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    重庆时时彩.宝宝计划: 耐金属MR成像参考扫描.pdf

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    金属 MR 成像 参考 扫描
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    摘要
    申请专利号:

    CN201380051550.X

    申请日:

    2013.09.11

    公开号:

    CN104685368A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 33/24申请日:20130911|||公开
    IPC分类号: G01R33/24 主分类号: G01R33/24
    申请人: 皇家飞利浦有限公司
    发明人: K·内尔克; P·博尔纳特; J·M·登哈德; T·H·罗济杰恩
    地址: 荷兰艾恩德霍芬
    优先权: 61/708,680 2012.10.02 US
    专利代理机构: 永新专利商标代理有限公司72002 代理人: 李光颖; 王英
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201380051550.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.09.05|||2015.11.11|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及平行MR成像的方法,其中,借助于受激回波序列来执行参考扫描,所述受激回波序列包括:i)在准备期(21)期间向身体(10)的部分辐射的至少两个准备RF脉冲(α),以及ii)在时间上在所述准备期(21)之后的采集期(22)期间向所述身体(10)的所述部分辐射的一个或多个读出RF脉冲(β)。在所述采集期(22)期间采集一个或多个FID信号(I1)和一个或多个受激回波信号(I2)。从采集到的FID信号(I1)和/或从采集到的受激回波信号(I2)导出至少两个RF线圈(11、12、13)的空间接收和/或——如果适用的话——发射4敏感度概况。所述受激回波序列的参数被选择为使得其对磁化率引发的伪影具有鲁棒性。此外,本发明涉及一种MR设备(1)并且涉及一种针对MR设备(1)的计算机程序。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种对被放置在MR设备(1)的检查体积内的身体(10)的至少 部分进行MR成像的方法,所述方法包括以下步骤:
    -使所述身体(10)的所述部分经受切换的磁场梯度和RF脉冲的第一 成像序列,所述成像序列是受激回波序列,所述受激回波序列包括:
    i)在准备期(21)期间向所述身体(10)的所述部分辐射的至少两个 准备RF脉冲(α),以及
    ii)在时间上在所述准备期(21)之后的采集期(22)期间向所述身体 (10)的所述部分辐射的一个或多个读出RF脉冲(β);
    -借助于经由至少两个RF线圈(11、12、13)的平行信号采集在所述 采集期(22)期间采集一个或多个FID信号(I1)和一个或多个受激回波信 号(I2),所述至少两个RF线圈(11、12、13)在所述检查体积内具有不同 的空间敏感度概况;
    -从采集到的FID信号(I1)和/或从采集到的受激回波信号(I2)导出 所述至少两个RF线圈(11、12、13)的所述空间敏感度概况。

    2.  如权利要求1所述的方法,其中,指示所述RF脉冲的RF场的空 间分布的B1图是从采集到的FID(I1)信号和受激回波(I2)信号导出的。

    3.  如权利要求1或2所述的方法,其中,所述至少两个准备RF脉冲 (α)每个具有45°-90°的翻转角。

    4.  如权利要求1-3中的任一项所述的方法,其中,多个FID信号(I1) 和受激回波信号(I2)是借助于对应的多个相继的读出RF脉冲(β)而生成 的,每个读出RF脉冲(β)具有小于90°、优选地小于45°、最优选地小 于30°的翻转角。

    5.  如权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中,指示主磁场的空间 分布的B0图是从采集到的FID(I1)信号和受激回波(I2)信号导出的。

    6.  如权利要求1-5中的任一项所述的方法,其中,所述FID信号(I1) 和/或所述受激回波信号(I2)是经由具有不同的空间接收敏感度概况的所 述至少两个RF线圈(11、12、13)并且经由在所述检查体积内具有基本上 均匀的空间敏感度概况的至少一个体积RF线圈(9)来采集的,其中,所 述RF线圈(11、12、13)的所述空间敏感度概况是通过将经由具有不同的 空间敏感度概况的所述RF线圈(11、12、13)采集到的信号(I1、I2)与 经由所述体积RF线圈(9)采集到的信号(I1、I2)进行比较来导出的。

