用于多核频谱学的低功率解耦合制造技术

在磁共振频谱学方法中，激发第一核素磁共振。生成第一核素磁共振的自旋回波，并且读出该自旋回波。在生成自旋回波期间而不是在读出自旋回波期间，将第一和第二核素解耦合。对于多个不同解耦合时间来至少重复生成、读取以及解耦合，以便生成异核Ｊ－调制的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多核频谱学的低功率解耦合 本专利技术涉及磁共振领域。本专利技术尤其适用于观察键合至^核子的13C或者15N核子的多核磁共振频谱学，并且涉及采用由这种频谱学所 收集的数据来进行的成像或者其他数据分析，并且将通过对其具体参 考来进行描述。然而，更一般地，本专利技术应用于实质上观察任何键合 至其他异性核素的核素的多核磁共振频谱学，并且涉及采用由这种频 语学收集的数据来进行的化学位移成像或者其他数据分析。通过观察由化学环境导致的化学位移，磁共振频谱学可提供关于 所成像的核素的化学键的信息。例如，当观察13C核素(nuclear species)时，化学位移信息可分辩出C、 CH、 CH2和CH3的化学配置。 可将这种化学信息用于各种应用，诸如跟踪所注入的示踪剂的新陈代 谢。由于在核子之间的标量耦合(也称作J-耦合)，产生了复杂的 情况(complication)。例如，J-耦合导致来自CH2的或者其他化学键合配置的共振线在频率空间中分裂以形成多重谱线。因此，自旋耦 合的存在降低了信噪比，并且来自不同化学位移共振的多重谱线的重叠使频谱变得模糊。在读出所观察磁共振期间，以耦合的第二核素的磁共振频率应用 第二射频辐射，来移除核子之间的标量耦合(J-耦合)效应，以便 简化频谱并且提高信噪比。将该处理简称为"解耦合"。例如，"C核 子通常与W键合并且显示出具有J ~ 100 - 200 Hz的强耦合。当观察13C 时，可通过在磁共振光谱序列的读出阶段期间应用处于^磁共振频率 处的第二射频辐射来抑制与氢的J-耦合，以便对于每个化学键合的配置，仅观察到单条线。在执行13C、 15N和其他感兴趣核素的磁共振频谱学中使用解耦合 已经导致其广泛应用，并且已经出现了许多方法，这些方法对于用于 在质子频谱整个宽度上解除耦合的带宽、效率和功率进行了优化。然 而，现有技术具有某些缺点。受抑制的J-耦合信息将固有地丢失， 并且所应用的第二射频辐射实质上增加了磁共振频谱学序列的比吸收率(SAR )。在受观察对象是人类患者的情况下，增加的SAR在医疗应用中是 极为不利的。在高场磁共振扫描仪(诸如，3T扫描仪以及更为新近开 发的7T扫描仪)中，增加的SAR也是特别关注的问题，在这里，增发。用于解耦合的第二射频辐射应该是足够的宽带，以便跨越所耦合 核素的化学位移频谱的频率范围。例如，为了在6.5 ppm化学位移范 围上解耦合质子，第二射频辐射在3T (128 MHz W磁共振频率)处应 该包含830 Hz的解耦合带宽，并且在7T ( 298 MHzH磁共振频率) 处应该包含1936 Hz的解耦合带宽。因此，要求相对宽带的第二射频 辐射，其在整个读出阶段中应用以便抑制J-耦合效应。相对宽带特 征以及应用第二射频辐射的时间扩展导致实质上提高的SAR。本专利技术旨在于克服上述限制及其他的改进设备和方法。根据一个方面，公开了一种磁共振频谱学方法。激发第一核素磁 共振，所述激发包含对象的整个体积，或者通过选择性射频脉冲和磁 场梯度的应用来限定的感兴趣的较小体积。生成来自第一核素磁共振 的自旋回波信号，并且直接地读出所述自旋回波信号、或者由附加磁 场梯度脉冲对所述自旋回波信号进行空间编码。在生成自旋回波期 间，使用在第二射频信道上应用的脉冲来解耦合第一核素和第二耦合 的异性核素。在信号读出期间，不应用解耦合来抑制异核J-耦合。 对于多个不同自旋演进时间(△),至少重复自旋回波生成、读出和 在第二射频信道上应用射频脉冲，以便利用由于异核J-耦合所导致 的调制来对数据进行频谱编码。根据另一方面，公开了一种磁共振设备，包括磁共振扫描仪，以 及控制器，控制磁共振扫描仪以执行在上述段落中阐述的磁共振频谱 学方法。根据另一方面，公开了一种磁共振设备。