个自身的(其它的)扩散梯度产生每幅扩散加权的MR图像。在此，该磁共振设备对扩散梯度并由此对扩散加权的MR图像进行排序，使得随后(在排序后)分别由预定数量的这些扩散梯度构成一个组。在此，每个扩散梯度属于至少其中一个组。同组的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关。该磁共振设备将其扩散梯度属于同一个组的MR图像综合成一幅MR结果图像。然后，磁共振设备确定MR结果图像之间的位置变换，根据该位置变换修改MR图像。最后，磁共振设备基于这样修改的MR图像确定扩散信息。本发明的磁共振设备的优点基本上相应于本发明方法的优点，这在以上已经说明，在此不重复。本发明还涉及一种计算机程序产品，特别是计算机程序或软件，能够加载到磁共振设备的可编程控制装置或计算单元的存储器中。当该计算机程序产品在磁共振设备的控制装置中运行时，利用该计算机程序产品能够执行以上所述本发明方法的所有或不同的实施方式。在此该计算机程序产品有时需要程序部件，如库或辅助函数，来实现本发明方法的相应实施方式。换言之，基于对于该计算机程序产品的保护要求特别是可以建立受保护的计算机程序或软件，利用它们可以实现如上所述的本发明方法的实施方式。在此软件可以是源代码(如C++)，其还需编译(翻译)和链接或仅仅是解释，或者是可执行软件代码，其仅需加载到相应的计算单元中即可执行。最后，本发明还涉及一种电可读数据载体，如DVD、磁带或USB棒，在其上存储电可读控制信息，特别是软件(参见以上)。当控制信息(软件)从数据载体读出并加载到磁共振设备的控制装置或计算单元中时，可以执行以上所述的本发明方法的所有实施方式。本发明主要在于避免在两个要配准的、利用不同方向的扩散梯度特别是利用相同的b值采集的MR图像之间的对比度偏差。但根据现有技术，要确定扩散信息，除了要利用相同的b值拍摄大量MR图像外，还要用其它(非常小的(如0-50s/mm2))b值拍摄小量MR图像。还公知有采集扩散信息的方法，其中利用多于两个不同的b值来产生MR图像。在此要注意的是，将以约1000s/mm2的b值拍摄的扩散加权的MR图像与以很小(如0_50s/mm2)的b值产生的MR图像配准，由于在待配准的MR图像之间的巨大的对比度差异，是有很高难度的。为此应注意，将按照本发明产生的MR结果图像与以很小b值产生的MR图像配准，与将按照现有技术中产生的MR结果图像与以很小b值产生的MR图像配准相比，不会带来什么问题。因此，按照本发明能够直接将按照本发明产生的MR结果图像与以很小b值产生的MR图像配准。如果不能直接将按照本发明产生的MR结果图像与以很小b值产生的MR图像配准，则可以人为地衰减或降低以很小b值产生的MR图像的信号值，以产生对痕迹加权的MR 图像的估计，然后将其与按照本发明在各种情况下以很高b值(如约lOOOs/mm2)产生的MR结果图像配准。该衰减或降低利用对于与以很小b值产生的MR图像中的不同组织类型(例如脑白质或灰质)相一致的组织的平均扩散能力的估计值来实施。在一些情况下需要将运动校正与对由于涡流效应造成的图形畸变的校正相结合。这可以通过特定于层的配准方法来实现。但通过这种措施在配准扩散加权的MR图像时大多会出现问题。因此，本发明提出，在这种情况下采用利用校准测量的方法，通过该方法在数据采集或图像再现期间可以进行k空间校正。本发明尤其适用于建立MR图像形式的扩散信息。当然本发明并不局限于该优选的应用领域，因为本发明也可以用于以任意形式产生扩散信息。
本发明的借助附图对本发明的优选实施方式进行详细描述，其中，图I示意性示出按照本发明的磁共振装置；图2示意性示出按照本发明将扩散梯度划分为各个组时的可能的变形；图3示出本发明方法的流程图。
具体实施例方式图I示出(磁共振成像或核自旋断层造影设备的)磁共振装置5的示意图。在此基本磁场磁体I产生在时间上强度恒定的磁场，用于极化或对齐对象O的检查区域内的核自旋，如位于卧榻23上的人体的待检查部位(如头部)，其为了采集数据而在磁共振装置5内移动。核自旋谐振测量所要求的高度均匀的基本磁场典型地定义在球状的测量空间M内。为了支持均匀性的要求以及特别是消除时间不变的影响，在适当的位置设置铁磁材料制成的、所谓的匀场片。时间变化的影响通过补偿线圈2来消除。在基本磁场磁体I中设置了圆筒形的梯度线圈系统3，其由三个子绕组构成。每个子绕组由一个放大器提供电流，以产生在笛卡尔坐标系的相应方向上的线性(也是时间上可变的)梯度场。在此，梯度线圈系统3的第一个子绕组产生X方向上的梯度Gx，第二个子绕组产生I方向上的梯度Gy，而第三个子绕组产生z方向上的梯度Gz。放大器包括数字模拟转换器，其由序列控制器18控制以及时产生梯度脉冲。
