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具有自旋种类的信号抑制的磁共振成像制造技术

技术编号:11071569 阅读:180 留言:0更新日期:2015-02-25 11:05
在磁共振测量序列的范畴内应用反转脉冲(10),其作用于第一自旋种类和第二自旋种类的纵向磁化,例如作用于水分量和脂肪分量。在规定的时间段(50)之后应用激励脉冲(15)。然后应用分别具有所属的梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲(20-1,20-2)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于采集第一自旋种类的磁共振数据的方法和磁共振设备。不同的技术特别地涉及磁共振数据中第二自旋种类的信号的抑制。
技术介绍
在核自旋的磁共振(MR)测量的范畴内基本磁场中纵向磁化被极化。纵向磁化通过激励脉冲激励,从而形成横向磁化。该横向磁化可以有针对地被操纵,例如去相位和重聚相位,从而形成回波。该回波可以作为信号被采集,以提供MR数据。通常测量质子核自旋。MR数据的空间分辨率可以借助梯度脉冲的应用来产生,所述梯度脉冲产生空间可变的梯度场。在MR测量的范畴内可以将在MR数据中包含的光谱分量进行分离或者说将单个分量进行抑制。光谱分量可以表示不同的自旋种类。这些技术通常利用如下的效应,即,核自旋的共振频率取决于分子的或化学的环境。该效应被称为“化学位移”(英语“chemical shift”)或频率偏移。不同的自旋种类由此具有不同的共振频率,从中综合得到MR数据的测量的谱。例如可以抑制在不同的谱分量的两个共振频率之间的以ppm(英语“parts per million”,百万分之几,即10-6)的差,即,频率偏移。通常将在水中的质子核自旋(水分量)之间的频率偏移作为第一谱分量并且将脂肪酸链中的质子核自旋(脂肪分量)作为第二谱分量考察。在一些情况中可以借助MR数据确定水MR图像和/或脂肪MR图像,即,两个谱分量的单个MR图像。例如可以关注水MR图像,在所述图像中脂肪分量被抑制。这对于最不同的例如临床和/或医学应用是令人感兴趣的。在脂肪分量的抑制中以特别的方式显示例如一定的解剖细节或病理,这对于通过放射学者对图像的评估可以是重要的。在MR光谱学中确定的代谢物,即化合物的感兴趣的信号(谱线)(其中质子的共振频率以特征性的方式偏移),可能通过脂肪分量的主导信号抑制并且由此不能或只能很难被判读。其他情况下脂肪分量的信号在确定的成像方法中导致伪影,该伪影使得诊断变得困难。这特别地对于平面回波成像(其中脂肪组织由于脂肪分量的频率偏移和沿着相位编码方向的小的带宽而通常以若干像素偏移地被显示)成立。已知用于抑制脂肪分量或一般地用于抑制第二自旋种类的不同的技术,所述技术基于频率偏移。一个例子是所谓的迪克松技术,参见W.T.Dixon“Simple proton spectroscopic imaging”in Radiology 153(1984)189–194。另一个技术是所谓的层选择梯度反转技术(英语slice-selective gradient-reversal,SSGR),参见例如H.W.Park等的“Gradient Reversal Technique an Application to Chemical-Shift-Related NMR Imaging”in Magn.Reson.Med.4(1987)526–536。在SSGR技术中利用,在分别由具有不同符号的层选择梯度脉冲伴随的、先后跟随的高频(HF)脉冲情况下,HF脉冲的翻转角的位置空间线图(Ortsraumprofile)对于待抑制的自旋种类沿着层选择方向不重叠或仅部分重叠。