用于低场磁共振的脉冲序列制造技术

一种低场磁共振成像(MRI)系统。该系统包括：多个磁性部件，该多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，该控制器被配置成根据至少一个低场零回波时间(LF‑ZTE)脉冲序列来操作该多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。

Pulse sequences for low field magnetic resonance

A low field magnetic resonance imaging (MRI) system. The system includes: a plurality of magnetic components, the plurality of magnetic components including is configured to generate a low field magnetic field B0 at least one of the first magnetic element and is configured to at least one of the second magnetic components for obtaining magnetic resonance data in operation; and at least one controller, the controller is configured according to at least one a low field zero echo time (LF ZTE) pulse sequence to operate one or more magnetic component of the plurality of magnetic parts.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低场磁共振的脉冲序列
技术介绍
磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像模态，并且广泛用于临床和研究环境中以产生人体内部的图像。作为一般性的，MRI基于检测磁共振(MR)信号，其是响应于由施加的电磁场导致的状态变化而由原子发射的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术包括：在被成像的对象中的原子(例如，人体组织中的原子)的核自旋的重新排列或弛豫时，检测从激发的原子的核发射的MR信号。检测的MR信号可以被处理以产生图像，这在医学应用的环境中，允许对身体内的内部结构和/或生物过程进行调查以用于诊断、治疗和/或研究目的。MRI由于在没有其他模态的安全性考虑(例如，不需要使被成像对象暴露于电离辐射例如x射线或将放射性物质引入身体)下产生具有相对高分辨率和对比度的非侵入性图像的能力而为生物成像提供了有吸引力的成像模态。另外，MRI能够捕获关于其他模态不太适合获取或者不能获取的结构和/或生物过程的信息。例如，MRI特别适合于提供软组织之间的对比度。然而，常规的MRI技术存在许多缺点，对于给定的成像应用，这些缺点可以包括：设备的相对高的成本、有限的可用性和/或难以获得对临床MRI扫描仪的访问、图像获取过程的长度等。临床MRI的趋势是增大MRI扫描仪的场强度，以改进扫描时间、图像分辨率和图像对比度中的一个或更多个，这反而提高了MRI成像的成本。绝大多数安装的MRI扫描仪使用至少1.5特斯拉(T)或3特斯拉操作，这指的是扫描仪的主磁场B0的场强度。临床MRI扫描仪的粗略成本估计为每特斯拉一百万美元的量级，这甚至没有将操作这样的MRI扫描仪所涉及的实质性操作成本、服务成本和维护成本考虑在内。此外，常规的高场MRI系统通常需要大的超导磁体和相关联的电子器件，以生成对象(例如，患者)在其中成像的强均匀静磁场(Bo)。这样的系统的尺寸是相当大的，其中，典型的MRI装置包括用于磁体、电子器件、热管理系统和控制台区域的多个房间。MRI系统的尺寸和费用通常限制它们在以下设施的使用，如具有充足的空间和资源来购买和维护它们的医院和学术研究中心。高场MRI系统的高成本和大量空间需求导致MRI扫描仪的可用性有限。因此，常常存在以下临床情况：MRI扫描将是有益的，但是由于上述限制以及如下面进一步详细讨论的而是不实际的或不可行的。
技术实现思路
专利技术人已经认识到，通过使用由专利技术人开发的脉冲序列在低场环境中操作，可以利于执行低场磁共振成像。一些实施方式提供了一种低场磁共振成像(MRI)系统，包括：多个磁性部件，该多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，该至少一个控制器被配置成根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列来操作多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。一些实施方式提供了一种用于操作低场磁共振成像系统的方法，该系统包括多个磁性部件，多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件。该方法包括：使用至少一个第一磁性部件来产生低场主磁场B0；以及根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列，使用至少一个控制器来控制多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。一些实施方式提供了一种存储处理器可执行指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质，当由包括多个磁性部件的低场MRI系统执行该指令时，所述指令使低场MRI系统能够执行下述操作，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件：使用至少一个第一磁性部件来产生低场主磁场B0；以及根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列来操作多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。一些实施方式提供了一种低场磁共振成像(MRI)系统，其包括：多个磁性部件，多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，至少一个控制器被配置成根据至少一个低场重新聚焦(LFR)脉冲序列来操作多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，其中，至少一个LFR脉冲序列中的RF激励脉冲与减小B0非均匀性对净横向磁化的影响的翻转角相关联。一些实施方式提供了一种用于操作低场磁共振成像系统的方法，该系统包括多个磁性部件，多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件。