[发明专利]实时fMRI

说明书

本发明提供一种医学成像的方法。所述方法包括：针对当前活动时间窗口(204A‑N)并且在大脑活动分析会话(200、500)期间，接收处于活动状态的对象(318)的感兴趣区域(309)的fMRI数据。可以使用fMRI数据变化的预定义模型根据fMRI数据来生成横向弛豫T2*图。可以将所生成的T2*图与参考T2*图进行比较。可以使用比较的结果来估计在当前活动时间窗口(204A‑N)期间的所述感兴趣区域(309)的血氧水平依赖性(BOLD)响应。

技术领域

本发明涉及磁共振成像，具体地，涉及实时fMRI。

背景技术

磁共振成像(MRI)扫描器依赖于大的静磁场(B₀)来对齐原子的核自旋，作为用于产生患者体内的图像的过程的一部分。这些图像能够反映对象的各种数量或属性。例如，大脑激活的血液动力学反应会在已激活的大脑区域中导致磁性和电学改变。MRI允许对磁性改变进行可视化，例如基于脑血流量或血氧水平依赖性(BOLD)效应。后者通常称为功能性MRI(fMRI)。

fMRI中的主要问题在于，BOLD信号改变很小，并且还存在导致信号改变的非-BOLD相关的效应。非-BOLD信号改变的最常见来源是头部运动、心脏和呼吸作用，而且，扫描器相关的伪影也导致信号改变。

OlafssonV.T.等人：ISMRM的过程(第11卷，第132页)公开了一种用于直接根据单个回波、基线图像的估计和基线R2*来估计fMRI实验中的ΔR2*的方法。

OlafssonV.T.等人：ISMRM的过程(第12卷，第45页)公开了一种用于在fMRI中动态更新R2*和场图的方法。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供一种医学成像系统、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。

实施例可以实现检测很小的fMRI信号改变。这些改变是由对增加的神经元活动做出的生理反应而导致的：BOLD对比。然而，信号改变也能够是由其他效应引起的，例如运动、心脏和呼吸作用、扫描器不稳定。必须将这些信号改变与由真正的BOLD响应导致的改变区分开来。对于包括神经反馈的实时fMRI应用，本公开可以实现更好的BOLD对比。

在一个方面中，本发明提供一种医学成像的方法。所述方法包括：针对当前的活动时间窗口并且在大脑活动分析会话期间，接收活动状态中的对象的感兴趣区域的fMRI数据。所述方法还包括使用fMRI数据改变的预定模型根据fMRI数据来生成横向弛豫T2*图。所生成的T2*图可以与参考T2*图进行比较。可以使用比较的结果来估计当前活动时间窗口期间感兴趣区域的BOLD响应。

感兴趣区域可以例如是对象的大脑。时间窗口也可以被看作是动态的。

所述方法可以例如在对象处于活动状态时段中时执行，其中，所述当前活动时间窗口是该活动状态时段的时间间隔。这可以实现实时识别小的fMRI信号改变。

BOLD响应可用于观察对象的大脑的不同区域，当对象处于大脑分析测试期间时，对象的大脑的不同区域被发现在任何给定时间都是活动的。

例如，可以根据R2*图获得T2*图，反之亦然，其中R2*＝1/T2*。本方法可以被配置为在如本文中所述，利用T2*图，在R2*图上执行。在R2*图的情况下，解释BOLD响应对大脑活动的逻辑可以颠倒，以便获得T2*图的解释逻辑。

本公开可以实现分别确定针对每个时间点的BOLD改变。BOLD改变能够随后用作反馈信号。这种神经反馈可以实现训练对象，以校正异常的大脑活动。本公开可以例如实现成功的神经反馈训练，因为给出了关于真实的BOLD效应的反馈，例如对象并非正在训练对呼吸周期的响应。T2*信息用于测量真实的BOLD响应，并且因此给出有关真实的BOLD信号改变的反馈。本公开可以提供大脑功能中的更多的见解，例如在未给出神经反馈的情况下，仅通过执行任务，就可以识别活动模式中的变化。