波谱磁共振成像制造技术

ＭＲＩ设备，其被配置为：ａ）通过使用多个时间编码回波时间值对身体（７）的至少一部分施加ＭＲ成像脉冲序列，从具有两条或多条波谱线的核自旋素产生一系列ＭＲ回波信号；ｂ）获取ＭＲ回波信号，用于从中重建一系列时间编码的ＭＲ图像，每个时间编码的ＭＲ图像与一个时间编码回波时间值相关联；ｃ）将所述一系列时间编码后的ＭＲ图像在逐个像素或者逐个体素的基础上变换成一系列波谱域ＭＲ图像；ｄ）并且叠加所述ＭＲ图像，以获得最终图像，该设备进一步被配置为：在步骤ａ）中应用时间编码方案，以使得所述核自旋素的每条波谱线都被唯一性地映射到所述一系列波谱域ＭＲ图像之中的一个ＭＲ图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对放在检査容积中的身体进行磁共振成像的设备。此外，本专利技术涉及一种MR成像方法以及涉及一种用于MR设备的计 算机程序。
技术介绍
在磁共振成像(MRI)中，将包括RF脉冲的脉冲序列和经转换的磁场梯 度施加于放置在MR设备的检查容积中均匀磁场内的对象(病人)。通过这种 方式，产生了相位编码的磁共振信号，借助于RF接收天线对其进行扫描， 以便从对象获得信息并且重建其图像。自从其发展伊始，临床相关领域的 MRI应用数目得以巨幅增长。可以将MRI应用到身体的几乎每个部分，可 以将其用于获得有关人体多个重要功能的信息。在MRI扫描期间采用的脉 冲序列在确定重建图像的特征方面起关键作用，这些特征诸如对象中的定 位和定向、维度、分辨率、信噪比、对比度、运动灵敏度等等。MRI设备 的操作员必须选择适当的序列，并且必须针对相关应用调整并优化其参数。最近几年所谓分子成像及诊断(MID)快速发展。有些时候将MID定义 为采用特定分子进行图像对比以及诊断。该定义指的是人体对象中细胞 的活体测量和表征以及分子级的处理；分析生物分子以屏幕显示、诊断以 及监视人体健康状态；以及对潜在风险的评估。分子成像的重要前提条件 是对分子对象以及基因表达的成像能力。此时，MR成像已被认为是分子成像方面最有希望的形式之一。因此， 在MID对于屏幕显示、耙向给药以及治疗评价的临床使用中，MR成像有 望扮演重要角色。最近，高敏感度造影剂的使用使对分子对象及基因表示 的MR成像成为可能。如上所述，MRI可以以不错的空间分辨率来显现解 剖结构，可以将其用于所有的人体区域，并且将会实现可再生且定量的成 像。也可以将其用于血管内以及针孔图像引导式给药。MR可以部分地确定分子信息，例如通过波谱进行确定。在该上下文中，主要是要注意到，特别是WFMRI在MID领域以及药 物研究中具有很高潜力。19F MRI允许对纳米粒子以及氟化(抗癌)药物的直 接定量，其中可以将这些纳米粒子用作MID中的造影剂。然而，由具有约 100 ppm位移范围的19F核自旋的多线波谱所引起的强的化学位移失真常会 使19F MRI及造影剂定量变得复杂。该问题同样也出现在类似31P或23Na 的其它核的MRI中。有很多本领域内已知的方法来对付这些问题，诸如线 饱和或线选择方法、化学位移编码技术或特定的去巻积和迭代重建方法。 但这些已知方法通常都会导致SNR(信噪比)显著降低、成像时间显著提高和 /或在图像重建期间需要进行复杂且潜在不稳定的计算。US 5,528,145公开了一种高速波谱MRI方法。在该已知方法中，借助 于使用具有一系列等距离的回波时间值的时间编码方案的成像序列，来产 生并获取磁共振信号。结果，为重建图像的每个像素或体素获得化学位移 波谱。将已知方法的测量带宽选为小于要成像的核素的波谱中两条线之间 的最大频率差。为了减少成像时间，利用了混叠效应。此外，通过已知技 术能够独立设定空间分辨率和波谱带宽。涉及波谱的已知方法提供了每个体素或像素位置的全部波谱信息，但 没有提供上述与具有强化学位移的核的MRI相关的MID特有问题的相关解 决方案。在MID中，通常需要一幅单独的自旋密度图像来确定局部造影剂 浓度。在使用MRI的一种典型MID应用中，不是预先已知了所用造影剂的 波谱并且该波谱在所有生物有关环境中都不变，就是预先已知了化学位移 变化的范围(例如，在预定生理活动情况下一条线出现或消失)。与已知方法 相比，为了能定量地确定被检查体内造影剂的分布，MID应用要求最优的 SNR。因此，很容易就能认识到需要有一种用于磁共振成像的改进设备，其 提供了用于确定造影剂分布的最大SNR并且在时间上是高效的。因此，本 专利技术的一个目标是提供一种能以显著减少由强化学位移失真造成的复杂度 进行成像的MR设备。本专利技术的另一个目标是提供一种MR设备，其能够 有力克服可能的类似BQ不均匀的系统不完整性。