例如从M.Ivanov等的“A simple low-SAR technique for chemical-shift selection with high-field spin-echo imaging”in Magn.Reson.Med.64(2010)319–326以及Z.Nagy和N.Weiskopf的“Efficient fat suppression by slice-selection gradient reversal in twice-refocused diffusion encoding”in Magn.Reson.Med.60(2008)1256–1260也已知相应的技术。此外已知如下的物理效应,即,不同的自旋种类可以具有不同的自旋晶格弛豫时间(Spin-Gitter-Relaxationszeiten),通常也称为T1弛豫时间。这例如特别地对于水分量和脂肪分量是这样。利用不同的自旋晶格弛豫时间的该效应以例如抑制脂肪分量的一种技术是短Tau反转恢复(英语:Short-Tau Inversion-Recovery,STIR),例如参见G.M.Bydder和I.R.Young“MR Imaging:Clinical Use of the Inversion Recovery Sequence”in J.Comput.Assist.Tomogr.9(1985)659。在STIR技术中利用,待抑制的自旋种类的前面反转的纵向磁化在激励脉冲的时刻具有过零点。时间段(在该时间段之后激励脉冲跟随反转脉冲)通常被称为反转时间并且通常与待抑制的自旋种类的自旋晶格弛豫时间有关。也就是已知用于选择性成像一个或多个自旋种类的不同方法,其基于频率偏移或者基于不同的T1弛豫时间。但是这些技术具有各种缺陷和限制。由此STIR技术需要相对长的准备时间段,这会增加测量持续时间。同样地,STIR技术的信噪比相对小。SSGR技术可以具有相对于基本磁场的空间非均匀性的高敏感性,例如因为层选择梯度脉冲的相对小的幅度和/或HF脉冲的小的带宽被选择。此外SSGR技术的应用通常限于自旋回波成像。此外可能不完整进行自旋种类的分离,也就是在水MR图像中也还可以看见脂肪分量的残余信号。这会限制临床可用性。残余的脂肪信号在检查对象的边缘上也可以由于基本磁场的不均匀性而出现。这也会限制相应的MR图像的可应用性。为了消除这些缺陷,已知将STIR技术与SSGR技术组合的技术,其中通常采用部分SSGR技术。部分典型地意味着,仅由于组合的STIR-SSGR技术的SSGR部分而不能实现待抑制的自旋种类,例如脂肪分量的完整抑制。待抑制的自旋种类的全面抑制典型地只有结合STIR技术才能实现。这可以允许将层选择梯度场的幅度较大地选择,使得可以降低相对于基本磁场的不均匀性的敏感性,由此又可以降低MR数据中的伪影。然而这样的组合的STIR-SSGR技术也具有通常仅不完全抑制待抑制的自旋种类的缺陷。
技术实现思路
由此存在对于自旋种类选择性MR成像的改进技术的需求。特别地存在对于这样的技术的需求,所述技术允许在STIR-SSGR技术的范畴内特别好地抑制待抑制的自旋种类例如脂肪。此外存在对于如下的技术的需求,所述技术相对于基本磁场的不均匀性具有相对小的敏感性。这些技术问题由按照本专利技术的方法解决。按本文档来自技高网
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<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/52/201410396997.html" title="具有自旋种类的信号抑制的磁共振成像原文来自X技术">具有自旋种类的信号抑制的磁共振成像</a>

