[0001] 本发明涉及磁共振成像，具体地涉及使用磁共振成像对乳房的筛查。

[0002] 作为在患者体内产生图像的流程的部分，由磁共振成像(MRI)扫描器使用大静磁场来对齐原子的核自旋。该大静磁场被称为B0场或主磁场。可以使用MRI在空间上测量对象的各种量或性质。

[0003] 国际专利申请WO2012070951A1公开了一种用于通过对来自肿瘤的动态对比增强磁共振成像(DCE‑MRI)和动态磁化率对比增强磁共振(DSC)成像的测量数据的配准和比较来在体外区分组织(例如软组织，并且特别是乳房组织)中的良性肿瘤和恶性肿瘤的过程。该过程被调节为在MR造影物质的肠胃外给药期间以交错模式初始执行两个动态MRI脉冲序列，其中，所述脉冲序列之一针对高空间分辨率进行优化，而另一脉冲序列针对高时间分辨率进行调节，高时间分辨(dissolved)序列还包括朝向DCE和DSC两者敏感的双回波收集，用于生成诸如药代动力学生物标记数据、描述性DCE生物标记和描述性DSC生物标记的多个不同的生物标记数据，并且然后将所述数据进行归一化并将所述数据分别与来自对应的良性和恶性肿瘤的对应的数据进行比较。从每个肿瘤体积中，优选存在识别大多数异常动力学性质(属于相关生物标记)的95％的收集的生物标记。

[0108] 在这些附图中相似编号的元件或为等效元件或执行相同的功能。如果功能等效，则先前已经论述的元件将不必要在后面的附图中论述。

[0109] 图1图示了医学系统100的范例。在该范例中，医学系统100包括具有计算系统106的计算机。计算机102可以表示联网在一起的一个或多个计算机系统。计算系统106可以例如表示一个或多个处理器、微控制器或现场可编程门阵列。计算系统106被示为被连接到任选硬件接口104、任选用户接口108和存储器110。硬件接口104可以例如由计算系统106使用以控制医学系统100的其他部件(如果这些部件存在)。用户接口108可以例如为操作者提供一种手段来控制医学系统100以及显示磁共振图像或其他数据。存储器110表示可以由计算系统106可访问的任何类型的存储器。例如，存储器110的内容可以在多个存储设备或存储器设备之间划分。

[0110] 存储器110被示为包含机器可执行指令120。机器可执行指令120包含使计算系统106能够控制医学系统100的操作和功能以及控制任何其他额外部件的指令。机器可执行指令120还可以使计算系统106能够执行各种数学运算、数据处理任务和图像处理任务。存储器110还被示为包含回波平面扩散加权磁共振图像122。存储器110还被示为包含脂肪抑制T2加权磁共振图像124。

[0111] 存储器110被示为包含回波平面扩散加权磁共振图像122和脂肪抑制T2加权磁共振图像124之间的任选配准126。在一些实例中，可以采集两幅磁共振图像122和124，使得它们的体素之间存在一对一的关系。在其他实例中，对象能够已经可能移动并且配准126可以包含映像使得可以使用两者之间的数据。还应注意，回波平面扩散加权磁共振图像122可能具有失真，在这种情况下，与配准的轻微偏差不会对医学系统100的操作产生不利影响。这也可能使配准不必要。

[0112] 存储器110还被示为包含已经在回波平面扩散加权磁共振图像122中识别的多个高扩散率区域128。这例如可以通过根据用于扩散的预定阈值对扩散率阈值化来执行。存储器110还被示为包含在脂肪抑制T2加权磁共振图像124中识别的组织区域130。组织区域130可以例如是识别对象的组织位置的非脂肪或非脂肪质组织区域。存储器110还被示为包含图像处理模块132。图像处理模块132输出从组织区域130中选择的多个咨询区域134。它们是通过将高扩散率区域128与组织区域130相关或匹配来选择的。存储器110还被示出为包含任选的增强T2加权磁共振图像136，其示出了在脂肪抑制T2加权磁共振图像124上叠加或强调的咨询区域134。

