專利名稱：磁共振信號(hào)獲取方法及裝置、記錄媒體和磁共振成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振信號(hào)獲取方法及裝置、記錄媒體和磁共振成像裝置，更具體地說，涉及用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF(射頻)激發(fā)、接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、以及用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)、接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波的磁共振信號(hào)獲取方法和裝置，記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這種磁共振信號(hào)獲取功能的程序的記錄媒體，以及包括這種磁共振信號(hào)獲取裝置的磁共振成像裝置。
背景技術(shù)：
在磁共振成像(MRI)裝置中，要成像的物體被裝入磁系統(tǒng)的內(nèi)部空間中，即其中產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)的空間；施加梯度磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)以便產(chǎn)生來自物體內(nèi)自旋的磁共振信號(hào)；以及在所接收的信號(hào)的基礎(chǔ)上構(gòu)成層析圖像。用于構(gòu)成層析圖像的磁共振信號(hào)有時(shí)稱為成像回波。
由于自旋頻率與磁場(chǎng)強(qiáng)度成比例，所以自旋頻率隨著靜態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化而變化。如果自旋頻率的瞬時(shí)變化相當(dāng)大，則在進(jìn)行用于產(chǎn)生成像回波的RF激發(fā)之前，確定自旋頻率的當(dāng)前值，由具有等于自旋頻率的當(dāng)前值的頻率的高頻磁場(chǎng)來進(jìn)行產(chǎn)生成像回波的RF激發(fā)。
為了估算自旋頻率的當(dāng)前值，對(duì)自旋分開地進(jìn)行RF激發(fā)以測(cè)量FID(自由感應(yīng)衰減)信號(hào)。FID有時(shí)稱為導(dǎo)航回波。通過計(jì)算、從導(dǎo)航回波來確定自旋頻率。
在進(jìn)行用于成像回波的RF激發(fā)之前，可能進(jìn)行用于將物體內(nèi)的自旋狀態(tài)引到預(yù)定狀態(tài)的RF激發(fā)。這種RF激發(fā)有時(shí)稱為預(yù)備。所述用于預(yù)備的RF激發(fā)信號(hào)有時(shí)稱為預(yù)備脈沖。
預(yù)備包括，例如，用于使物體內(nèi)所需區(qū)域中的自旋飽和的空間預(yù)飽和，以及用于使包含在特定分子結(jié)構(gòu)中的自旋飽和的化學(xué)飽和。
而且，在預(yù)備的種類中還包括用于減小來自具有高蛋白質(zhì)濃度的組織的信號(hào)強(qiáng)度的磁化傳遞，以及用于使自旋反轉(zhuǎn)、以便按照IR(inversion recovery，反轉(zhuǎn)還原)技術(shù)來進(jìn)行成像的反轉(zhuǎn)。在獲取導(dǎo)航回波的過程中也執(zhí)行預(yù)備。
圖6是伴有預(yù)備的導(dǎo)航回波收集、導(dǎo)航回波的計(jì)算以及伴有預(yù)備的成像回波收集的時(shí)間表。在圖中省略了梯度磁場(chǎng)施加的時(shí)間。
如所示，伴有預(yù)備的導(dǎo)航回波收集和伴有預(yù)備的成像回波收集是在兩個(gè)相繼的周期中分開執(zhí)行的。每個(gè)周期長(zhǎng)為TR(重復(fù)時(shí)間)。
在較早的周期中，在時(shí)間t1加上預(yù)備脈沖、例如空間預(yù)飽和脈沖。接著，在時(shí)間t2，進(jìn)行用于產(chǎn)生導(dǎo)航回波的RF激發(fā)。接著，從時(shí)間t3到時(shí)間t4，進(jìn)行導(dǎo)航回波收集。
接著，從時(shí)間t5至?xí)r間t6，根據(jù)收集的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算確定自旋頻率。計(jì)算結(jié)果影響在隨后的周期中RF激發(fā)的頻率。
在隨后的周期中，在時(shí)間t7加上預(yù)備脈沖、例如空間預(yù)飽和脈沖。使預(yù)備脈沖的頻率等于在前一周期中通過計(jì)算確定的自旋頻率。
接著，在時(shí)間t8，進(jìn)行用于產(chǎn)生成像回波的RF激發(fā)。使RF激發(fā)的頻率等于在較早的周期中通過計(jì)算確定的自旋頻率。接著，從時(shí)間t9至?xí)r間t10，進(jìn)行成像回波收集。
通過重復(fù)上述操作，依次收集多幅圖像的成像回波。對(duì)于每個(gè)圖像，由圖中省略的梯度磁場(chǎng)對(duì)每個(gè)成像回波進(jìn)行不同的相位編碼。
在上述操作中，對(duì)導(dǎo)航回波的計(jì)算應(yīng)該在導(dǎo)航回波收集之后、直至下一周期的開始的時(shí)段內(nèi)完成。但是，這個(gè)時(shí)段很短，因?yàn)樗侵芷赥R減去預(yù)備、RF激發(fā)以及導(dǎo)航回波收集所需時(shí)間后剩下的部分，所以可用來執(zhí)行計(jì)算的時(shí)間是不夠的。因此，計(jì)算必須加速以便在該時(shí)段內(nèi)完成計(jì)算，否則，如果這不可能，就必須延長(zhǎng)周期TR。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供其中可用于導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)的磁共振信號(hào)獲取方法和裝置、記錄有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這樣的磁共振信號(hào)獲取功能的程序的存儲(chǔ)媒體、以及包括這種磁共振信號(hào)獲取裝置的磁共振成像裝置。