    7.  如权利要求1-6中的任一项所述的方法,其中,所述第一成像序列 的参数被选择为使得所述两个准备RF脉冲(α)之间的时间间隔等于所述 受激回波的回波时间。

    8.  如权利要求1-7中的任一项所述的方法,还包括以下步骤:
    -使所述身体(10)的所述部分经受第二成像切换的磁场梯度和RF脉 冲的第二成像序列;
    -借助于经由具有对k-空间的子采样的所述至少两个RF线圈(11、12、 13)的平行信号采集来采集MR信号数据集;并且
    -根据所述MR信号数据集并且根据所述至少两个RF线圈(11、12、 13)的所述空间敏感度概况来重建MR图像。

    9.  如权利要求8所述的方法,其中,所述MR图像是通过使用SENSE 或SMASH或GRAPPA算法来重建的。

    10.  如权利要求8或9所述的方法,其中,所述第二成像序列是多波 谱成像序列。

    11.  一种MR设备,包括:至少一个主磁体线圈(2),其用于在检查 体积内生成均匀稳定的磁场的;若干梯度线圈(4),其用于在所述检查体 积内生成沿不同空间方向的切换的磁场梯度;至少一个RF线圈(9),其用 于在所述检查体积内生成RF脉冲;至少两个RF线圈(11、12、13),其 在所述检查体积内具有不同的空间敏感度概况,以用于接收来自被定位在 所述检查体积内的患者的身体(10)的至少部分的MR信号;控制单元(15), 其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间序列;以及重建单元(17), 其用于根据接收到的MR信号来重建MR图像,其中,所述MR设备(1) 被布置为执行以下步骤:
    -使所述身体(10)的所述部分经受切换的磁场梯度和RF脉冲的第一 成像序列,所述成像序列是受激回波序列,所述受激回波序列包括:
    i)在准备期(21)期间向所述身体(10)的所述部分辐射的至少两个 准备RF脉冲(α),以及
    ii)在时间上在所述准备期(21)之后的采集期(22)期间向所述身体 (10)的所述部分辐射的一个或多个读出RF脉冲(β);
    -借助于经由至少两个RF线圈(11、12、13)的平行信号采集在所述 采集期(22)期间采集一个或多个FID信号(I1)和一个或多个受激回波信 号(I2);
    -从采集到的FID信号(I1)和/或从采集到的受激回波信号(I2)导出 所述至少两个RF线圈(11、12、13)的所述空间敏感度概况。

    12.  一种要在MR设备(1)上运行的计算机程序,所述计算机程序包 括指令,所述指令用于:
    -生成切换的磁场梯度和RF脉冲的第一成像序列,所述成像序列是受 激回波序列,所述受激回波序列包括:
    i)在准备期(21)期间生成的至少两个准备RF脉冲(α),以及
    ii)在时间上在所述准备期(21)之后的采集期(22)期间生成的一个 或多个读出RF脉冲(β);
    -借助于经由至少两个RF线圈(11、12、13)的平行信号采集在所述 采集期(22)期间采集一个或多个FID信号(I1)和一个或多个受激回波信 号(I2);
    -从采集到的FID信号(I1)和/或从采集到的受激回波信号(I2)导出 所述至少两个RF线圈(11、12、13)的所述空间敏感度概况。