[0113] 图2示出了图示操作图1的医学系统100的方法的流程图。首先在步骤200中，接收回波平面扩散加权磁共振图像122。接下来在步骤202中，接收脂肪抑制T2加权磁共振图像124。然后，在步骤204中，分割回波平面扩散加权磁共振图像122以识别高扩散率区域128。
接下来，在步骤206，分割脂肪抑制T2加权磁共振图像124以识别组织区域130。在步骤208中，高扩散率区域128和组织区域130被输入到图像处理模块132中以将组织区域130的部分提供或识别为咨询区域134。最后，在步骤210中，提供咨询区域134作为脂肪抑制T2加权磁共振图像的分割。

[0114] 图3图示了医学系统300的另一范例。图3中的医学系统300类似于图1中的医学系统100，除了它另外包括可以由计算系统106控制的磁共振成像系统302。

[0115] 磁共振成像系统302包括磁体304。磁体304是具有穿过其的膛306的超导圆柱型磁体。使用不同类型的磁体也是可能的，例如，还可能使用分裂式圆柱磁体和所谓的开放式磁体两者。分裂式圆柱磁体相似于标准圆柱磁体，除了已经将低温保持器分裂成两段以允许接近磁体的等平面，这种磁体例如可以结合带电粒子束治疗而使用。开放式磁体具有两个磁体段，一个在另一个之上，之间有足够大的空间，以接收对象：两个段的布置相似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是常见的，因为对象受到较少约束。在圆柱形磁体的低温保持器内部存在一系列超导线圈。

[0116] 在圆柱形磁体304的膛306内有成像区308，其中，磁场足够强且均匀以执行磁共振成像。感兴趣区域309示出在成像区308内。从感兴趣区域采集磁共振数据。对象318被示为由对象支撑体320支撑，使得对象318的至少部分在成像区308和感兴趣区域309内。在感兴趣区域309内，可以看出存在对象318的乳房组织。

[0117] 在磁体的膛306之内还存在磁场梯度线圈310的集合，所述磁场梯度线圈用于采集初步磁共振数据，以对磁体304的成像区308之内的磁自旋进行空间编码。磁场梯度线圈连接到磁场梯度线圈电源312。磁场梯度线圈310旨在为代表性的。通常，磁场梯度线圈包含三个独立的线圈集合，以用于在三个正交空间方向上进行空间编码。磁场梯度线圈电源312向磁场梯度线圈供应电流。根据时间来控制供应到磁场梯度线圈310的电流，并且该电流可以是斜变的或脉冲的。

[0118] 毗邻于成像区308是射频线圈314，所述射频线圈用于操控成像区308之内的磁自旋的取向并且用于从也在成像区之内的自旋接收无线电发射。射频天线可以包含多个线圈元件。射频天线也可以称作通道或天线。射频线圈314连接到射频收发器316。可以由独立的发射线圈和接收线圈以及独立的发射器和接收器替代射频线圈314和射频收发器316。应理解，射频线圈314和射频收发器316是代表性的。射频线圈314还旨在表示专用的发射天线和专用的接收天线。同样地，收发器316也可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈314还可以具有多个接收/发射元件并且射频收发器316可具有多个接收/发射通道。例如，如果执行诸如SENSE的并行成像技术，则射频线圈314将具有多个线圈元件。

[0119] 收发器316和梯度控制器312被示为连接到计算机系统102的硬件接口106。

[0120] 存储器110还被示为包含第一脉冲序列命令330，其被配置为根据回波平面扩散加权磁共振成像协议采集第一k空间数据。存储器110还被示为包含通过利用第一脉冲序列命令330控制磁共振成像系统302采集的第一k空间数据332。回波平面扩散加权磁共振图像122是从第一k空间数据332重建的。存储器110还被示为包含第二脉冲序列命令334。第二脉冲序列命令334被配置为根据T2加权磁共振成像协议采集第二k空间数据。

[0121] 在图3所图示的范例中，第二脉冲序列命令334被配置用于采集适合于电性质断层摄影的相位测量。存储器110被示为包含通过利用第二脉冲序列命令334控制磁共振成像系统302采集的第二k空间数据336。第二k空间数据336用于重建脂肪抑制T2加权磁共振图像124以及电导率图338。电导率图338被示为存储在存储器110中。