【技术保护点】
一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁共振数据的方法,其中,所述磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制第二自旋种类(2a,2b)的信号,其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有互相的频率偏移(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,其中,该方法包括以下步骤:‑应用反转脉冲(10),所述反转脉冲作用于该层(80)中第一自旋种类(1)的纵向磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,‑在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生横向磁化,‑应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20‑1a,20‑2a)的至少一个操纵脉冲(20‑1,20‑2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,其中,至少一个第二梯度脉冲(20‑1a,20‑2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)的幅度不同,‑采集整个层(80)中的磁共振数据,其中,在所述层(80)的如下的子区域(81)中所述至少一个操纵脉冲(20‑1,20‑2)中的至少一个对于第二自旋种类(2a,2b)比对于第一自旋种类(1)具有更小的翻转角(δ),在该子区域中反转脉冲(10)对于第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)由于频率偏移(55)而具有不同的翻转角(δ)。...

【技术特征摘要】
2013.08.12 DE 102013215883.11.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁共
振数据的方法,
其中,所述磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中
抑制第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有互相的频率偏移
(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,该方法包括以下步骤:
-应用反转脉冲(10),所述反转脉冲作用于该层(80)中第一自旋种类(1)
的纵向磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
-采集整个层(80)中的磁共振数据,
其中,在所述层(80)的如下的子区域(81)中所述至少一个操纵脉冲(20-1,
20-2)中的至少一个对于第二自旋种类(2a,2b)比对于第一自旋种类(1)具有
更小的翻转角(δ),在该子区域中反转脉冲(10)对于第一自旋种类(1)和第
二自旋种类(2a,2b)由于频率偏移(55)而具有不同的翻转角(δ)。
2.根据权利要求1所述的方法,
其中,应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的第一和第二操
纵脉冲(20-1,20-2),
其中,第一操纵脉冲(20-1,20-2)的第二梯度脉冲(20-1a)的幅度和第二
操纵脉冲(20-1,20-2)的第二梯度脉冲(20-2a)的幅度不同。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其中,第一操纵脉冲(20-1)的翻转角(δ)的位置空间线图在所述子区域

\t(81)中具有带有下降的翻转角(δ)的边沿,
其中,第二操纵脉冲(20-2)的翻转角(δ)的位置空间线图在所述子区域
(81)中不具有带有下降的翻转角(δ)的边沿,
其中,如下的层厚基本上相同,在所述层厚中第一和第二操纵脉冲(20-1,
20-2)将横向磁化利用有限的翻转角(δ)重聚焦。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其中,在所述层(80)的子区域(81)中激励脉冲(15)具有渐消的翻转
角(δ)。
5.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁共
振数据的方法,
其中,磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制
第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有互相的频率偏移
(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,该方法包括以下步骤:
-应用反转脉冲(10),所述反转脉冲作用于该层(80)中第一自旋种类(1)
的纵向磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
-采集整个层(80)中的磁共振数据,
其中,在所述层(80)的如下的子区域(81)中激励脉冲(15)对于第二
自旋种类(2a,2b)具有渐消的翻转角(δ),在该子区域中反转脉冲(10)对于
第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)由于频率偏移(55)而具有不同
的翻转角(δ)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其中,激励脉冲(15)的翻转角(δ)的位置空间线图具有如下的边沿宽度,

\t该边沿宽度小于所述至少一个操纵脉冲(20-1,20-2)的翻转角(δ)的位置空间
线图的边沿宽度。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其中,所述激励脉冲(15)将横向磁化在如下的层厚中利用有限的翻转角
(δ)激励,该层厚小于其中所述至少一个操纵脉冲(20-1,20-2)将横向磁化利
用有限的翻转角(δ)重聚焦的层厚。
8.根据上述权利要求中任一项所述的装置,
其中,所述激励脉冲(15)将横向磁化在与所述层(80)的宽度大约相同
的层厚中利用有限的翻转角(δ)激励。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其中,所述至少一个操纵脉冲(20-1,20-2)将横向磁化在如下的层厚中利
用有限的翻转角(δ)重聚焦,该层厚是所述层(80)的宽度的1.5倍、优选2
倍。
10.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁
共振数据的方法,
其中,磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制
第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有互相的频率偏移
(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,该方法包括如下步骤:
-应用反转脉冲(10),所述反转脉冲作用于该层(80)中第一自旋种类(1)
的纵向磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
-采集整个层(80)中的磁共振数据,
其中,对于第一自旋种类(1),所述反转脉冲(10)的翻转角(δ)的位置