(1)按照解決上述問題的一個(gè)方面，本發(fā)明是執(zhí)行下列步驟的磁共振信號(hào)獲取方法進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波；進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波；以及對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算，以根據(jù)計(jì)算結(jié)果、調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率，該方法的特征在于包括對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波，此后，在兩個(gè)相繼的周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)；以及對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。
在本發(fā)明的這個(gè)方面中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(2)按照解決上述問題的另一方面，本發(fā)明是正如有關(guān)(1)所描述的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于，所述預(yù)備是空間預(yù)飽和。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于空間預(yù)飽和的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于空間預(yù)飽和的RF激發(fā)，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(3)按照解決上述問題的又一方面，本發(fā)明是正如關(guān)于(1)所描述的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于，所述預(yù)備是化學(xué)飽和。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波、此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于化學(xué)飽和的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波、此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于化學(xué)飽和的RF激發(fā)，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(4)按照解決上述問題的再一方面，本發(fā)明是正如關(guān)于(1)所描述的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于，所述預(yù)備是磁化傳遞。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于磁化傳遞的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于磁化傳遞的RF激發(fā)，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(5)按照解決上述問題的又一方面，本發(fā)明是正如關(guān)于(1)所描述的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于，所述預(yù)備是反轉(zhuǎn)。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波、此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于反轉(zhuǎn)的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波、此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于反轉(zhuǎn)的RF激發(fā)，所以，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(6)按照解決上述問題的再一方面，本發(fā)明是使用靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)從物體獲取磁共振信號(hào)的磁共振信號(hào)獲取裝置，其特征在于所述裝置包括進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)的預(yù)備裝置；用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、而且用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波的回波獲取裝置；用于對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；用于根據(jù)所述計(jì)算的結(jié)果來調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率的頻率調(diào)整裝置；以及控制裝置、它用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行導(dǎo)航回波獲取、此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期之一中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，而且用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行成像回波獲取、此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波、此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