[发明专利]相位差图的确定

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助成像磁共振测量确定检查对象的定义区域的相位差图的方法，其中从这些相位差图中于是稍后能够产生定义区域的相位校正，用于产生至少两种互相不同的化学物质种类、例如脂肪和水的图像数据。此外本发明涉及一种用于确定相位差图和必要时用于产生检查对象的定义区域的两个互相不同的化学物质种类的图像数据的图像处理装置以及具有这样的图像处理装置的磁共振设备。

背景技术

为了从检查对象的身体内部获得基于磁共振的照片，即利用磁共振断层成像设备产生的图像数据，必须首先将身体或待检查的身体部位暴露于通常称为B₀场的、尽可能均匀的静态基本磁场。由此将身体中的核自旋平行于B₀场的方向（通常也称为z方向）对齐。此外利用合适的高频天线将高频脉冲（HF脉冲）入射到检查对象中，其频率位于当前磁场中的待激励的核的共振频率、即所谓的拉莫尔频率的范围内。借助该高频脉冲这样激励检查对象中待激励的核（通常是氢核）的自旋，使得其以所谓的“激励翻转角”从其平行于基本磁场B0的平衡位置偏转。核自旋然后首先围绕z方向进动并且又逐渐弛豫，其中所述弛豫取决于受激励的核所处于的分子环境。在弛豫的情况下产生的磁共振信号作为所谓的原始数据借助高频接收天线记录并且基于采集的原始数据最后重建磁共振图像。空间编码借助快速转换的梯度磁场进行，所述梯度磁场在磁共振高频脉冲的发送期间和/或原始数据的采集期间与基本磁场叠加。

在原始数据的采集中一般公知的基本问题在于，在身体组织中的激励的核在磁场中不具有统一的共振频率，而是按照其化学环境对于不同的组织类型或物质种类可以是不同的。这通常称为化学位移。在此物质种类（或简称物质）在本发明的范围内在以下理解为具有特定的磁共振特性的任何种类的原子核或分子核或者任何类型的预先定义的化学物质。不同的物质种类的典型例子是物质种类脂肪和水。在此物质种类完全可以包含多个成分，所述成分具有（稍微）不同的共振频率，例如当可以如下面还要详细解释的那样通过具有在共振频率方面的多个峰的化学谱模型描述物质种类时。不同的物质种类由此也理解为复杂的化学化合物或混合物，其不同的成分可能具有不同的共振频率，但是综合为一个特征性的谱。在磁共振成像中特别相关的是脂肪组织相对于通常激励的水的化学位移，因为脂肪在许多身体区域中以极大的量呈现。在脂肪组织和水之间的化学位移为大约3.4ppm。

目前有不同的方法用于建立对于不同的物质种类的分离的磁共振图像，例如用于产生分离的水图像和脂肪图像。为此的典型方法是所谓的两点迪克松方法。为此利用合适的磁共振序列借助两个不同的回波记录原始数据，例如两个不同的梯度回波或自旋回波，其中这些回波在其回波时间方面不同，从而在一个回波情况下水的相位与脂肪的相位一致，而在第二回波期间水的相位与脂肪的相位相反地对齐。这通过精确地事先相应确定回波时间并且相应地构造磁共振序列是可能的。在信号处理和用于从原始数据重建图像数据的通常的傅里叶变换之后从中获得两个不同种类的磁共振图像数据，即，一个是具有一致相位的图像数据，即所谓的同相图像，并且另一个是具有相反设置的相位的图像数据，即所谓的反相图像。在这两种图像中的信号值可以在忽略组织弛豫的情况下在此如下来描述：

在这些等式中在给定的图像点中水分量和脂肪分量通过W(v)及F(v)表示。S₀(v)和S₁(v)是在各个图像点处的同相图像中和反相图像中的强度值。图像点在此以及在以下在二维图像数据的情况下理解为像素并且在三维图像数据的情况下理解为体素。v在此代表图像点的坐标（即，当x,y和z分别是沿着x轴、y轴和z轴的坐标时，v=(x,y,z)）。按照它们来给出位置坐标的单位例如可以简单地通过在各个方向上图像点的数量来定义。值给出了图像中的相位，所述相位根据场不均匀性和根据可能在信号和接收链中出现的静态的相位误差得到。相位旋转或相位表示主要由于场不均匀性导致的、在同相和反相回波之间得到的另一个相位误差。目前存在不同算法，用于从同相图像和反相图像中在使用等式（1）和（2）的条件下产生水图像W和脂肪图像F。由于可能的场不均匀性、梯度延迟、涡流等，对于两点迪克松方法来说非常重要的是，对于每个图像点确定在两个回波时间之间的全局相位旋转并且然后在重建中考虑其。通常此外假定，相位旋转的变化在空间上是弱的，即，在相邻的图像点之间的变化例如小于180°。