在梯度线圈系统3内设有一个(或多个)高频天线4，其将高频功率放大器给出的高频脉冲转换为交变磁场，用以激励核和对准待检查对象O或对象O的待检查区域的核自旋。每个高频天线4由一个或多个HF发送线圈和一个或多个HF接收线圈组成，这些组件线圈以环形的形式并优选以线形或矩阵形的形式设置。相应高频天线4的HF接收线圈还将由旋进的核自旋给出的交变场、即通常为由一个或多个高频脉冲以及一个或多个梯度脉冲引发的核自旋信号转换为电压(测量信号)，该电压通过放大器7输入高频系统22的高频接收通道8。高频系统22还包括发送通道9，在其中产生用于激励磁核共振的高频脉冲。在此，在序列控制器18中，根据由设备计算机20预先给定的脉冲序列将相应的高频脉冲数字地显示为复数序列。该数列作为实部和虚部分别通过输入端12输入高频系统22中的数字模拟转换器，并由此输入发送通道9。在发送通道9中将脉冲序列调制到高频载波信号，该高频载波信号的基频等于测量空间中核自旋的谐振频率。从发送运行到接收运行的切换通过发送-接收开关6实现。一个或多个高频天线4的HF发送线圈向测量空间M发射高频脉冲，以激励核自旋，所产生的回波信号由HF接收线圈扫描。在高频系统22的接收通道8’(第一解调器)中将相应获得的核自旋信号相敏地解调到中间频率，并在模拟数字转换器(ADC)中数字化。对该信号还将解调到频率O。到频率O的解调以及划分为实部和虚部在数字化后在数字域内在第二解调器8内进行。通过图像计算机17可以从这样获得的测量数据中再现出MR图像。对测量数据、图像数据以及控制程序的管理由设备计算机20实施。序列控制器18根据预先给定利用控制程序控制各期望的脉冲序列的产生和对k空间的相应扫描。在此，序列控制器18特别是对及时接通梯度、以特定的脉冲振幅发送高频脉冲和接收核共振信号进行控制。高频系统22和序列控制器18的时基由合成器19提供。对用于产生MR图像(其例如存储在DVD 21上)以及显示所产生的MR图像的控制程序的选择通过终端13进行，终端13包括键盘15、鼠标16以及显示屏14。 图2示意性示出三个扩散梯度(以及由此的扩散加权的MR图像31)如何对应于一个组(以及由此的痕迹加权的MR结果图像32)。在所示出的三种变形A至C中的每一种中，扩散加权的MR图像31这样与相应的痕迹加权的MR结果图像32相对应与相应组的三个扩散加权的MR图像31相对应的扩散梯度尽可能相互垂直地设置。在变形A (见图2A)中，各个组32 (MR结果图像32)不划分扩散梯度(不划分扩散加权的MR图像31)，在变形B (见图2B)中，各MR结果图像32分别划分一个扩散加权的MR图像31，而在变形C (见图2C)中，各MR结果图像32分别划分两个扩散加权的MR图像31。图3示出本发明的用于产生扩散信息的方法的流程图。在第一步骤SI中，确定大量扩散梯度(例如60个)。然后利用这些扩散梯度中的每一个在步骤S3中产生扩散加权的MR图像。当每个扩散梯度从原点开始并与一个球的球表面相交时，则每个扩散梯度在球表面上产生一个交点，在此，该球的中心点位于原点。现在，这样选择扩散梯度使这些交点尽可能均匀地覆盖球表面，从而例如使一个交点与其最近相邻交点之间的距离对于每个交点来说都相等。在下一步骤S2中，对扩散梯度在一个序列中进行排序，使每三个按顺序先后设置的扩散梯度构成一个组。在此同组中的三个扩散梯度尽可能好地彼此相互垂直，从而使该同组的三个扩散梯度中的任意两个的标积(Skalarprodukt)的绝对值尽可能小。