提供用于获取异核J-调制的数据的装置。处理器处理所获取的异核J-调制的数据以提取 (i)耦合信息、(ii)化学位移信息、或者(iii)当利用磁场梯度 分离地编码时的空间信息中的至少一个。根据另一方面，公开了一种磁共振频谱学方法。激发第一核素磁 共振，所述激发包含对象的整个体积、或者通过选择性射频脉冲和磁 场梯度的应用来限制的感兴趣的较小体积。生成来自第一核素磁共振 的自旋回波信号，并且直接读出所述自旋回波信号，或者由附加磁场 梯度脉冲对所述自旋回波信号进行空间编码。在自旋回波生成期间， 通过在自旋演进间隔(△)上对第二核素应用宽带解耦合、来对第一 核素与第二耦合的异性核素的J-耦合进行频谱编码。在信号读出期间，不应用抑制异核J-耦合的解耦合。使用多个不同的解耦合时间 间隔(△)来对利用频谱编码的信号获取进行重复，以生成包含化学 位移和J-耦合信息两者的异核J-调制的数据。处理异核J-调制的 数据以提取化学位移信息、J -耦合信息或者当利用磁场梯度分离地 对其编码时的空间信息中的至少 一个。一个优点在于，在具有受抑制J-耦合的多核磁共振频谱学中降低了 SAR。另一优点在于，获取包括分离的化学位移和J-耦合信息在内的 多核磁共振频谱。另一个优点在于，对J-耦合的抑制伴随着保持在由多核磁共振 频谱学获取的一维化学位移光i普(spectra)中的高信噪比。对于本领域普通技术人员来说，通过阅读下面对优选实施方式的 详细描述，各种附加的优点和益处将变得明显。本专利技术可以采取各种部件以及部件布置、以及各种处理操作和处 理操作的布置的形式。附图仅用于说明优选实施方式的目的，并且并 不认为是对本专利技术的限制。附图说明图1示意性地示出了用于执行多核磁共振频谱学的磁共振系统， 其包括获取分离的化学位移和J-耦合信息的性能，以及执行基于频 镨学的成像或者其他数据分析的性能。图2示意性地示出了适用于由图1的系统执行的多核磁共振光谱 学获取方法，其包括可选的空间定位和/或空间编码。图3示意性地示出了适用于由图1的系统中的数据/成像处理器执 行的数据处理和可选的图像重构方法。图4A示出了在被执行以恢复化学位移信息的快速傅立叶变换之后的示例二维数据矩阵。图4B分别示出了在图4A中所示的沿着水平和 垂直线的水平和垂直迹线。图5A示出了由被执行以恢复J耦合信息的第二频谱快速傅立叶变 换所获取的、具有对应于化学位移和J-耦合分量的倾斜轴的示例倾 斜的二维J-频i普用。图5B示出了图5A的倾斜二维J-频谱的水平 和垂直最大强度投影(MIP)。图6A示出了通过将图5A的倾斜二维J-频谱旋转45°而获取的、 具有分别对应于化学位移和J-耦合的水平和垂直轴的示例非倾斜二 维J-频谙。图6B示出了图6A的二维J-频谱的水平最大强度投影 (MIP)以及沿图6A中所指示的垂直线的垂直迹线。图7示意性地示出了用于观察"C核素的示例多核磁共振光谱学 脉冲序列，其中包括对由键合的屮核子导致的13C的化学位移和J耦 合两者的确定。图7的多核磁共振光谱学脉冲序列包括为提供空间定 位和空间编码而应用的磁场梯度。通过以^共振频率应用的射频脉沖 的使用来引入异核J调制。图8示意性地示出了用于观察"C核素的另一示例多核磁共振光 谱学脉冲序列，其包括对由键合^核子导致的13C的化学位移和J耦 合两者的确定。图8的多核磁共振频谱学脉冲包括为提供空间定位和 空间编码而应用的磁场梯度。通过以W共振频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振频谱学方法，包括：　　　　激发第一核素磁共振；　　　　生成所述第一核素磁共振的自旋回波；　　　　读出所述自旋回波；　　　　在生成所述自旋回波期间但并不是在所述读取期间解耦合所述第一和第二耦合的异性核素；以及　　　　为多个不同的自旋演进时间（Δ）至少重复所述生成、所述读取、以及所述解耦合，以便生成异核Ｊ－调制的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DL福克萨尔，JB默多克，L卡素博斯基，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]