磁共振成像设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对置于检查体积中的身体（７）进行ＭＲ成像的设备，所述设备（１）包括：用于在该检查体积中建立基本均匀的主磁场的装置（２），用于产生叠加在该主磁场上的切换磁场梯度的装置（３，４，５），用于朝向该身体（７）辐射ＲＦ脉冲的装置（６），用于控制该磁场梯度和该ＲＦ脉冲的产生的控制装置（１２），用于接收和采样ＭＲ信号的装置（１０），以及用于根据所述信号样本形成ＭＲ图像的重建装置（１４）。根据本发明专利技术，将所述设备布置为：ａ）通过使所述身体（７）的至少一部分承受单一ＲＦ脉冲和多个切换磁场梯度来产生ＭＲ回波信号的序列，所述切换磁场梯度受到控制以产生ＭＲ回波信号的至少两个子序列，其中每个子序列通过在相位编码方向（ｋ↓［ｙ］）上进行二次采样而横过不同的轨迹；ｂ）采集并采样所述ＭＲ回波信号；ｃ）根据所述信号样本和与ＭＲ回波信号的所述子序列相关联的相位／振幅校正图重建ＭＲ图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁共振(MR)领域。本专利技术具体应用于结合MR成像方法 及MR扫描器以用于医学中的诊断目的。
技术介绍
在MR成像中，向对象(病人)施加由RF脉冲和切换磁场梯度组成的 脉冲序列以产生磁共振信号，扫描这些磁共振信号以便由此获得信息并重 建该对象的图像。从其初始发展以来，应用MRI的临床相关领域的数量己 经大大地增长了。 MRI几乎可以应用于身体的每一部分，而且它可以用于 获得关于人体的很多重要功能的信息。在MRI扫描的过程中施加的脉冲序 列完全确定重建图像的特征，诸如对象中图像切片的定位和取向、尺度、 分辨率、信噪比、对比度、运动的灵敏度等等。MRI设备的操作者必须选择适当的序列，并且必须为各个应用调整和优化其参数。在MR成像中存在若干应用，这些应用需要在一个单次激发中采集受 检査体内部的整个切片。在这种情况下，通常EPI (回波平面成像)是所选 择的方法。EPI通常使用初始空间选择性90。 RF脉冲来激发感兴趣图像切 片内的核磁化。该初始脉冲产生回波信号，此后该回波信号由快速交替极 性的读出磁场梯度反复地重聚焦以形成一串多个梯度回波。这些梯度回波 中的每一个通常由发生在所述回波之间的附加小梯度脉冲进行不同的相位 编码。虽然EPI序列可以在很短的时间(例如几十毫秒)内收集完整的MR 图像数据集，但它需要所用的MR设备具有比较高性能的硬件。对于高场 强MR成像，EPI是特别有意思的，因为从在发射的RF功率上的接收信号 功率(SAR)方面来说它非常有效。不幸的是，EPI易于受到重大图像失真 的影响，该图像失真是由主磁场不均匀性、T2弛豫和在回波串的相对长的 持续时间内发展的化学位移效应引起的。在期望实现高图像分辨率的情况 下，这是EPI的一个特别严重的缺点。原因在于图像分辨率的增加总是意5味着EPI回波串的持续时间的相应增加。众所周知的是，EPI序列的前述问题和缺点可以通过将附加RF脉冲合 并到成像序列内来解决。这些方法已知为多激发EPI或GRASE，如其在例 如文献US 5,270,654中所进行的描述。这些已知技术的主要缺点是它们高 得多的RF能量淀积(SAR)，这会很容易超过人体当前可接受的安全极限。
技术实现思路
因此，很容易意识到存在对改进的MR设备和方法的需求。因此本发 明的主要目的是提供一种技术，其能够实现具有最小的发射RF功率的高分 辨率的MR成像。根据本专利技术，公开了一种用于对置于检查体积中的身体进行MR成像 的设备，所述设备包括用于在所述检查体积中建立基本均匀的主磁场的装置， 用于产生叠加在所述主磁场上的切换磁场梯度的装置， 用于朝向所述身体辐射RF脉冲的装置， 用于控制所述磁场梯度和所述RF脉冲的产生的控制装置， 用于接收和采样MR信号的装置，以及用于根据所述信号样本形成MR图像的重建装置。本专利技术的所述设备 的特征在于其被布置为a) 通过使所述身体的至少一部分承受单一 RF脉冲和多个切换磁场梯 度来产生MR回波信号的序列，所述切换磁场梯度受到控制以产生MR回 波信号的至少两个子序列，其中每个子序列通过在相位编码方向上进行二 次采样而横过k空间内的不同轨迹；b) 采集并采样所述MR回波信号；c) 根据所述信号样本和与MR回波信号的所述子序列相关联的相位/ 振幅校正图重建MR图像。本专利技术的要点在于将所施加的MR成像脉冲序列的k空间轨迹细分为 两个或更多个k空间遍(pass)。由于在相位编码方向上的二次采样，在这 一方向上的k空间轨迹的行进比在传统EPI序列中更快。为了完全覆盖k 空间，产生MR回波信号的两个或更多个子序列。在每个k空间遍期间，横过k空间中的不同轨迹。