，所以，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(7)按照解決上述問題的又一方面，本發(fā)明是以計(jì)算機(jī)可讀方式記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行下列功能的程序的記錄媒體進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)、接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波；進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)、接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波；以及對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算，以根據(jù)計(jì)算結(jié)果、調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率，該記錄媒體的特征在于所述程序使計(jì)算機(jī)對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波，此后，在兩個(gè)相繼的周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)；以及對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于記錄在記錄媒體上的程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、此后在兩個(gè)相繼的周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，以及對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波、此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)這些功能，所以從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
(8)按照解決上述問題的又一方面，本發(fā)明是使用靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)從物體獲取磁共振信號(hào)、并且基于所述獲取的磁共振信號(hào)構(gòu)成圖像的磁共振成像裝置，其特征在于用于獲取所述磁共振信號(hào)的裝置包括進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)的預(yù)備裝置；用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、而且用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波的回波獲取裝置；用于對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；用于根據(jù)所述計(jì)算的結(jié)果來調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率的頻率調(diào)整裝置；以及控制裝置，它用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行導(dǎo)航回波獲取、此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期之一中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)、而且用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行成像回波獲取、此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。
在這個(gè)方面的本發(fā)明中，由于RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，以及RF激發(fā)作用在物體內(nèi)自旋上并且獲得成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)，從導(dǎo)航回波獲取到下個(gè)周期的開始的時(shí)段長(zhǎng)，因而可用于對(duì)導(dǎo)航回波計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)。
因此，本發(fā)明可以提供其中可用于對(duì)導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間長(zhǎng)的磁共振信號(hào)獲取方法和裝置，其上記錄了使計(jì)算機(jī)執(zhí)行這種磁共振信號(hào)獲取功能的程序的記錄媒體，以及包括這種磁共振信號(hào)獲取裝置的磁共振成像裝置。
從如附圖所示的本發(fā)明的最佳實(shí)施例的下列描述中，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)清楚明白。
圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施例的裝置的框圖。
圖3是說明由

圖1或者2中所示裝置執(zhí)行的示例性脈沖序列的示意圖。
圖4是說明由圖1或者2中所示的裝置執(zhí)行的示例性脈沖序列的示意圖。
圖5是圖1或2中所示裝置的操作的時(shí)間表。
圖6是常規(guī)裝置的操作的時(shí)間表。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。圖1是作為本發(fā)明的實(shí)施例的磁共振成像裝置的框圖。該裝置的結(jié)構(gòu)代表按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。該裝置的操作代表按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
