在单个mr采集中的酰胺质子转移(apt)和电性能断层摄影(ept)成像的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及磁共振成像，具体涉及一种用于在单个MR采集中组合APT和EPT的方 法。
【背景技术】
[0002] 酰胺质子转移（APT)和电性能断层摄影（EPT)已经成为定量调查组织的生物化学 的新方法。APT是基于相对于水共振频率的磁化转移（MT)频移的不对称性的，并且反映包 含蛋白质的酰胺的浓度。EPT是基于TSE或bFFE图像的测量的收发阶段的曲率的，并且反 映组织的电导率。
[0003] VoigtT等人的MRM66(2011)456公开了一种用于使用EPT对人脑的定量电导率 和电容率成像的方法。
[0004] J.Zhou等人的MRM50 :1120 - 1126(2003)公开了一种用于对脑肿瘤进行成像的 APT对比方法。
【发明内容】
[0005] 如由独立权利要求的主题所描述的，各个实施例提供操作磁共振成像MRI系统的 改进的方法、改进的计算机程序产品以及改进的磁共振成像MRI系统。在从属权利要求中 描述有利实施例。
[0006] 在一个方面中，本发明涉及一种用于采集来自对象中的靶体积的磁共振数据的磁 共振成像MRI系统，所述MRI系统包括：存储器，其用于存储机器可执行指令；和处理器，其 用于控制所述MRI系统，其中，所述机器可执行指令的执行令所述处理器：
[0007]a、使用包含在第一选择性RF脉冲后跟随有第一激励RF脉冲的所述第一选择性RF 脉冲的第一MRI序列来控制所述MRI系统以选择性地激励在所述靶体积中的在第一频率范 围内的可交换酰胺质子并使所述可交换酰胺质子饱和；利用所述第一激励RF脉冲辐照所 述靶体积，所述第一激励RF脉冲适于激励在所述靶体积中的大量水质子；并且响应于所述 第一激励RF脉冲而采集来自所述靶体积的第一磁共振成像数据；
[0008] b、使用包含在第二选择性RF脉冲后跟随有第二激励RF脉冲的所述第二选择性RF 脉冲的第二MRI序列来控制所述MRI系统以选择性地激励在所述靶体积中的在第二频率范 围内的可交换酰胺质子并使所述可交换酰胺质子饱和；利用第二激励RF脉冲辐照所述靶 体积，所述第二激励RF脉冲适于激励所述大量水质子；并且响应于所述第二激励RF脉冲而 采集来自所述靶体积的第二磁共振成像数据；
[0009] 其中，所述第一MRI序列包括具有与所述第二MRI序列的第二梯度极性相反的第 一梯度极性的梯度；
[0010]c、使用第三MRI序列来控制所述MRI系统以采集所述靶体积的不饱和MRI数据； [0011] d、根据第一MRI数据和第二MRI数据来生成各自的第一相位分布和第二相位分 布；
[0012] e、使用所述第一相位分布和所述第二相位分布以用于确定所述靶体积的电导率 分布；
[0013] f、使用所述第一MRI数据、所述第二MRI数据以及所述不饱和MRI数据以用于确 定酰胺质子转移APT的幅值分布，所述APT对应于所述酰胺质子与所述水质子之间的饱和 的转移。
[0014] 第一MRI脉冲序列、第二MRI脉冲序列以及第三MRI脉冲序列可以是快速自旋回 波TSE序列。所述第三MRI脉冲序列不包含选择性（饱和）RF脉冲。在相同的扫描中可以 采集所述第一MRI数据、所述第二MRI数据以及所述第三MRI数据。第一选择性RF脉冲和 第二选择性RF脉冲用于使关于水质子频率在某个化学位移（偏移）位置处的自旋饱和。