    说明书

    说明书耐金属MR成像参考扫描
    技术领域
    本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。其涉及对身体的至少部分的 MR成像的方法。本发明还涉及MR设备并且涉及要在MR设备上运行的 计算机程序。
    背景技术
    采用磁场与核自旋之间的相互作用来形成二维或三维图像的图像形成 MR方法现今已被广泛使用,尤其是在医学诊断领域,因为对于对软组织的 成像,它们在许多方面都优于其他成像方法,不需要电离辐射,并且通常 是无创的。
    根据一般的MR方法,待检查的患者的身体被布置在强均匀磁场(B0场)中,所述磁场的方向同时限定测量所基于的坐标系的轴(一般是z-轴)。 磁场根据磁场强度和特定的自旋属性而分裂成针对个体核自旋的不同能 级??梢酝ü┘泳哂邢薅ǖ钠德?所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电 磁交变场(RF场,也被称作B1场)来激励自旋体系(自旋共振)。从宏观 角度看,个体核自旋的分布产生整体磁化,可以在对应的B1磁场垂直于z- 轴延伸的同时,通过施加具有适当的射频频率的上述电磁脉冲(RF脉冲) 来使所述整体磁化偏离平衡态,以使得磁化执行关于z-轴的进动运动。进 动运动描述锥形的表面,所述锥形的表面的孔径角被称作翻转角(flip  angle)。翻转角的幅度取决于施加的电磁RF脉冲的强度和持续时间。对于 所谓的90°脉冲而言,自旋被从z轴偏离到横向平面(翻转角90°)。
    在RF脉冲结束之后,磁化弛豫回到原始的平衡态,在所述平衡态中磁 化以第一时间常数T1(自旋晶格或纵向弛豫时间)沿z方向再次建立,并 且沿垂直于z方向的方向的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横向弛豫 时间)弛豫??梢越柚谝桓龌蚨喔鼋邮誖F线圈来检测磁化的变化,所述 一个或多个接收RF线圈被以这样的方式布置并定向在MR设备的检查体积 内,即沿垂直于z-轴的方向测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后, 横向磁化的衰变伴随着(由局部磁场不均匀引发的)从具有相同相位的有 序状态到其中所有相位角均匀分布(失相)的状态的转变??梢越柚谥?新聚焦脉冲(例如180°脉冲)来补偿失相。这在接收线圈中产生回波信号 (自旋回波)。
    为了实现在身体中的空间分辨率,将沿三个主轴延伸的线性磁场梯度 重叠在均匀磁场上,得到自旋共振频率的线性空间相关性。那么在接收线 圈中拾取的信号含有可以与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。 经由RF线圈获得的MR信号数据与空间频率域相对应,并且被称为k-空间 数据。通常沿具有不同相位编码值的多条线来采集k-空间数据,以实现足 够的覆盖范围。在读出期间通过收集若干样本来将每条线数字化。借助于 傅立叶变换将k-空间数据的集合转化为MR图像。
    随着人口老龄化和越来越多的携带金属植入物的患者,对于在金属存 在下对软组织的MR成像的需求也增加。需要耐金属的MR成像以实现对 该软组织的成像以用于对并发症的诊断和术后随访。金属附近的MR成像 典型地受磁化率问题危害,使用于图像形成的磁场局部地降低。在诊断性 MR成像扫描中,金属部分的磁化率导致MR信号堆积、信号缺失和其他几 何扭曲。已提出了如SEMAC(Lu等人,ISMRM 2008,838页)和MAVRIC (Koch等人,ISMRM 2008,1250页)的多波谱成像技术,来以增加的扫 描持续时间为代价对抗诊断性MR成像扫描中的磁化率问题,所述增加的 扫描持续时间与需要的频率覆盖范围成比例。
    已知的平行采集技术可以被用于加速多波谱MR信号采集。该类别中 的方法是SENSE(敏感度编码)。SENSE和其他平行采集技术使用从并联 的多个RF接收线圈获得的欠采样的k-空间数据采集。在这些方法中,以这 样的方式将来自多个RF接收线圈的(复杂)信号数据与复杂的加权相组合, 从而在最终经重建的MR图像中抑制欠采样伪影(混叠)。该类型的复杂 RF线圈阵列信号组合有时被称作空间滤波,并且包括在k-空间域或在图像 域(在SENSE中)中的组合,以及混合的方法。在SENSE成像中,典型 地根据低分辨率的参考数据估计线圈敏感度概况(profile)。该线圈敏感度 信息接着被用来使用直接反演算法对图像空间中混叠的像素进行“解缠”。