[0122] 用于乳腺癌研究的磁共振(MR)方法通常基于造影剂的施用(例如，用于动态对比增强(DCE)成像)，这被认为是基于MR的一般乳腺癌筛查的主要缺点。

[0123] “电性质断层摄影”(EPT)通常可能与DCE具有相同的乳房病变表征潜力。然而，现有技术中电导率的确定需要造影剂的支持才能进行可靠的肿瘤边界检测，因此，仍然缺少不含造影剂的乳腺癌EPT版本。

[0124] 范例可以(a)执行仅示出肿瘤组织但几何失真(回波平面扩散加权磁共振图像122)的第一高灵敏度MR序列A 330(例如高b值EPI‑DWI)，(b)执行示出许多潜在病变但没有几何失真(脂肪抑制T2加权磁共振图像)的适合EPT的第二MR序列B 334(例如，脂肪抑制T2加权成像)，(c)通过搜索序列A的扭曲病变和序列b的潜在病变之间的最大几何叠加识别序列B的正确肿瘤病变(识别咨询区域134)，并且任选地(d)通过从序列b重建的其电导率表征该组织的类型。

[0125] EPT的主要潜力不是肿瘤的识别(定位)，而是可疑咨询区域或肿瘤的可能表征。肿瘤的识别/定位通常由DCE执行。范例建议由第一序列(序列A)替换DCE。序列A与DCE的敏感性相似，如例如由具有高b值的基于EPI的扩散加权成像(DWI)给出。在第二步中，如由EPI‑DWI识别的潜在病变由EPT表征。由于不能由后处理EPI‑DWI执行EPT，需要第二专用EPT扫描(序列B，例如脂肪抑制T2加权(T2w)成像)。为了启用EPT，序列B有一个相位，该相位(i)完全与B1相关，并且(ii)在肿瘤对脂肪与肿瘤对腺体组织之间具有足够的内在对比。

[0126] (i)完全B1相关相位可以由基于自旋回波的序列、具有平衡梯度的序列(稳态自由进动)或超短/零TE序列给出。多回波梯度回波序列原则上允许相位演化的逐体素外推到与B1相关相位等效的TE＝0，但是，需要潜在的不稳定并因此容易出错的外推算法。

[0127] (ii)肿瘤对脂肪与肿瘤对腺体组织之间的足够的内在对比度能够是有益的，因为相位的数值微分需要使用目标体素(所谓的“内核”)周围的相邻体素的系综，其优选只包含具有相似电导率的体素。因此，需要关于肿瘤边界的先验知识来局部塑造内核以留在肿瘤体积内部。这些肿瘤边界可以从不同的扫描中获取。然而，由于不完美图像配准的风险，从单独的扫描中获取肿瘤边界和相位总是有问题的。特别是对于小肿瘤，错误地只包含几个错误配准的非肿瘤体素会显著篡改电导率结果。

[0128] 图4图示了识别咨询区域134的一种方式。图4示出了表示脂肪抑制T2加权磁共振图像124的草图。标记为130和134的区域表示组织区域130。区域128表示在回波平面扩散加权磁共振图像122中识别出的高扩散率区域。回波平面扩散加权磁共振图像122包含失真并且不能肯定地识别咨询区域134的位置。检查这可以看出，曲线128和134之间存在叠加区域400。然后将区域134识别为咨询区域。从比较两者可以清楚地看出，区域134是具有高扩散率的区域，并且因此应该由医师进一步研究。

[0129] 叠加区域400可以与曲线134的面积进行比较。如果这高于某个分数，那么这可以是预定叠加，其可以用于触发咨询区域134的识别。同样地，还可以识别区域128和134的中心或质心，并且可以比较它们之间的距离。同样检查图4，可以看出区域128的体积和区域134的体积最相似。这也可以是识别咨询区域134的备选方式。还可以看出，当与其他组织区域130相比时，区域128的形状和区域134的形状最相似。将区域128匹配到134所需的形状或变形因此也可用于识别咨询区域134。

[0130] 尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。

[0131] 本领域技术人员通过研究附图、说明书和权利要求书，在实践要求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以满足权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定元件，但是这并不指示不能有利地使用这些元件的组合。计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统分布。权利要求书中的任何附图标记都不得被解释为对范围的限制。