在随后的步骤S3中，借助同组的三个扩散梯度产生三个扩散加权的MR图像。在步骤S4中，将该三个扩散加权的MR图像综合成一幅轨迹加权(痕迹加权)的MR结果图像。由于MR结果图像32是分别借助相互尽可能相互垂直的扩散梯度产生的，所有MR结果图像的对比度相同。也就是说，按照本发明产生的MR结果图像有利地仅有很小的对比度差异。在步骤S5中，确定该当前的MR结果图像和先前的MR结果图像之间的位置变换，这作为配准的一部分也是公知的。借助该位置变换可以将MR结果图像中的对象转换到先前的MR结果图像中的相应对象，由此来考虑该对象在先前的MR结果图像和当前的MR结果图像之间的运动。由于所有MR结果图像的对比度相同，在一幅MR结果图像和其先前的MR结果图像之间最多只有很小的对比度差异，由此有利地使确定在MR结果图像和其先前的MR结果图像之间的位置变换更加容易。在下一步骤S6中，采用该在步骤S5中确定的位置变换对三个MR图像中产生当前 MR结果图像的MR图像中(特别是对象)的位置和取向相应地进行校正或匹配。换言之，采用在步骤S5中确定的位置变换来配准MR图像。如果在步骤S7的查询中发现，存在尚未处理的扩散梯度(即尚未利用其产生扩散加权的MR图像的扩散梯度)，则该方法返回步骤S3。否则该方法继续进行到步骤S8。在步骤S8中，借助校正的或匹配的MR图像产生扩散信息。
权利要求
1.一种产生扩散信息的方法，具有以下方法步骤 产生检查对象(O)的扩散加权的磁共振图像(31)，其中，利用单独的扩散梯度来产生每幅磁共振图像(31)，对扩散梯度进行排序，并由此在对预定数量的扩散梯度排序之后将所述磁共振图像(31)分别形成为组，使得每个扩散梯度属于至少其中一个组，其中各相同组的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关； 将其扩散梯度构成一个组的那些磁共振图像(31)综合成一幅磁共振结果图像(32)； 确定在磁共振结果图像(32)之间的位置变换； 借助该位置变换来修改所述磁共振图像(31)，以及 基于该经修改的磁共振图像(31)形成扩散信息。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在产生所述磁共振图像(31)之前对扩散梯度进行排序，并对同组的磁共振图像(31)直接依次采集。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，利用第一b值产生所述扩散加权的磁共振图像(31)，利用第二 b值产生其它扩散加权的磁共振图像，其中，第二 b值小于第一b值，以及将所述磁共振结果图像(32)直接与其它磁共振图像配准。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用第一b值产生所述扩散加权的磁共振图像(31)，利用第二 b值产生其它扩散加权的磁共振图像，其中，第二 b值小于第一 b值，以及将在配准所述磁共振结果图像(32)时获得的运动信息用于配准其它磁共振图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述其它磁共振图像进行预先配准，其中，获得第一运动信息；在对所述磁共振结果图像(32)进行配准时获得第二运动信息，以及为了实际配准所述其它磁共振图像，确定最好地相应于所述第一运动信息和第二运动信息< >的运动参数。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定的数量等于3，以及对所述扩散梯度这样进行排序使得每个组的扩散梯度相互尽可能地彼此垂直。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于每个组计算一个度量值，三个扩散梯度彼此越好地相互垂直，该度量值越小；形成所有组的度量值的和，以及对扩散梯度这样进行排序使和尽可能地小。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于每个组必须满足下式(I)max (IDV1 DV21，| DV1 DV31，| DV2 DV3 ) < S (I) 其中，max(a，b，c)为函数，其作为函数值具有a、b、c的最大值^Vi为相应组的第i个标准化到长度I的扩散梯度；S为阈值；对扩散梯度这样进行排序使阈值S尽可能地小。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，对扩散梯度这样进行确定和/或排序使得两个相继的组各具有一个相同的扩散梯度，该扩散梯度属于这两个组。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，对扩散梯度这样进行确定和排序使得两个在顺序上相继的组各具有两个相同的扩散梯度，所述扩散梯度属于这两个组。