如圖1中所示，本裝置具有磁系統(tǒng)100。所述磁系統(tǒng)100具有主磁場(chǎng)線圈部分102、梯度線圈部分106以及RF(射頻)線圈部分108。這些線圈部分具有大體上圓筒形的形狀并且是同心放置的。把要成像的物體300擱在托架500上并且通過未示出的運(yùn)載裝置將其運(yùn)進(jìn)及運(yùn)出磁系統(tǒng)100的大體上圓筒形的內(nèi)部空間(膛)。
主磁場(chǎng)線圈部分102在磁系統(tǒng)100的內(nèi)部空間中產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)。靜態(tài)磁場(chǎng)的方向一般與物體300的體軸的方向平行。也就是說，產(chǎn)生“水平”磁場(chǎng)。主磁場(chǎng)線圈部分102是用例如超導(dǎo)線圈制造的。容易驗(yàn)證，主磁場(chǎng)線圈部分102不限于超導(dǎo)線圈，而是可以用普通的導(dǎo)電線圈等來制造。
梯度線圈部分106產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)以把梯度賦予靜態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度。要產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)是以下三種分層梯度磁場(chǎng)、相位編碼梯度磁場(chǎng)以及讀出梯度磁場(chǎng)。梯度線圈部分106具有對(duì)應(yīng)這三種梯度磁場(chǎng)的三種梯度線圈，未示出。在下文中梯度磁場(chǎng)有時(shí)簡(jiǎn)稱為梯度。三種梯度磁場(chǎng)分別在三個(gè)互相垂直的方向上賦予靜態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度相應(yīng)的梯度。
RF線圈部分108產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，用以在靜態(tài)磁場(chǎng)空間中激發(fā)在物體300內(nèi)的自旋。在下文中，產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)有時(shí)稱為發(fā)射RF激發(fā)信號(hào)。RF線圈部分108還接收電磁波，即由激發(fā)的自旋產(chǎn)生的磁共振信號(hào)。
RF線圈部分108具有未示出的發(fā)射和接收線圈。對(duì)于發(fā)射和接收線圈，可以使用相同的線圈或者分開的專用線圈。
梯度線圈部分106與梯度驅(qū)動(dòng)部分130連接。梯度驅(qū)動(dòng)部分130把驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給梯度線圈部分106以產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)。梯度驅(qū)動(dòng)部分130具有對(duì)應(yīng)于梯度線圈部分106中的三種梯度線圈的三種未示出的驅(qū)動(dòng)電路。
RF線圈部分108與RF驅(qū)動(dòng)部分140連接。RF驅(qū)動(dòng)部分140提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)至RF線圈部分108以發(fā)出RF激發(fā)信號(hào)，由此激發(fā)物體300內(nèi)的自旋。
RF線圈部分108與數(shù)據(jù)收集部分150連接。數(shù)據(jù)收集部分150收集通過RF線圈部分108接收的接收信號(hào)，并且以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來收集這些信號(hào)。
接收信號(hào)包括兩種，即導(dǎo)航回波和成像回波，并且收集關(guān)于這些回波的各個(gè)數(shù)據(jù)。下文中，有關(guān)導(dǎo)航回波的數(shù)據(jù)有時(shí)簡(jiǎn)稱為導(dǎo)航回波，有關(guān)成像回波的數(shù)據(jù)有時(shí)簡(jiǎn)稱為成像回波。
梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140和數(shù)據(jù)收集部分150與控制部分160連接?？刂撇糠?60控制梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140和數(shù)據(jù)收集部分150以實(shí)現(xiàn)成像?？刂撇糠?60還調(diào)整來自RF驅(qū)動(dòng)部分140的輸出信號(hào)的頻率、即RF激發(fā)頻率。
控制部分160是例如用計(jì)算機(jī)構(gòu)成的?？刂撇糠?60具有未示出的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)控制部分160所用的程序和幾種數(shù)據(jù)?？刂撇糠?60的功能是通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序來實(shí)現(xiàn)的。
數(shù)據(jù)收集部分150的輸出連接到數(shù)據(jù)處理部分170。把數(shù)據(jù)收集部分150收集的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理部分170。數(shù)據(jù)處理部分170是例如用計(jì)算機(jī)構(gòu)成的。數(shù)據(jù)處理部分170具有未示出的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理部分170所用的程序和幾種數(shù)據(jù)。本裝置的功能是通過數(shù)據(jù)處理部分170執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序來實(shí)現(xiàn)的。