    针对SENSE参考扫描的当前标准是FFE(快速场回波=具有小翻转角 激励的梯度回波)采集协议,所述FFE采集协议使其对磁化率效果非常敏 感。当金属部分的磁化率危害SENSE参考扫描的质量时,其可能引起 SENSE展开问题和信号缺失,造成最终经重建的MR图像的质量不足。使 用TSE(涡轮自旋回波=具有多个180°重新聚焦RF脉冲的自旋回波),已 显示SENSE参考扫描对磁化率效果更有鲁棒性,由此减少了如不正确的 SENSE展开和信号缺失的问题。然而,TSE SENSE参考扫描可能花费满一 分钟或更多,该满一分钟或更多实际上比典型地花费少于10秒的标准FFE  SENSE参考扫描更长。
    根据前文很容易意识到,存在对于经改进的平行MR成像技术的需要, 所述经改进的平行MR成像技术足够快以实现多波谱成像并且对磁化率效 果具有鲁棒性。
    发明内容
    根据本发明,公开了一种对被放置在MR设备的检查体积中的身体的 至少部分进行MR成像的方法。所述方法包括以下步骤:
    -使所述身体的所述部分切换的磁场梯度和RF脉冲的第一成像序列, 所述成像序列是受激回波序列,所述受激回波序列包括:
    i)在准备期期间向所述身体的所述部分辐射的至少两个准备RF脉冲, 以及
    ii)在时间上在所述准备期之后的采集期期间向所述身体的所述部分辐 射的一个或多个读出RF脉冲;
    -借助于经由至少两个RF线圈的平行信号采集在所述采集期期间采集 一个或多个FID信号和一个或多个受激回波信号,所述至少两个RF线圈在 所述检查体积内具有不同的空间接收敏感度概况;并且
    -从采集到的FID信号和/或从采集到的受激回波信号导出所述至少两 个RF线圈的所述空间接收敏感度概况。
    一般地,受激回波序列包括三个(例如60°或90°)RF脉冲,其中, 前两个RF脉冲是准备脉冲。第一准备RF脉冲激励磁共振并且将纵向核磁 化变换成横向核磁化。第二准备RF脉冲存储失相的横向核磁化沿纵轴的部 分。对于90° RF脉冲而言,这部分几乎是失相的横向磁化的一半。第三 RF脉冲在所述采集期期间被施加,所述采集期在时间上在所述准备期之后。 第三RF脉冲(“读出RF脉冲”)将存储的纵向核磁化再次变换成横向核磁 化,由此生成所谓的受激回波。另外,其根据剩下的纵向磁化来生成FID 信号??赡苡烧馊鯮F脉冲序列潜在地生成其他的RF重新聚焦回波,但 那些不是本文感兴趣的并且可以通过平行于RF辐照运行的适当的梯度切 换方案而被抑制。
    根据本发明采集与也是由第三RF脉冲生成的所述FID信号一起的所述 受激回波MR信号??梢酝ü靡涣头嵌脸鯮F脉冲代替第三RF 脉冲来加速在所述受激回波基础上的MR成像,其中,每个读出RF脉冲仅 对所述准备期之后存储的所述纵向核磁化中的小部分进行重新聚焦。
    被用来存储沿z-轴的磁化的所述至少两个准备RF脉冲不必是相同种 类或翻转角的。然而,对于对评估测量数据必要的数学处置,选择相同的 RF脉冲和翻转角使得形式体系相当简单。
    利用适当的参数,本发明的所述受激回波序列对磁化率效果具有鲁棒 性。根据本发明,具有对所述FID信号和所述受激回波信号的采集的所述 受激回波序列被用作针对金属附近MR成像的SENSE参考扫描。本发明的 序列对磁化率效果具有鲁棒性,并且在几秒钟内提供RF线圈敏感度信息。 这使得鲁邦的SENSE能够使用快速SENSE参考扫描来加速多波谱MR成 像。
    除了RF接收线圈敏感度信息,本发明的序列还提供关于B0分布和发 射B1分布的信息。
    可以根据所述FID信号来重建MR图像,并且可以根据所述受激回波 信号来重建另一MR图像。在MR图像重建之后,可以从根据所述FID信 号和所述受激回波信号而分别被重建的两个MR图像的逐体素的强度比导 出发射B1图。需要采集具有适当的相位编码的多个FID信号和受激回波信 号,以用于生成完整的B1图(接收和/或发射敏感度)。