技术实现思路
根据本专利技术，公开了 一种用于对放在检査容积中的身体进行磁共振成 像的MR设备，其包括用于在检査容积中建立基本上均匀的主磁场的装 置；用于产生叠加在主磁场上的经转换的磁场梯度的装置；用于向该身体 进行RF脉冲辐射的装置;用于控制磁场梯度以及RF脉冲生成的控制装置； 用于接收并对磁共振信号进行采样的装置；以及用于从信号采样形成MR 图像的重建装置。根据本专利技术，该设备被设置为a) 通过使用多个时间编码回波时间值(time-encoding echo time value) 对该身体的至少一部分施加MR成像脉冲序列，从具有两个或多个波谱线 的核自旋素(nuclear spin species)中产生一系列MR回波信号；b) 获取MR回波信号，以便从中重建一系列时间编码的MR图像，每 个时间编码的MR图像与一个时间编码回波时间值相关联，c) 叠加MR图像，以获得最终图像。本专利技术的MR设备被设置为使用特定数量的时间编码回波时间值获取 一系列MR图像。对于图像获取来说，可以在多次独立扫描中记录时间编 码的MR信号，或者可以使用回波平面(EPI)序列的多个回波。本专利技术的一 个重要特点是例如通过计算每个像素或体素的复合总和(complex sum), 对来自该图像序列的相应MR图像进行叠加。通过这种方式，使得SNR最 大化，这是因为各核自旋素的所有波谱线都是同时成像的并对最终图像产 生贡献。最终MR图像的图像强度实现了对在所检查身体内的造影剂分布 的可靠确定。优选地，在步骤c)之前将时间编码的图像在每个像素或体素的时间编 码方向上变换为波谱域中的一系列MR图像(例如，借助于常规的傅立叶变 换)。通过这种方式，可以实现所成像的核自旋素的不同波谱分量的分离。 这就有可能在在步骤a)中应用时间编码方案，以使得核自旋素的每条波谱 线都被唯一性地映射到所述一系列波谱域MR图像之中的一个MR图像。 结果产生的图像数据集包含用于所成像的核自旋素的所有相应波谱线的独 立MR图像。每个中间波谱域MR图像都根据各自的化学位移值，在所应 用的成像脉冲序列的频率编码方向中呈现位置位移。通过在步骤c)的叠加 之前在相应的方向中进行每个波谱域MR图像的平移，可以补偿该位移。该平移距离与所成像的核自旋素的(已知)波谱的各个波谱线的频率成正比。 结果，在对波谱域图像进行叠加之后，在最终图像中不存在位移失真。在图像的复合叠加之前，可以使用来自MR系统以前的频率响应校准测量进 行相位校正。在该上下文中，必须注意，本专利技术的另一个重要方面是对于MR设备 主磁场不均匀性的鲁棒性。通过波谱分量的以像素或体素为单位的分离来 实现该鲁棒性。即使在很强的局部不均匀性的情况下，在波谱域MR图像 上的、所成像的核自旋素的已知波谱的波谱线的分布也允许确定局部偏共 振。通过在时间编码方向中的相应移位，可以补偿该偏共振。在本专利技术的应用实施例中，使用多个等距离的时间编码回波时间值， 来生成所述一系列时间编码的MR图像。优选地，应用快速傅立叶变换来 生成波谱域的中间图像序列。优选的，可以选择时间编码增量，以使得该 获取中的波谱宽度小于核自旋素的波谱线之间的最大频率差。以这种方式， 通过利用混淆效应，最小化对于覆盖全部化学位移范围所必需的编码步骤 的数目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对放置在检查容积中的身体（７）进行磁共振成像的设备，所述设备（１）包括：　用于在所述检查容积内建立基本均匀的主磁场的模块（２）；　用于生成叠加到所述主磁场上的经转换的磁场梯度的模块（３，４，５）；　用于向所述身体（ ７）辐射ＲＦ脉冲的模块（６）；　用于对所述磁场梯度和所述ＲＦ脉冲的生成进行控制的控制模块（１２）；　用于对磁共振信号进行接收和采样的模块（１０）；以及　用于从所述信号采样中形成ＭＲ图像的重建模块（１４）；　所述设备（ １）被配置为：　ａ）通过使用多个时间编码回波时间值对所述身体（７）的至少一部分施加ＭＲ成像脉冲序列，从具有两条或多条波谱线的核自旋素产生一系列ＭＲ回波信号；　ｂ）获取所述ＭＲ回波信号，用于从中重建一系列时间编码的ＭＲ图像，每个时 间编码的ＭＲ图像与一个所述时间编码回波时间值相关联；　ｃ）叠加所述ＭＲ图像，以获得最终图像。

【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：J库普，RMJN拉默里奇斯，T舍夫特，
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]