包括磁系統(tǒng)100、梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140、數(shù)據(jù)收集部分150、控制部分160和數(shù)據(jù)處理部分170的部分是本發(fā)明的磁共振信號(hào)獲取裝置的實(shí)施例。裝置的結(jié)構(gòu)代表按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。裝置的操作代表按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
數(shù)據(jù)處理部分170把從數(shù)據(jù)收集部分150輸入的導(dǎo)航回波和成像回波存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在存儲(chǔ)器中形成存儲(chǔ)成像回波的數(shù)據(jù)空間。該數(shù)據(jù)空間構(gòu)成二維傅立葉空間。數(shù)據(jù)處理部分170在二維傅立葉空間中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二維反傅立葉變換，以產(chǎn)生(重顯)物體300的圖像。在下文中，二維傅立葉空間有時(shí)稱為k-空間。數(shù)據(jù)處理部分170根據(jù)從數(shù)據(jù)收集部分150輸入的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算得出自旋的頻率和相位。
數(shù)據(jù)處理部分170連接到控制部分160。數(shù)據(jù)處理部分170在控制部分160之上并且控制它。把從基于導(dǎo)航回波的計(jì)算得到的自旋的頻率和相位輸入到控制部分160，作為調(diào)整RF激發(fā)信號(hào)的頻率的信息。
數(shù)據(jù)處理部分170與顯示部分180和操作部分190相連。顯示部分180包括圖像顯示器等。操作部分190包括鍵盤等并且配備有指示器。
顯示部分180顯示重顯的圖像和幾種從數(shù)據(jù)處理部分170輸出的信息。操作部分190由用戶來操作，并且操作部分190向數(shù)據(jù)處理部分170輸入幾種命令、信息等。用戶經(jīng)由顯示部分180和操作部分190交互地操作本裝置。
圖2是作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的另一類型的磁共振成像裝置的框圖。裝置的結(jié)構(gòu)代表按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。裝置的操作代表按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
圖2中所示裝置具有與圖1中所示裝置不同類型的磁系統(tǒng)100’。由于除了磁系統(tǒng)100’之外，該裝置具有與圖1中所示裝置類似的結(jié)構(gòu)，所以用類似的標(biāo)號(hào)表示類似的部分，并且刪去其說明。
磁系統(tǒng)100’具有主磁場(chǎng)磁體部分102’、梯度線圈部分106’以及RF線圈部分108’。主磁場(chǎng)磁體部分102’和線圈部分每個(gè)均含有一對(duì)隔開一定空間互相對(duì)置的構(gòu)件。這些部分具有大體上盤狀的形狀并且放置成具有共同的中心軸。把物體300擱在托架500上，通過運(yùn)載裝置(未示出)將其運(yùn)入及運(yùn)出磁系統(tǒng)100’的內(nèi)部空間(膛)。
主磁場(chǎng)磁體部分102’在磁系統(tǒng)100’的內(nèi)部空間中產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)。靜態(tài)磁場(chǎng)的方向一般與物體300的體軸的方向垂直。也就是說，產(chǎn)生“垂直”磁場(chǎng)。主磁場(chǎng)磁體部分102’是用例如永磁體制造的。容易驗(yàn)證，主磁場(chǎng)磁體部分102’不限于永磁體，而是可以用超導(dǎo)或者普通導(dǎo)電的電磁鐵等來制造。
梯度線圈部分106’產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)以把梯度賦予靜態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度。要產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)是以下三種分層梯度磁場(chǎng)、讀出梯度磁場(chǎng)以及相位編碼梯度磁場(chǎng)。梯度線圈部分106’具有對(duì)應(yīng)這三種梯度磁場(chǎng)的三種梯度線圈，未示出。
RF線圈部分108’發(fā)射用于激發(fā)在靜態(tài)磁場(chǎng)空間中的物體300內(nèi)自旋的RF激發(fā)信號(hào)。RF線圈部分108’還接收由激發(fā)的自旋產(chǎn)生的磁共振信號(hào)。
RF線圈部分108’具有未示出的發(fā)射和接收線圈。對(duì)于發(fā)射和接收線圈，可以使用相同的線圈或者分開的專用線圈。
包括磁系統(tǒng)100’、梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140、數(shù)據(jù)收集部分150、控制部分160和數(shù)據(jù)處理部分170的部分是本發(fā)明的磁共振信號(hào)獲取裝置的實(shí)施例。裝置的結(jié)構(gòu)代表按照本發(fā)明的裝置的實(shí)施例。裝置的操作代表按照本發(fā)明的方法的實(shí)施例。
圖3說明由圖1或圖2中所示裝置執(zhí)行的成像回波獲取所用的示例性脈沖序列。所述脈沖序列是用于獲取作為成像回波的梯度回波的序列。
具體來講，(1)是用于RF激發(fā)的α°脈沖的序列，而(2)、(3)、(4)和(5)分別是分層梯度Gs、讀出梯度Gr、相位編碼梯度Gp以及梯度回波MR的序列。應(yīng)該注意，α°脈沖是由其中心信號(hào)來表示的。脈沖序列沿時(shí)間軸t從左至右進(jìn)行。
如所示，α°脈沖影響自旋的α°激發(fā)。其中α不大于90。同時(shí)，加上分層梯度Gs以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定層的選擇生激發(fā)。