    根据本发明的另一优选实施例,还从采集到的FID信号和受激回波信 号导出指示所述身体的所述部分内的主磁场的空间分布的B0图。结果是, 通过使用所述成像序列的适当的参数,不仅可以从所述FID信号和所述受 激回波信号的逐体素的强度导出B1图,而且可以从所述FID信号和所述受 激回波信号的逐体素的强度导出B0图。本发明的优势是,可以同时采集B1图和B0图,而不需要额外的测量步骤。因此,作为本发明的额外价值,所 述序列的B0分布信息可以被用于对后续诊断扫描的需要的频率覆盖范围的 自动确定,而不需要任何额外的扫描时间。接着(多波谱)扫描协议可以 (自动地)适于以最小的需要扫描持续时间满足该需要的频率覆盖范围。 由于所述B0分布是空间相关的,因此如果期望,甚至可能使(多波谱)扫 描协议适于满足每切片需要的频率覆盖范围。
    根据本发明的优选实施例,所述FID信号和所述受激回波信号被采集 为梯度二次(recall)回波信号。对所述序列的计时可以被调节为使得针对 所述FID信号和受激回波信号两者磁化率和化学偏移引发的效果实质上相 等。
    根据本发明的又另一优选实施例,提出的方法可以被用于体积采集。 对于体积应用,提出的技术的多切片版本是有利的。其中,适当的切片顺 序(例如在第一步骤中测量3D堆叠中的奇数切片,并且接着在随后的测量 步骤中测量偶数切片)看上去对于避免潜在的切片串扰有用。为了使信号 评估容易,如下文中描述的,所述受激回波序列的两个准备RF脉冲可以比 所述读出RF脉冲激励更宽的切片(优选地具有增大了两倍的切片厚度)。 这有助于在针对B1图的信号评估中避免与不完美的切片概况激励相关联的 问题。
    根据本发明的另外的优选实施例,所述至少两个准备RF脉冲每个具有 45°-90°的翻转角。这样,采集到的受激回波信号的幅值被最大化,这在信 噪比方面是有利的。
    根据本发明的再一优选实施例,多个FID信号(I1)和受激回波信号(I2) 是借助于对应的多个相继的读出RF脉冲而生成的,每个读出RF脉冲具有 小于90°、优选地小于45°、最优选地小于30°的翻转角。如上文已提及 的,具有小翻转角的一连串读出RF脉冲可以被用来实现对多个FID信号和 受激回波信号的快速读出。尽可能短的回波时间可以被用来使T2*弛豫最小 化。
    根据本发明的又另一优选实施例,在所述两个准备RF脉冲之后在所述 准备期期间施加切换的磁场梯度,以便于破坏残留的核磁化。
    根据本发明的再另一优选实施例,所述FID信号和/或所述受激回波信 号是经由具有不同的空间接收敏感度概况的所述至少两个RF线圈,并且平 行地或顺序地,经由具有在所述检查体积内基本上均匀的空间敏感度概况 的至少一个体积RF线圈来采集的,其中,所述RF线圈的所述空间接收敏 感度概况是通过将经由具有不同的空间敏感度概况的所述RF线圈采集到 的信号与经由所述体积RF线圈采集到的信号进行比较而导出的。例如,根 据本发明的信号采集可以被重复至少两次,在第一采集中将所述体积RF线 圈用于接收,在第二采集中使用具有不同空间敏感度的所述RF线圈。在备 选的方法中,要被用于MR信号采集的所述RF线圈可以在根据本发明的受 激回波读出期间被切换。这样,当数据交叉过程也检查信号不一致时,可 以减少运动伪影。此外,在提供了可以实现充分的RF线圈解耦的情况下, 可以根据本发明在单个采集步骤中同时使用所述体积RF线圈和具有不同 接收敏感度概况的所述RF线圈(例如阵列RF线圈)来执行所述接收RF 线圈敏感度图。
    根据本发明另外的优选实施例,所述第一成像序列的参数被选择为使 得所述两个准备RF脉冲之间的时间间隔等于所述受激回波的回波时间。该 计时方案保留了所述受激回波的自旋回波属性。因此,源于所述主磁场的 静态不均匀的空间相位变化通过对自旋相位的重建聚焦而被完全补偿,允 许从所述受激回波信号导出所述RF线圈的耐金属空间敏感度概况。除了在 金属零件附近,对B1图和B0图的确定仍是可能的,在金属零件附近强的磁 化率效果可能使FID信号降低。对于强磁化率效果而言,用于导出所述空 间敏感度概况的信号分析应仅基于所述受激回波信号。如果金属植入物或 者具有强主磁场变化的其他源不存在,则额外地所述FID信号还可以被用 来估计所述RF接收线圈敏感度概况,以便于提高信噪比。
    在优选实施例中,本发明的方法还包括以下步骤:
    -使所述身体的所述部分经受切换的磁场梯度和RF脉冲的第二成像序 列;
    -借助于经由具有对k-空间的子采样的所述至少两个RF线圈的平行信 号采集来采集MR信号数据集;并且
    -根据所述MR信号数据集并且根据所述至少两个RF线圈的所述空间 敏感度概况来重建MR图像。