11.根据权利要求I至10中任一项所述的方法，其特征在于，这样确定扩散梯度使扩散梯度方向的分布尽可能均匀。
12.根据权利要求I至11中任一项所述的方法，其特征在于，实时进行磁共振图像的配准以及由此的运动识别，以及将当前在产生扩散加权的磁共振图像时被测量的层的方向与识别出的运动方向相匹配。
13.根据权利要求I至12中任一项所述的方法，其特征在于，采用多重扫描技术产生扩散加权的磁共振图像(31);为校正相位误差采集导航信号，该导航信号是在多重扫描的每次扫描中在k空间的中心扫描到的，以及根据借助该导航信号采集到的信息来进行磁共振图像(31)的配准。
14.根据权利要求I至13中任一项所述的方法，其特征在于，采用相继扫描多个层的多重扫描技术产生扩散加权的磁共振图像(31)，其中，在扫描每层的其它k空间分段之前对每层的一个k空间分段进行扫描；利用同一组的扩散梯度对所有层的同一 k空间分段进行扫描，然后再扫描其它k空间分段，并且只有当利用该组的所有扩散梯度对所有层的同一 k空间分段进行扫描之后，才对其它k空间分段进行扫描。
15.一种磁共振设备，用于产生扩散信息，其中，该磁共振设备(5)具有基本磁场磁体(I)、梯度场系统(3)、至少一个高频天线(4)和控制装置(10)，该控制装置(10)用于控制该梯度场系统(3)和至少一个高频天线(4)，接收由该至少一个高频天线(4)获取的测量信号和对该测量信号进行分析，并产生检查对象(O)的扩散加权的磁共振图像(31)， 该磁共振设备(5)构成为，利用单独的扩散梯度产生每幅磁共振图像(31)， 该磁共振设备(5)对扩散梯度并由此对磁共振图像(31)进行这样排序，使得在排序后分别由预定数量的扩散梯度构成一个组，其中，每个扩散梯度属于至少其中一个组，各同组的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关， 该磁共振设备(5)将其扩散梯度构成一个组的那些磁共振图像(31)综合成一幅磁共振结果图像(32);以及 该磁共振设备(5)确定在磁共振结果图像(32)之间的位置变换，借助该位置变换来修改所述磁共振图像(31)，以及基于该修改的磁共振图像(31)形成扩散信息。
16.根据权利要求15所述的磁共振设备，其特征在于，该磁共振设备(5)构成为，执行根据权利要求I至14中任一项所述的方法。
17.一种计算机程序产品，能够直接加载到磁共振设备(5)的可编程控制装置(10)的存储器中，具有程序装置，当该程序在磁共振设备(5)的控制装置(10)中运行时，执行根据权利要求I至14中任一项所述方法的所有步骤。
18.—种电可读数据载体，其上存储有电可读控制信息，当在磁共振设备(5)的控制装置(10)中使用该数据载体(21)时，该控制信息执行根据权利要求I至14中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种产生扩散信息的方法。为此产生检查对象(O)的扩散加权的MR图像(31)，其中，利用单独的扩散梯度产生每幅MR图像(31)。对扩散梯度并由此对MR图像(31)进行排序，使得在排序后分别由预定数量的扩散梯度构成一个组。每个扩散梯度属于至少其中一个组，其中各同组的扩散梯度相互尽可能彼此线性不相关。将其扩散梯度构成一个组的那些MR图像(31)综合成一幅磁共振结果图像(32)。确定磁共振结果图像(32)之间的位置变换，并借助该位置变换来修改MR图像(31)。借助修改的MR图像(31)形成扩散信息。
文档编号A61B5/055GK102736046SQ20121009968
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者D.A.波特, S.休沃 申请人:西门子公司