对于根据本专利技术的图像重建，初始时将MR回 波信号的子序列的信号样本视为不同的信号数据集。根据这些数据集重建 的独立MR图像包含很强的伪影，这些伪影是由在相位编码方向上的二次 采样以及丁2衰减、磁场不均匀性和化学位移效应引起的。通过组合所述不 同的信号数据集并通过使用与MR回波信号的所述子序列相关联的相位/振 幅校正图来消除这些伪影。所述相位/振幅校正图包含关于T2衰减、磁场不 均匀性和在信号采集时间段内发展的化学位移效应的先验知识。根据本发 明对通过前述效应实现的所采集的磁共振信号的编码加以利用，以便显著 加速在相位编码方向上的k空间轨迹的行进。以这种方式，能够实现高分 辨率的单次激发成像，其中有效地补偿了由T2、场不均匀性、化学位移和 类似效应引起的所有图像失真。因为仅需要单一RF脉冲，本专利技术的成像程 序的SAR是最小的。在已知的所谓"SENSE"技术(参见例如Pruessmann等人，Magnetic Resonance in Medicine, 42巻，952页，1999年)中，以二次采样方式同时 使用磁共振设备的多个接收线圈来采集磁共振信号。相对于几何空间中完 整的预定视场实际需要的相位编码步骤，增加了 k空间中的相位编码步骤。 该二次采样导致减小的视场。遵照SENSE技术，分别根据每个接收线圈的 二次采样数据重建图像。由于二次采样，这些中间图像包含折叠或所谓的 混叠现象。基于接收线圈的己知空间灵敏度分布，可以借助于矩阵计算将 对中间图像的折叠图像值的独立贡献分解(展开)为全视场内空间位置处 的图像值。以这种方式，利用通过接收线圈的空间灵敏度分布进行的对所 采集的磁共振信号的空间编码，以便加速图像采集程序。当采用已知的 SENSE技术来计算完整视场的最终图像时，全视场相对于减小的场的尺度 比率也被称为减小因子或简单称为SENSE因子。本专利技术提议在图像重建过程中以类似SENSE的方式组合与不同k空间 遍相关联的采样回波信号。根据本专利技术，使用关于T2、场不均匀性、化学 位移和类似效应的先验知识(而非关于线圈灵敏度分布的先验知识)来消 除图像伪影。实际上，根据本专利技术对磁场梯度进行控制，从而使得MR回波信号的 每个子序列的k空间轨迹与其他子序列的轨迹相交叉。这是在信号采集过程中在相位编码方向上完全覆盖k空间的最直接的方法。该交叉方案还有 助于改进根据信号样本和相位/振幅校正图的图像重建结果的数值稳定性。本专利技术的成像技术可以有利地与上述传统SENSE方法相组合。为了这 一目的，本专利技术的MR设备可以包括用于接收来自所述身体的所述MR回 波信号的两个或更多个接收天线，所述接收天线具有不同的灵敏度分布。 在这种情况下，将所述MR设备进一步布置为根据所述信号样本并根据与 MR回波信号的所述子序列相关联的所述相位/振幅校正图并且根据所述接 收天线的所述灵敏度分布来重建所述MR图像。可以在相位编码方向上施 加附加的二次采样，以便进一步增加成像速度。在这种情况下，在利用用 于采集信号的两个或更多个接收天线的同时通过MR回波信号的全体子序 列来对k空间不完全采样。在本专利技术的实际实施方式中，借助于以减小的空间分辨率执行的参考 测量来确定图像重建所需的相位/振幅校正图(以及接收天线的灵敏度分布 (如果可用))。参考扫描的RF脉冲及切换磁场梯度二者的成像序列应该类 似于用于实际图像采集的成像序列，以便确保由T2、场不均匀性和化学位 移引起的相位失真和振幅失真是相同的。但是必须在不进行二次采样的情 况下执行参考扫描，即在k空间的相位编码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对置于检查体积中的身体（７）进行ＭＲ成像的设备，所述设备（１）包括：　用于在所述检查体积中建立基本均匀的主磁场的装置（２），　用于产生叠加在所述主磁场上的切换磁场梯度的装置（３、４、５），　用于朝向所述身体（７）辐 射ＲＦ脉冲的装置（６），　用于控制所述磁场梯度和所述ＲＦ脉冲的所述产生的控制装置（１２），　用于接收和采样ＭＲ信号的装置（１０），以及　用于根据所述信号样本形成ＭＲ图像的重建装置（１４），　将所述设备（１）布置为　 　ａ）通过使所述身体（７）的至少一部分承受单一ＲＦ脉冲和多个切换磁场梯度来产生ＭＲ回波信号的序列，所述切换磁场梯度受到控制以产生ＭＲ回波信号的至少两个子序列，其中每个子序列通过在相位编码方向（ｋｙ）上进行二次采样而横过ｋ空间中的不同轨迹； 　ｂ）采集并采样所述ＭＲ回波信号；　ｃ）根据所述信号样本和与ＭＲ回波信号的所述子序列相关联的相位／振幅校正图重建ＭＲ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：M富德勒，
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]