    在本发明的该实施例中,例如通过使用SENSE算法根据由使用子采样 的平行(即加速的)成像采集到的所述MR信号数据集并且根据导出自受 激回波采集的所述空间敏感度概况来重建最终的(诊断)MR图像。为了实 现快速成像,所述第一成像序列(参考扫描)的图像分辨率可以被选择为 低于所述第二成像序列(诊断扫描)的图像分辨率??梢栽谒稣锒仙?之前或之后执行所述参考扫描。
    根据本发明的另一优选实施例,所述第二成像序列是多波谱成像序列。 上文引用的如SEMAC和MAVRIC的多波谱成像技术可以被用来实现在金 属部分附近的MR成像??梢酝ü褂糜胧芗せ夭ú慰忌枳楹系腟ENSE 来将扫描持续时间保持在合理限度内,根据本发明所述受激回波参考扫描 是快速且对磁化率效果具有鲁棒性的。
    目前为止所描述的本发明的方法可以借助于这样的MR设备来执行, 所述MR设备包括:至少一个主磁体线圈,其用于在检查体积内生成均匀 稳定的磁场的;若干梯度线圈,其用于在所述检查体积内生成沿不同空间 方向的切换的磁场梯度;至少一个RF线圈,其用于在所述检查体积内生成 RF脉冲和/或用于接收来自被定位在所述检查体积中的患者的身体的MR 信号;控制单元,其用于控制RF脉冲和切换的磁场梯度的时间序列;以及 重建单元,其用于根据接收到的MR信号来重建MR图像。本发明的方法 优选地通过对所述MR设备的所述重建单元和/或所述控制单元的对应的编 程来实施。
    本发明的方法可以被有利地在当前临床应用中的大多数MR设备中执 行。为此,仅需要采用计算机程序,所述MR设备通过所述计算机程序而 被控制,使得所述MR设备执行以上说明的本发明的方法步骤。所述计算 机程序可以被呈现在数据载体上,或者被呈现在数据网络中,以便于被下 载用于安装在所述MR设备的所述控制单元中。
    附图说明
    附图公开了本发明的优选实施例。然而应当理解,附图仅出于图示的 目的而设计,并且不作为对本发明的限制的定义。在附图中:
    图1示意性地示出了用于进行本发明的方法的MR设备;
    图2示出了图示根据本发明的第一成像序列的图。
    具体实施方式
    参考图1,示出了MR设备1。设备包括超导或电阻性主磁体线圈2, 使得穿过检查体积沿z轴创建基本上均匀的时间恒定的主磁场B0。设备还 包括(一阶、二阶——以及如果适用的话——三阶的)匀场线圈的集合2’, 其中,出于使检查体积内的B0偏差最小化的目的,通过集合2’的个体匀 场线圈的电流是可控的。
    磁共振生成与操纵系统施加一系列RF脉冲和切换的磁场梯度来反转 或激励核磁自旋,引发磁共振、对磁共振进行重新聚焦、操纵磁共振、空 间地或以其他方式对磁共振进行编码、饱和自旋等,以执行MR成像。
    更具体地,梯度脉冲放大器3向沿检查体积的x-轴、y-轴和z-轴的全 身梯度线圈4、5和6中的选定的若干个施加电流脉冲。数字RF频率发射 器7经由发送/接收开关8向身体RF线圈9发射RF脉冲或脉冲包,以将 RF脉冲发射到检查体积中。典型的MR成像序列由具有短持续时间的RF 脉冲段的包构成,这些RF脉冲段彼此并与任意施加的磁场梯度一起实现了 对核磁共振的选定的操纵。RF脉冲被用于饱和、激励共振、反转磁化、对 共振进行重新聚焦、或操纵共振并且选择被定位在检查体积中的身体10的 部分。
    对于借助于平行成像的对身体10的区域的MR图像的生成,局部阵列 RF线圈11、12、13的集合被与选定用于成像的区域邻近放置。阵列RF线 圈11、12、13可以被用来接收由身体线圈RF发射引发的MR信号。
    得到的MR信号是由身体RF线圈9和/或由阵列RF线圈11、12、13 拾取的,并且由优选地包括前置放大器(未示出)的接收器14解调。接收 器14经由发送/接收开关8被连接到RF线圈9、11、12和13。
    主计算机15控制通过匀场线圈2’以及梯度脉冲放大器3和发射器7 的电流来生成多个MR成像序列中的任一个,例如回波平面成像(EPI)、 回波体积成像、梯度与自旋回波成像、快速自旋回波成像等。对于选定的 序列,接收器14在每个RF激励脉冲之后快速地相继接收单条或多条MR 数据线。数据采集系统16执行对接收到的信号的模数转换,并且将每条 MR数据线转换成适合于进一步处理的数字格式。在现代MR设备中,数据 采集系统16是专用于对原始图像数据的采集的单独的计算机。