在α°激發(fā)之后，通過相位編碼梯度Gp來對(duì)自旋進(jìn)行相位編碼。接著，通過讀出梯度Gr使自旋先移相、隨后再定相以產(chǎn)生梯度回波MR。梯度回波MR是具有關(guān)于回波中心對(duì)稱的波形的RF信號(hào)。從α°激發(fā)開始經(jīng)過TE(回波時(shí)間)之后發(fā)生中心回波。梯度回波MR是成像回波。
通過數(shù)據(jù)收集部分150收集梯度回波MR作為圖像數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)收集后，在與上述方向相反的方向上加上相位編碼梯度Gp，以產(chǎn)生使相位編碼回到零的“重繞”。而且，加上讀出梯度Grc以使自旋產(chǎn)生相移。讀出梯度是所謂的“整形器(crusher)”。
這樣的脈沖序列重復(fù)64-256次。每次重復(fù)時(shí)改變相位編碼梯度Gp以便每次提供不同的相位編碼。因此，在k-空間中獲得64-256幅圖像的圖像數(shù)據(jù)。
把由圖3的脈沖序列得到的圖像數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)處理部分170的存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)處理部分170對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行二維反傅立葉變換以重顯物體300的層析圖像。
圖4說明由圖1或者圖2中所示裝置執(zhí)行的用于導(dǎo)航回波獲取的示例性脈沖序列。(1)是用于RF激發(fā)的α°脈沖的序列，而(2)、(3)、(4)和(5)分別為分層梯度Gs、讀出梯度Gr、相位編碼梯度Gp以及導(dǎo)航回波MR的序列。應(yīng)該注意，α°脈沖是由其中心信號(hào)來表示的。脈沖序列沿時(shí)間軸t從左至右進(jìn)行。
如所示，α°脈沖進(jìn)行自旋的α°激發(fā)。其中α不大于90。同時(shí)，加上分層梯度Gs以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定層的選擇性激發(fā)。
在預(yù)定周期中，通過數(shù)據(jù)收集部分150收集由α°激發(fā)所產(chǎn)生的導(dǎo)航回波MR、即FID信號(hào)。所述數(shù)據(jù)收集周期對(duì)應(yīng)于圖3中所示的用于成像回波的收集周期。
在導(dǎo)航回波收集之后，加上讀出梯度Grd。讀出梯度Grd具有與用于產(chǎn)生圖3中所示梯度回波的讀出梯度Gr相等的整數(shù)值。在梯度之后，加上整形器Grc。在導(dǎo)航回波收集之前沒有加讀出梯度。在整個(gè)所述周期中，沒有施加相位編碼梯度。
在成像回波收集之前進(jìn)行這種導(dǎo)航回波收集，并且通過基于導(dǎo)航回波的計(jì)算以獲得用于RF激發(fā)、或者α°激發(fā)的頻率調(diào)整的數(shù)據(jù)來確定導(dǎo)航回波的頻率和相位以便用于產(chǎn)生成像回波。
當(dāng)在收集成像回波之前進(jìn)行預(yù)備，如空間預(yù)飽和、化學(xué)飽和、磁化傳遞或者反轉(zhuǎn)時(shí)，分別示于圖3和4中的成像回波獲取脈沖序列和導(dǎo)航回波獲取脈沖序列配備有各自的預(yù)備RF激發(fā)序列。
圖5(a)簡(jiǎn)單地表示了配備有預(yù)備RF激發(fā)序列的成像回波獲取、導(dǎo)航回波獲取的示例性時(shí)間圖。
如所示，在兩個(gè)相繼周期TR之一期間，在時(shí)間s1進(jìn)行α°激發(fā)，從時(shí)間s2至s3收集導(dǎo)航回波，此后，在時(shí)間s4進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。通過圖4中所示脈沖序列獲得α°激發(fā)和導(dǎo)航回波收集。在用于預(yù)備的RF激發(fā)中，例如，按照需要加上用于選擇性激發(fā)的分層梯度，在圖中省略了這一點(diǎn)。
涉及α°激發(fā)和導(dǎo)航回波收集的磁系統(tǒng)100(100’)、梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140和數(shù)據(jù)收集部分150構(gòu)成本發(fā)明的回波獲取裝置的實(shí)施例。
涉及用于預(yù)備的RF激發(fā)的磁系統(tǒng)100(100’)、梯度驅(qū)動(dòng)部分130和RF驅(qū)動(dòng)部分140構(gòu)成本發(fā)明的預(yù)備裝置的實(shí)施例。
在另一個(gè)周期中，在時(shí)間s5進(jìn)行α°激發(fā)，從時(shí)間s6至s7收集成像回波，此后，在時(shí)間s7進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。通過圖3中所示的脈沖序列獲得α°激發(fā)和成像回波收集。在用于預(yù)備的RF激發(fā)中，按照需要加上例如在圖中刪去的、用于選擇性激發(fā)的分層梯度。
涉及α°激發(fā)和成像回波收集的磁系統(tǒng)100(100’)、梯度驅(qū)動(dòng)部分130、RF驅(qū)動(dòng)部分140和數(shù)據(jù)收集部分150構(gòu)成本發(fā)明的回波獲取裝置的實(shí)施例。
涉及用于預(yù)備的RF激發(fā)的磁系統(tǒng)100(100’)、梯度驅(qū)動(dòng)部分130和RF驅(qū)動(dòng)部分140構(gòu)成本發(fā)明的預(yù)備裝置的實(shí)施例。
把這兩個(gè)周期作為一個(gè)單元，重復(fù)例如64-512次導(dǎo)航及成像回波獲取。因此，在導(dǎo)航回波收集之后的預(yù)備作為用于隨后周期中的成像回波獲取的預(yù)備，并且在成像回波收集之后的預(yù)備作為用于隨后周期中的導(dǎo)航回波獲取的預(yù)備。
代替在每個(gè)成像回波獲取之前進(jìn)行導(dǎo)航回波獲取，例如通過在某一個(gè)周期中執(zhí)行導(dǎo)航回波獲取、接著在多個(gè)相繼周期中執(zhí)行成像回波獲取，可以以小于成像回波獲取的發(fā)生頻率來執(zhí)行導(dǎo)航回波獲取。同樣在這種情況下，加在前一周期中的預(yù)備以同樣方式作為用于后一周期中的成像回波獲取或者導(dǎo)航回波獲取的預(yù)備。
