能降低声学噪声的磁共振成像方法技术

一种磁共振成像方法包括应用包括一或多个脉冲的脉冲序列。该脉冲序列具有在ｋ－空间内基于全采样速率按预定的全‘观察场’的固有扫描时间和具有磁场梯度脉冲的参考时间脉冲的形状。利用具有空间灵敏度剖面图的接收器天线系统来采集一系列磁共振信号。运用欠采样信号采集在ｋ－空间内以预定的降低了的采样速率来采集欠采样磁共振信号，其采样速率相对于全采样速率降低一个缩减系数。在实际信号扫描时间中运用脉冲序列。该实际信号扫描时间大于固有信号扫描时间乘以缩减系数。欠采样允许磁共振信号有较小的采集速率和磁梯度脉冲较小的转换速率和振幅，重调焦脉冲的较低的峰值ＲＦ－场。这样就能实现降低声学噪声和特定吸收率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种磁共振成像方法，该方法包括运用含有一或多个脉冲的脉冲序列。在美国专利US4680545中公开了这样一种磁共振成像方法。磁共振成像方法一般要涉及包括射频(RF)脉冲和磁梯度脉冲的脉冲序列。RF-脉冲例如用作励磁脉冲和重调焦脉冲。磁梯度脉冲被特别用于磁共振信号的空间编码。RF-脉冲和磁梯度脉冲都可以用来操纵磁共振信号的相位。磁梯度脉冲的导通和关断会使用来施加磁梯度的梯度线圈产生声学振动。如果不采取措施，梯度线圈的声学振动就会造成诸如噪声、喀哒声和嗡嗡声等恼人的声响。公知的磁共振成像方法采用降低转换速率并具有正弦形状脉冲边沿的磁梯度脉冲。尽管公知的磁共振成像方法能降低梯度脉冲造成的声学噪声，但降低转换速率和正弦形状的脉冲边沿会延长扫描时间，也就是延长了为获得用来重组磁共振图像所需的所有磁共振信号所需要的时间。因此，公知的磁共振成像方法不适合按高速率产生连续的磁共振图像。本专利技术的目的是提供一种不会产生恼人的高音噪声并且能缩短扫描时间的磁共振成像方法。用来实现本专利技术这一目的的一种磁共振成像方法包括利用具有空间灵敏度剖面图的接收器天线系统来获得一系列磁共振信号，其中-应用欠采样信号采集，以便在k-空间内用预定的降低了的采样速率来采集欠采样磁共振信号，其采样速率相对于全采样速率降低一个缩减系数，-在实际信号扫描时间中应用脉冲序列，该实际信号扫描时间大于固有信号扫描时间乘以该缩减系数。为了进行比较，引入了脉冲的参考时间脉冲形状。磁梯度脉冲的参考时间脉冲形状可以采用常用的时间脉冲形状(例如是梯形时间脉冲形状)，但参考时间脉冲形状也可以采用任何预定的时间脉冲形状。对于RF-脉冲，特别是RF-励磁脉冲和重调焦脉冲，参考脉冲形状可以用其时间脉冲持续时间、峰值RF-场振幅、和所讨论的该RF-脉冲发生自旋翻转处的翻转角来代表。应该注意到翻转角取决于时间脉冲持续时间和峰值RF-振幅。此外，对于脉冲序列中各个别的磁梯度脉冲和/或RF-脉冲，参考时间脉冲形状还可以包含不同或相同的脉冲形状。按照本专利技术，磁共振信号是用k-空间内的采样速率获得的，它比预定的全‘视场(field of view)’所需的速率要低。降低采样速率的结果是，这些欠采样磁共振信号仅仅具有局部空间编码，因为各个单独的欠采样磁共振信号包括预定的全‘观察场’内不同空间位置的影响。根据接收器天线系统的空间灵敏度剖面图由欠采样磁共振信号计算出有关分散的空间位置的信号影响。换句话说，接收器天线系统的空间灵敏度剖面图提供了欠采样磁共振信号中没有的附加空间编码。由欠采样磁共振信号配合使用接收器天线系统的空间灵敏度剖面图来重组磁共振图像。欠采样允许获得的欠采样磁共振信号比全采样所需的信号要少。按照本专利技术的磁共振成像方法，与为了获得同样数量的磁共振信号而在k-空间中降低采样速率相比，脉冲序列的扫描时间缩短较少或是根本不缩短。因此，本专利技术能够按较低的时间速率获得磁共振信号，因而脉冲序列中磁梯度脉冲的时间变化比参考时间脉冲形状的时间变化更慢。为了执行公平的比较，为脉冲序列所规定的固有信号扫描时间仅仅不同于为磁梯度脉冲和RF-脉冲的时间参考脉冲形状实际采用的脉冲序列。也就是说，固有信号扫描时间是为和实际脉冲序列具有相同的磁梯度脉冲和RF-脉冲顺序的脉冲序列而计算的，但是其中的磁梯度脉冲具有参考时间脉冲的形状。因而较少产生声学噪声，而扫描时间却等于或是仍然小于如果是对磁梯度脉冲采用参考脉冲形状时所具有的固有扫描时间。特别是，声学噪声比实际信号扫描时间缩短到小于k-空间中所允许的采样速率时更小。特别是，本专利技术能够针对不同环境在缩短实际信号扫描时间和降低声学噪声之间获得一种最佳折衷。