[发明专利]波谱磁共振成像

说明书

技术领域

本发明涉及一种对放在检查容积中的身体进行磁共振成像的设备。

此外，本发明涉及一种MR成像方法以及涉及一种用于MR设备的计算机程序。

背景技术

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、靶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¹⁹F MRI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100ppm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卷积和迭代重建方法。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，本发明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。本发明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B₀不均匀的系统不完整性。

发明内容

根据本发明，公开了一种用于对放在检查容积中的身体进行磁共振成像的MR设备，其包括：用于在检查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。根据本发明，该设备被设置为：