在導(dǎo)航回波收集之后，從時(shí)間s9到時(shí)間s10進(jìn)行基于收集的導(dǎo)航回波的計(jì)算，如圖5(b)中所示，以估算導(dǎo)航回波的頻率和相位。涉及此計(jì)算的數(shù)據(jù)處理部分170是本發(fā)明的計(jì)算裝置的實(shí)施例。
從數(shù)據(jù)處理部分170把計(jì)算結(jié)果提供給控制部分160?？刂撇糠?60根據(jù)所提供的計(jì)算結(jié)果調(diào)整用于下一周期的RF激發(fā)頻率。涉及頻率調(diào)整的控制部分160是本發(fā)明的頻率調(diào)整裝置的實(shí)施例。
頻率調(diào)整使用于預(yù)備的α°激發(fā)和RF激發(fā)能與在下一周期中起作用的自旋頻率的當(dāng)前值一致。應(yīng)該注意，通過在開始成像之前進(jìn)行的微調(diào)，事先把在第一周期中用于預(yù)備的α°激發(fā)和RF激發(fā)的頻率調(diào)整到適當(dāng)?shù)闹怠?br> 如上所述，在每個(gè)周期中，先進(jìn)行α°激發(fā)，并且收集導(dǎo)航回波或者成像回波，此后，在下一周期中進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)?？刂七@樣的定時(shí)是由控制部分160來執(zhí)行的。涉及定時(shí)控制的控制部分160是本發(fā)明的控制裝置的實(shí)施例。
在本裝置中，如上所描述的這種定時(shí)控制使從導(dǎo)航回波收集結(jié)束到下個(gè)周期開始的時(shí)段與圖6中所示的常規(guī)技術(shù)相比延長(zhǎng)了。因此，可用來對(duì)導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間增加了。因此，可以在時(shí)段內(nèi)完成計(jì)算而不用專門提高計(jì)算速度。而且，不需要延長(zhǎng)周期TR，或者在某些情況下甚至可以減小TR。
用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如上所述的磁共振信號(hào)獲取功能的程序以計(jì)算機(jī)可讀的方式記錄在記錄媒體上。對(duì)于記錄媒體，可以使用例如磁記錄媒體、光記錄媒體、磁光記錄媒體以及其他適當(dāng)類型的記錄媒體中的任何一種。記錄媒體可以是半導(dǎo)體存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)介質(zhì)與本說明書中的記錄媒體同義。
只要不背離本發(fā)明的精神和范圍，可以構(gòu)造本發(fā)明的許多大不相同的實(shí)施例。應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于在說明書中描述的特定實(shí)施例，而是由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種磁共振信號(hào)獲取方法，它執(zhí)行下列步驟進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波；進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波；以及對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算以根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率，其中所述方法包括下列步驟對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行所述RF激發(fā)并且獲得所述導(dǎo)航回波，此后，在兩個(gè)相繼的周期中的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)；以及對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行所述RF激發(fā)并且獲得所述成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)。
2.權(quán)利要求1的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于所述預(yù)備是空間預(yù)飽和。
3.權(quán)利要求1的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于所述預(yù)備是化學(xué)飽和。
4.權(quán)利要求1的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于所述預(yù)備是磁化傳遞。
5.權(quán)利要求1的磁共振信號(hào)獲取方法，其特征在于所述預(yù)備是反轉(zhuǎn)。
6.一種使用靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)獲取來自物體的磁共振信號(hào)的磁共振信號(hào)獲取裝置，其中所述裝置包括進(jìn)行用于對(duì)所述物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)的預(yù)備裝置；用于對(duì)所述物體內(nèi)所述自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、而且用于對(duì)所述物體內(nèi)所述自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波的回波獲取裝置；用于對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；用于根據(jù)所述計(jì)算的結(jié)果來調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率的頻率調(diào)整裝置；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行所述導(dǎo)航回波獲取，此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期之一中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)，而且用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行所述成像回波獲取，此后控制所述預(yù)備裝置以在兩個(gè)相繼周期的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)。