例如，若是采用在1-3ms内上升到10mTm-1的梯度斜率，与参考脉冲形状在0.2ms内的21mTm-1的梯度斜率相比，声学噪声能降低20-30dB。此外，欠采样还允许使用降低的梯度值，由于信号扫描时间相对较长可使用较低的接收器带宽。这样能提高磁共振信号的信噪比。欠采样程度是由缩减系数给定的，它被定义为实际采样速率或k-空间内的密度相对于全采样速率的比例。因此，如果例如实际采样仅仅是全采样所需磁共振信号的一半，则缩减系数就是1/2。缩减系数通常是间隔中的一个有理数。除了降低声学噪声之外，还能降低脉冲序列在病人组织中积聚的电磁能量。电磁能量的积聚通常是用‘特定吸收率’表示的。特定吸收率(或SAR)被定义为每单位质量吸收的射频功率。具体说，特定吸收率因降低了磁梯度脉冲的转换速率(slew rate)而降低。较低的RF-脉冲的峰值RF-场也会降低特定吸收率。由于扫描时间缩短的程度比磁共振信号欠采样所允许的程度要低，所以RF-脉冲的持续时间可以增加，从而在采用低峰值RF-脉冲的同时获得理想的翻转角度，而不需要增加相对于参考脉冲序列的扫描时间。按照本专利技术的磁共振成像方法获得的特定吸收率的下降不会无意中加热病人的局部体温。因此，由于病人体温升高所带来的生理上的不适甚至有害影响被减轻乃至避免。降低特定吸收率配合着采用比较短扫描时间的可能性特别有利于采用更强的静磁场，例如是磁场强度达到1.5T以上，甚至达到3T的磁场。另外，降低磁梯度脉冲的转换速率和/或梯度值能够降低对受检病人的外围神经刺激。以下要参照在权利要求书中限定的实施例具体描述本专利技术的各个方面。声学噪声和/或特定吸收率的具体而有效的降低是在实际信号扫描时间等于或大约等于固有信号扫描时间时获得的。在本实施例中，所获得的磁共振信号数量的减少被完全用于降低信号采集速率，从而减少磁梯度脉冲的时间变化和/或减少重调焦RF-脉冲的数量和峰值RF-场。然而，实际信号扫描时间仍然不超过固有信号扫描时间。具体说，采用下述磁梯度脉冲能够有效地降低噪声，这种脉冲的时间变化比参考时间变化要慢。尽管用来施加磁梯度脉冲所需的时间延长了，但获得磁共振信号所需的时间却不会增加，因为欠采样所获得的磁共振信号比较少。例如，通过采用其速率比参考时间脉冲形状中的转换速率要慢的磁梯度脉冲的转换速率可实现噪声降低。由于转换速率是声学噪声的一个主要来源，降低转换速率可导致明显降低声学噪声。为单个磁共振图像获得的磁共振(MR)信号的数量因对MR-信号采用欠采样而减少了。这种欠采样包括在k-空间内减少采样点的数量，这可以通过各种途径来实现。已经有许多包含欠采样的磁共振成像方法。这些磁共振成像方法一般属于‘平行成像方法’，因为欠采样的磁共振信号同时关系到k-空间内的若干条线，实际上是平行地获得k-空间内两条以上的线。MR信号是通过属于若干接收器天线的信号通道获取的，最好是表面线圈等接收器线圈。通过若干条信号通道能够平行地获得信号，从而进一步缩短信号扫描时间。由于欠采样，采样的数据包含成像物体内从若干位置来的信息。利用有关信号通道的灵敏度剖面图来重组从欠采样MR-信号获得的磁共振图像。特别是，灵敏度剖面图是接收器天线例如是接收器线圈的空间灵敏度剖面图。接收器天线最好是采用表面线圈。重组的磁共振图像可以认为是由与各个波长上的亮度/对比度变化有关的大量空间谐波成分组成的。磁共振图像的分辨率是由最小波长也就是最高波数(k-值)确定的。最大波长即最小波数就是磁共振图像的观察场(FOV)。分辨率是由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像方法包括　　　　－应用包括一或多个脉冲的脉冲序列，　　　　－该脉冲序列具有对预定的全‘观察场’的在ｋ－空间内基于全采样速率的固有扫描时间并且具有磁梯度脉冲的参考时间脉冲的形状，　　　　－利用具有空间灵敏度剖面图的接收器天线系统采集一系列磁共振信号，其中，　　　　－应用欠采样的信号采集，以便在ｋ－空间内用预定的降低了的采样速率来采集欠采样的磁共振信号，该采样速率相对于全采样速率降低一个缩减系数，　　　　－在实际信号扫描时间中应用该脉冲序列，该实际信号扫描时间大于固有信号扫描时间乘以缩减系数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CLG哈姆，PR哈维伊，
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]