\t空间线图关于所述层(80)的中部(80a)不对称。
11.根据权利要求10所述的方法,
其中,与沿着第二自旋种类(2a,2b)相对于第一自旋种类(1)的频率偏
移(55)的方向相比,所述反转脉冲(10)的翻转角(δ)的位置空间线图逆着
第二自旋种类(2a,2b)相对于第一自旋种类(1)的频率偏移(55)的方向地
具有更大的伸展。
12.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁
共振数据的磁共振设备(100),
其中,磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制
第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有相互的频率偏移
(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,磁共振设备(100)包括发送单元(131)和梯度系统(140),它们
被构造为,用于执行以下步骤:
-应用反转脉冲(10),其作用于所述层(80)中的第一自旋种类(1)的
纵向磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
其中,磁共振设备(100)还包括接收单元(132),其被构造为,用于采集
整个层(80)中的磁共振数据,
其中,在所述层(80)的如下的子区域中所述至少一个操纵脉冲(20-1,20-2)
中的至少一个对于第二自旋种类(2a,2b)比对于第一自旋种类(1)具有更小
的翻转角(δ),在该子区域中反转脉冲(10)对于第一自旋种类(1)和第二自
旋种类(2a,2b)由于频率偏移(55)而具有不同的翻转角(δ)。
13.根据权利要求12所述的磁共振设备(100),其中,所述磁共振设备(100)
还被构造为用于执行按照权利要求1至4中任一项所述的方法。
14.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁
共振数据的磁共振设备(100),
其中,磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制
第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有相互的频率偏移
和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,磁共振设备(100)包括发送单元(131)和梯度系统(140),它们
被构造为,用于执行以下步骤:
-应用反转脉冲(10),其作用于层(80)中的第一自旋种类(1)的纵向
磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
其中,磁共振设备(100)还包括接收单元(132),其被构造为,用于采集
整个层(80)中的磁共振数据,
其中,在所述层(80)的如下的子区域中激励脉冲(15)对于第二自旋种
类(2a,2b)具有渐消的翻转角(δ),在该子区域中反转脉冲(10)对于第一自
旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)由于频率偏移(55)而具有不同的翻转
角(δ)。
15.根据权利要求14所述的磁共振设备(100),其中,所述磁共振设备(100)
还被构造为用于执行按照权利要求5至9中任一项所述的方法。
16.一种用于采集检查对象(101)的层(80)中第一自旋种类(1)的磁
共振数据的磁共振设备(100),
其中,磁共振数据包括第一自旋种类(1)的信号并且在磁共振数据中抑制
第二自旋种类(2a,2b)的信号,
其中,第一自旋种类(1)和第二自旋种类(2a,2b)具有相互的频率偏移
(55)和不同的自旋晶格弛豫时间,
其中,磁共振设备(100)包括发送单元(131)和梯度系统(140),其被
构造为,用于执行以下步骤:
-应用反转脉冲(10),其作用于层(80)中的第一自旋种类(1)的纵向
磁化和第二自旋种类(2a,2b)的纵向磁化,
-在与第二自旋种类(2a,2b)的自旋晶格弛豫时间有关的、规定的时间段
(50)之后:应用具有所属的第一梯度脉冲(15a)的激励脉冲(15),其产生
横向磁化,
-应用分别具有所属的第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的至少一个操纵脉冲
(20-1,20-2),以产生至少第一自旋种类(1)的横向磁化的至少一个回波,
其中,至少一个第二梯度脉冲(20-1a,20-2a)的幅度与第一梯度脉冲(15a)
的幅度不同,
其中,磁共振设备(100)还包括接收单元(132),其被构造为,用于采集
整个层(80)中的磁共振数据,
其中,对于第一自旋种类,所述反转脉冲(10)的翻转角(δ)的位置空间
线图关于层(80)的中部(80a)不对称。
17.根据权利要求16所述的磁共振设备(100),其中,所述磁共振设备(100)
还被构造为用于执行按照权利要求10或11所述的方法。
18.一种用于采集检查对象(101)的层(80)...

【专利技术属性】
技术研发人员:T费韦尔
申请(专利权)人:西门子公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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