7.權(quán)利要求6的磁共振信號(hào)獲取裝置，其特征在于所述預(yù)備是空間預(yù)飽和。
8.權(quán)利要求6的磁共振信號(hào)獲取裝置，其特征在于所述預(yù)備是化學(xué)飽和。
9.權(quán)利要求6的磁共振信號(hào)獲取裝置，其特征在于所述預(yù)備是磁化傳遞。
10.權(quán)利要求6的磁共振信號(hào)獲取裝置，其特征在于所述預(yù)備是反轉(zhuǎn)。
11.一種以計(jì)算機(jī)可讀方式記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行下列功能的程序的記錄媒體進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波；進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)，接著又進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波；以及對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算以根據(jù)所述計(jì)算結(jié)果調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率，其中所述程序使所述計(jì)算機(jī)對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行所述RF激發(fā)并且獲得所述導(dǎo)航回波，此后在兩個(gè)相繼的周期的一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)；以及對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行所述RF激發(fā)并且獲得所述成像回波，此后在兩個(gè)相繼的周期的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)。
12.權(quán)利要求11的記錄媒體，其特征在于所述預(yù)備是空間預(yù)飽和。
13.權(quán)利要求11的記錄媒體，其特征在于所述預(yù)備是化學(xué)飽和。
14.權(quán)利要求11的記錄媒體，其特征在于所述預(yù)備是磁化傳遞。
15.權(quán)利要求11的記錄媒體，其特征在于所述預(yù)備是反轉(zhuǎn)。
16.一種使用靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)從物體獲取磁共振信號(hào)、并且基于所述獲取的磁共振信號(hào)構(gòu)成圖像的磁共振成像裝置，其中用于獲取所述磁共振信號(hào)的裝置包括進(jìn)行用于對(duì)物體內(nèi)自旋進(jìn)行預(yù)備性激發(fā)的RF激發(fā)的預(yù)備裝置；用于對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波、而且用于對(duì)所述物體內(nèi)的所述自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波的回波獲取裝置；用于對(duì)所述獲得的導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的計(jì)算裝置；用于根據(jù)所述計(jì)算的結(jié)果來調(diào)整所述RF激發(fā)的頻率的頻率調(diào)整裝置；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行所述導(dǎo)航回波獲取，此后控制所述預(yù)備裝置以便在兩個(gè)相繼周期之一中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)，而且用于控制所述回波獲取裝置以執(zhí)行所述成像回波獲取，此后控制所述預(yù)備裝置以便在兩個(gè)相繼周期的另一個(gè)中進(jìn)行用于預(yù)備的所述RF激發(fā)。
17.權(quán)利要求16的磁共振成像裝置，其特征在于所述預(yù)備是空間預(yù)飽和。
18.權(quán)利要求16的磁共振成像裝置，其特征在于所述預(yù)備是化學(xué)飽和。
19.權(quán)利要求16的磁共振成像裝置，其特征在于所述預(yù)備是磁化傳遞。
20.權(quán)利要求16的磁共振成像裝置，其特征在于所述預(yù)備是反轉(zhuǎn)。
全文摘要
為了增加可用于對(duì)導(dǎo)航回波進(jìn)行計(jì)算的時(shí)間,一種方法包括:在兩個(gè)相繼的周期中的一個(gè)中對(duì)物體內(nèi)的自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得導(dǎo)航回波,此后進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā);以及在兩個(gè)相繼的周期中的另一個(gè)中對(duì)所述物體內(nèi)的自旋進(jìn)行RF激發(fā)并且獲得成像回波,此后進(jìn)行用于預(yù)備的RF激發(fā)。
文檔編號(hào)G01R33/48GK1357767SQ0114117
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月26日
發(fā)明者植竹望, 小杉進(jìn) 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司