[0015] 除了酰胺质子转移（APT)MR成像与电性能断层摄影的所公开的组合以外，本发明 的另外的方面是应用具有电性能断层摄影的化学交换饱和转移（CEST)磁共振成像。CEST 利用核磁共振（NMR)的能力来解析来源于在不同分子上的质子的不同信号。通过选择性地 使与周围的水分子交换的（与特定分子或外源性CEST药剂相关联的）特定质子信号饱和， 也使来自周围的大量水分子的MRI信号衰减。利用和不利用RF饱和脉冲获得的图像揭露 CEST药剂的定位。化学交换必须处在中间段（intermediateregime)，其中，交换足够快以 使大量水信号有效地饱和，而足够慢使得存在可交换质子共振与水质子共振之间的化学位 移差。因此，CEST效应的幅值取决于可交换质子的交换速率和数目两者。CEST技术的变型 (其被称为PARACEST)可以比传统分子成像技术敏感的多，并且应当能够探测到纳摩尔浓 度。PARACEST通常依赖于大量水与结合到顺磁性镧系络合物（paramagneticLanthanide comp1ex)的水之间的水交换。镧系离子结合水共振的饱和导致经由水交换的大量水信号的 衰减。结合水分子的巨大顺磁性化学位移允许它们忍受与大量水的快的多的交换速率，而 仍然保持处于中间交换段，从而提供大量水信号的有效得多的饱和和大的多的CEST灵敏 度。
[0016] 本发明的见解是要求对CEST MR数据采集序列的仅仅微小调整，以使得能够提取 关于正被检查的组织的电性能的信息。尤其地，CEST MR数据采集涉及具有和不具有对CEST 造影剂的选择性饱和的若干（通常大约为七个）扫描。从这些采集到的MR数据，能够导出 谱不对称性和空间主磁场不均匀性。在这些CEST MR数据采集之中，经由图像幅值实质上 仅仅谱内容变化，但是具有共同的图像相位内容。因此，从这些CEST MR数据的平均结果， 类似于电性能断层摄影方法能够重建电性能的空间分布，从"IEEE Trans. Med. Imag"（卷 28, 2009年，第1365页）本身已知所述电性能断层摄影方法。另外，对CEST MRI数据取平 均引起重建的电性能断层摄影图像的提高的信噪比。CEST MR图像和电性能断层摄影图像 提供补充性诊断相关信息，尤其在肿瘤学中。
[0017] 根据一个实施例，使用基于场回波的序列，代替基于自旋回波的序列。应用不同回 波时间采集针对不同饱和频率的MRI数据，允许B。-图的固有估计，所述B。-图的固有估计 表示不具有额外扫描时间的静止主磁场的空间变化。从由JochenKeupp、HolgerEggers 的"IntrinsicFieldHomogeneityCorrectioninFastSpinEchoBasedAmideProton TransferMRI"（ISMRM20,2012年，第4185页）本身已知在酰胺质子转移MRI途径中对 B。-图的这样的固有估计。该B。-图能够用于去除来源于B0不均匀性的相位贡献，其对于 EPT重建是不想要的，并且如果使用基于场回波的序列代替基于自旋回波的序列，则其发生 在相位图中。切换梯度极性以从涡流中去除不想要的相位贡献的前述概念对于基于场回波 的序列和基于自旋回波的序列是相同的。优选地，相同的回波时间用于不同的梯度极性。备 选地，为了该目的，能够使用（针对APT共同采集的）单独的Β。-图。
[0018] 第一频率范围和第二频率范围不可以与大量水质子的共振频率重叠。
[0019] 由于这些特征可以减少执行APT和电性能断层摄影EPT测量两者的医学设备的扫 描时间，因此这些特征可以是有利的。
[0020] 另一优点可以是当在多个采集的MRI数据上对EPT测量结果取平均时，增强了针 对EPT测量结果的SNR。
[0021] 另一优点可以是通过重复具有反向梯度极性的相同序列并对结果得到的相位分 布取平均可以去除归因于涡流的不对称相位效应。
[0022] 根据一个实施例，所述电导率分布的所述确定包括：对所述第一相位分布和所述 第二相位分布取平均以用于获得平均的相位分布；根据经平均的相位分布来确定B1场相 位分布以用于确定所述电导率分布。由于基于平均值其可以提供对EPT分布的准确估计， 因此这可以是有利的。跨两个分布在逐体素的基础上计算均值B1相位值。
[0023] 根据一个实施例，所述电导率分布的所述确定包括：根据所述不饱和MRI数据来 生成第三相位分布；对所述第一相位分布、所述第二相位分布以及所述第三相位分布取平 均以用于获得平均的相位分布；根据经平均的相位分布来确定B1场相位分布以用于确定 所述电导率分布。由于这是使用额外的序列（即，第三MRI数据）来确定的，因此这还可以 增加EPT分布的SNR。
[0024] 根据一个