该方法包括：操作至少一个第一磁性部件以产生低场主磁场B0；以及根据至少一个低场重新聚焦(LFR)脉冲序列，使用至少一个控制器来控制多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，其中，至少一个LFR脉冲序列中的RF激励脉冲与减小B0非均匀性对净横向磁化的影响的翻转角相关联。一些实施方式提供了一种存储处理器可执行指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质，当由包括多个磁性部件的低场MRI系统执行该指令时，所述指令使低场MRI系统能够执行下述操作，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件：操作至少一个第一磁性部件以产生低场主磁场B0；以及根据至少一个低场重新聚焦(LFR)脉冲序列来操作多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，其中，至少一个LFR脉冲序列中的RF激励脉冲与减小B0非均匀性对净横向磁化的影响的翻转角相关联。一些实施方式提供了一种低场磁共振成像(MRI)系统，包括：多个磁性部件，多个磁性部件被配置成产生包括低场主磁场B0的多个磁场，多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，至少一个控制器被配置成根据脉冲序列来操作多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，该脉冲序列被设计成至少部分地通过使多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件施加一系列RF脉冲来补偿多个磁场中的一个或更多个磁场的非均匀性，该一系列RF脉冲具有在脉冲序列的相应系列的脉冲重复周期期间变化的至少一个参数。一些实施方式提供了一种用于操作低场磁共振成像系统的方法，该系统包括多个磁性部件，多个磁性部件被配置成产生包括低场主磁场B0的多个磁场，多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件。该方法包括：操作至少一个第一磁性部件以产生低场主磁场B0；以及根据脉冲序列，使用至少一个控制器来控制多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，该脉冲序列被设计成至少部分地通过使多个磁性部件施加一系列RF脉冲来补偿多个磁场中的一个或更多个磁场的非均匀性，该一系列RF脉冲具有在脉冲序列的相应系列的脉冲重复周期期间变化的至少一个参数。一些实施方式提供了一种存储处理器可执行指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质，当由具有被配置成产生包括低场主磁场B0的多个磁场的多个磁性部件的低场MRI系统执行该指令时，所述指令使低场MRI系统能够执行下述操作，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低场磁共振成像(MRI)系统，包括：多个磁性部件，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置成根据至少一个低场零回波时间(LF‑ZTE)脉冲序列来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.11 US 62/078,3781.一种低场磁共振成像(MRI)系统，包括：多个磁性部件，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置成根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。2.根据权利要求1所述的低场MRI系统，还包括：至少一个非暂态计算机可读介质，所述至少一个非暂态计算机可读介质通信地耦接至所述至少一个控制器并且存储用于所述至少一个LF-ZTE脉冲序列的至少一个参数，其中，所述至少一个控制器被配置成至少部分地通过下述方式来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件：访问存储在所述至少一个非暂态计算机可读存储介质上的所述至少一个参数；以及根据所述至少一个参数来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。3.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述多个磁性部件包括选自至少一个磁体、至少一个匀场线圈、至少一个RF发射线圈、至少一个RF接收线圈以及至少一个梯度线圈的部件。4.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约0.2T且大于或等于大约0.1T的强度的B0场。5.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约0.1T且大于或等于大约50mT的强度的B0场。6.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约50mT且大于或等于大约20mT的强度的B0场。7.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约20mT且大于或等于大约10mT的强度的B0场。8.根据权利要求1或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个控制器被配置成根据所述LF-ZTE脉冲序列至少部分地通过执行一组动作来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，所述一组动作包括：(A)施加多个梯度场；(B)在施加所述多个梯度场的同时：施加至少一个RF脉冲；以及在施加所述至少一个RF脉冲之后经过阈值量的时间之后，获取磁共振信号；以及(C)将所述多个梯度场中的至少一个梯度场的强度调节为至少一个其他值。9.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个RF脉冲包括：生成至少一个调频RF脉冲，以及发射所述至少一个调频RF脉冲。10.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个RF脉冲包括：生成具有使被成像的对象的净磁化矢量偏转小于30度的角的持续时间和幅度的至少一个RF脉冲。11.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个RF脉冲包括：至少基于所述低场MRI系统的发射线圈的传递函数来预加重所述至少一个RF脉冲以获得至少一个预加重的RF脉冲，以及使用所述发射线圈来发射所述至少一个预加重的RF脉冲。12.