[发明专利]核磁共振(NMR)指纹识别

说明书

描述与NMR指纹识别关联的设备、方法和其他实施例。一个示例性NMR设备包括NMR逻辑，NMR逻辑被构造为重复地并且可变地对与物体关联的(k,t,E)空间进行采样以获取一组NMR信号。所述一组NMR信号的成员与(k,t,E)空间中的不同点关联。执行采样，t和/或E以非恒定方式变化。变化的参数可包括倾倒角、回声时间、RF幅度和其他参数。NMR设备还可包括：信号逻辑，被构造为从NMR信号产生NMR信号演进；和描绘逻辑，被构造为作为将获取的信号与参考信号进行比较的结果描绘物体中的共振品种。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年9月19日提交的序列号为13/623,104的美国专利申请的优先权，该申请的主题以其整体通过引用包含于此。

背景技术

传统磁共振(MR)脉冲序列包括准备阶段、等待阶段和获取阶段，这些阶段被构造为产生信号，能够从该信号形成图像。准备阶段确定何时能够获取信号并且确定获取的信号的性质。例如，第一脉冲序列可被设计为在第一回声时间(TE)产生T1加权信号，而第二脉冲序列可被设计为在第二TE产生T2加权信号。然而，尤其当在多个脉冲序列上混合时，许多准备和许多短等待能够合计达长的时间以收集数据集。这些传统脉冲序列通常被设计为提供定性结果，其中利用突出特定参数(例如，T1弛豫、T2弛豫)的各种加权或对比获取数据。

传统MR获取包括准备/等待/获取脉冲序列的许多重复。例如，第一脉冲序列可被应用许多次以针对感兴趣体积(RoI)中的所有体素获取T1加权信号，并且然后第二脉冲序列可被应用许多次以针对RoI中的所有体素获取T2加权信号。可能难以登记(例如，调准)来自这两次获取的信号。

当产生MR图像时，可由放射科医生和/或外科医生观察MR图像，放射科医生和/或外科医生针对特定疾病签名解释定性图像。放射科医生可检查在多个成像平面中获取的多个图像类型(例如，T1加权、T2加权)以进行诊断。检查定性图像的放射科医生或其他个体可能需要特定技能以便能够针对不同时期、针对不同机器并且针对不同机器结构评估变化。因此，图像仅实际上等于图像解释者，并且所有基于图像(例如，定性)的诊断最终是主观的。

从不同视点来看，传统MR使用精确准备时间创建精确准备条件，所述精确准备条件方便在精确时间点从精确位置获取精确信号以形成不精确的定性数据集。传统MR尝试强迫扫描的内容(例如，水、脂肪)在某些时间发射某些信号并且随后从这些信号重构数据。不管这些缺点如何，传统MR已很好地为临床界服务许多年。

Twieg提出了一种包括压缩感测的方案，其中信号的模型被用于减少重构参数映射图并且随后重构图像所需的数据的总量。类似地，Doneva等人提出了随机欠采样以实现压缩感测。在Doneva方案中，像素将会代表它的真实信号演进加上来自其他像素的混叠信号。在一个实施例中，混叠将会仅看起来好像是在像素的附加噪声。该噪声将不会具有结构并且将不会与真实信号演进相关。Doneva方案方便执行相对简单的处理(比如，正交匹配追踪(OMP))以解析正确信号从而支持图像重构。OMP假设存在预期信号演进的约束词典。OMP将接收的信号与信号的词典进行比较以识别最有可能来自于像素的信号。

Twieg, Parsing local signal evolution directly from a single-shot MRIsignal: a new approach for fMRI, Magn Reson Med 2003, Nov; 50(5): 1043-52描述一种通过从信号编码检索来执行单次激发参数评估的单次激发MRI方法。Twieg方法放弃在传统MRI方法中使用的基本简化假设，即局部固有信号在信号获取期间不改变它的幅度或相位，但这些改变可能很大，尤其是在单次激发图像获取中使用的较长时间段期间。Twieg意识到发生局部衰变和相位演进，并且因此将每个信号数据建模为来自(k, t)空间而非k空间的采样。Twieg采用这样的观点：每个数据在也反映另一属性(例如，弛豫、衰变)的(k,t)空间中具有它自己的位置，其中t是过去的时间。尽管Twieg期待由于新的信号模型而导致的提高的准确性和健壮性，但密集的重构计算限制了Twieg的进展。