    最终,数字原始图像数据由重建处理器17重建成图像表示,重建处理 器17应用适当的重建算法,例如SENSE。MR图像可以表示通过患者的平 面切片、平行平面切片的阵列、三维体积等。接着图像被存储在图像存储 器中,所述图像在所述图像存储器中可以被访问以用于将切片、投影,或 图像表示的其他部分转换成用于可视化的适当的格式,例如经由提供得到 的MR图像的人类可读显示的视频监视器18可视化。
    图2示出了图示根据本发明的第一成像序列的示意图,所述第一成像 序列被应用为SENSE参考扫描。描绘的成像序列是受激回波序列,所述受 激回波序列被细分成准备期21和采集期22。在准备期21期间施加具有α 翻转角的两个准备RF脉冲。两个准备RF脉冲被分开时间间隔TE。失相器 磁场梯度Gmc2被施加在两个准备RF脉冲之间。在采集期22期间生成具有 β翻转角的读出RF脉冲的序列,采集期22在时间上在在准备期21之后。 在每个读出脉冲之后采集FID信号I1和受激回波信号I2作为梯度二次回波。
    直接在准备序列21之后,由下式给出纵向磁化:
    Mz1=cos2(α)·M0
    M z 2 = 1 2 sin 2 ( α ) · M 0 , ]]>
    其中,Mz1和Mz2分别指代无准备的(即同相的)纵向磁化和经受激回波准 备的(即失相的)纵向磁化。根据本发明,从Mz1生成的FID信号I1和从 Mz2生成的受激回波信号I2两者分别是在不同的时间点TE1和TE1+ΔT采 集的。两个回波I1、I2之间的延迟ΔT由以下关系来确定:
    ΔT=Amc2/Gm,
    其中,Amc2指代失相器梯度Gmc2的梯度-时间面积,并且Gm指代读出磁场 梯度的强度。
    根据本发明,可以采用计时方案TE=TE1+ΔT,所述计时方案完全保留 了受激回波的自旋回波属性。因此,主磁场B0的静态不均匀被完全地重新 聚焦,允许从受激回波信号I2导出耐金属SENSE参考扫描数据。
    如果重复借助于第一成像序列的MR信号采集至少两次——第一采集 中使用身体RF线圈9用于接收,第二采集中使用阵列RF线圈11、12、13, 则可以导出接收RF线圈敏感度概况。对于强磁化率效果而言,对应的信号 分析应仅基于受激回波信号I2。
    根据下式,可以从采集到的回波信号的比率导出受激回波准备RF脉冲 的(未知的)翻转角α(以及使用的发射线圈的发射B1图):
    α = arctan 2 | I 2 / I 1 | ]]>
    受激回波信号I2的镜像相位可以被进一步用于导出B0相位图:
    φ B 0 = arg ( I 1 · I 2 * ) ]]>
    在第一成像序列作为SENSE参考扫描而被施加之后,执行第二成像序 列(未描绘)作为具有对k-空间的子采样的诊断扫描。然后通过使用SENSE 算法根据在诊断扫描期间采集到的MR信号数据集并且根据从对参考扫描 的受激回波采集导出的空间敏感度概况来重建对应的诊断MR图像。第二 成像序列可以是多波谱成像序列,以便于提高在金属部分附近的MR图像 质量。虽然多波谱成像序列典型地与长扫描持续时间相关联,但通过与快 速且对磁化率效果由鲁棒性的受激回波参考扫描组合使用SENSE平行成 像,扫描持续时间被保持在合理限度内。
    本发明的前述技术改善了在金属附近的MR成像的适用性,所述金属 可以是以下中的部分,但不限于:钴铬合金、钛、不锈钢、氧化锆。应用 领域包括例如在以下情况下的诊断:
    对术后并发症的评估,包括感染、在金属物体(金属物体可以包括用于例 如膝盖、臀部、肋骨、脚踝的骨科植入物,或者肿瘤骨重建、固定板、螺 丝、支架,或者MR安全植入电极等)存在下周围软组织的完整性。
    超顺磁试剂(例如铁部署)的应用。在子弹或弹片存在下的诊断成像, 例如源自外科手术、创伤、金属加工业的职业等。
    本发明的方法的治疗应用包括在介入仪器附近的成像,例如用于短距 离放射治疗的植入的种子、用于活检或深部脑刺激的针跟踪,以及在其中 磁化率伪影限制了MR图像的质量以及价值的其他领域。

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    本文标题:耐金属MR成像参考扫描.pdf
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