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，在不关断所述多个梯度场中的所述至少一个梯度场的情况下，执行对所述多个梯度场中的所述至少一个梯度场的强度的调节。13.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述一组动作(A)、(B)和(C)在1ms至25ms内被执行。14.根据权利要求8或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述一组动作还包括：(D)在执行动作(A)之前施加至少一个对比度准备部分。15.根据权利要求14所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个对比度准备部分包括：施加至少一个电子顺磁共振(EPR)脉冲。16.根据权利要求14所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个对比度准备部分包括：施加选自至少一个水/脂肪对比度分离部分、至少一个T1对比度准备部分、至少一个T2对比度准备部分、至少一个动脉自旋标记对比度准备部分以及至少一个扩散加权对比度准备部分的对比度准备部分。17.一种用于操作低场磁共振成像系统的方法，所述系统包括多个磁性部件，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件，所述方法包括：使用所述至少一个第一磁性部件以产生所述低场主磁场B0；以及根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列来控制所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。18.一种存储处理器可执行指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质，当由包括多个磁性部件的低场MRI系统执行所述指令时，所述指令使所述低场MRI系统执行下述操作，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件：使用所述至少一个第一磁性部件来产生所述低场主磁场B0；以及根据至少一个低场零回波时间(LF-ZTE)脉冲序列来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。19.一种低场磁共振成像(MRI)系统，包括：多个磁性部件，所述多个磁性部件包括被配置成产生低场主磁场B0的至少一个第一磁性部件以及被配置成在操作时获取磁共振数据的至少一个第二磁性部件；以及至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置成根据至少一个低场重新聚焦(LFR)脉冲序列来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，其中，所述至少一个LFR脉冲序列中的RF激励脉冲与减小B0非均匀性对净横向磁化的影响的翻转角相关联。20.根据权利要求19所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个控制器被配置成根据至少一个低场平衡稳态自由进动(LF-bSSFP)脉冲序列来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。21.根据权利要求20所述的低场MRI系统，还包括：至少一个非暂态计算机可读介质，所述至少一个非暂态计算机可读介质通信地耦接至所述至少一个控制器并且存储用于所述至少一个LF-bSSFP脉冲序列的至少一个参数，其中，所述至少一个控制器被配置成至少部分地通过下述方式来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件：访问存储在所述至少一个非暂态计算机可读存储介质上的所述至少一个参数；以及根据所述至少一个参数来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件。22.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述多个磁性部件包括选自至少一个磁体、至少一个匀场线圈、至少一个RF发射线圈、至少一个RF接收线圈以及至少一个梯度线圈的部件。23.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约0.2T且大于或等于大约0.1T的强度的B0场。24.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约0.1T且大于或等于大约50mT的强度的B0场。25.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约50mT且大于或等于大约20mT的强度的B0场。26.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述至少一个第一磁性部件被配置成产生具有等于或小于大约20mT且大于或等于大约10mT的强度的B0场。27.根据权利要求19或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，所述控制器被配置成根据所述LF-bSSFP脉冲序列至少部分地通过执行一组动作来操作所述多个磁性部件中的一个或更多个磁性部件，所述一组动作包括：(A)施加RF脉冲；(B)在施加所述RF脉冲之后，施加多个梯度场；(C)在施加所述多个梯度场之后，在施加所述多个梯度场中的一个梯度场的同时获取磁共振信号；(D)在获取所述磁共振信号之后，至少部分地通过施加具有选择的强度和/或极性的梯度场来重新聚焦被成像的对象的磁矩，所述梯度场的强度和/或极性被选择成使得在所述LF-bSSFP脉冲序列的脉冲重复周期的持续时间内每个梯度场的场强度之和为零。28.根据权利要求27或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，施加所述至少一个RF脉冲包括：生成至少一个调频RF脉冲，以及发射所述至少一个调频RF脉冲。29.根据权利要求27或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，减小B0非均匀性对所述净横向磁化的影响的所述翻转角处于60度至80度的范围内。30.根据权利要求27或任何其他前述权利要求所述的低场MRI系统，其中，减小B0非均匀性对所述净横向磁化的影响的所述翻转角处于65度至7...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳拉·萨科利克，马修·斯科特·罗森，格雷戈里·L·哈尔瓦特，乔纳森·M·罗思伯格，马蒂厄·莎拉卡涅，
申请(专利权)人：海珀菲纳研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US