[发明专利]用于与磁化率相关的磁场畸变的检测和成像的磁共振方法

说明书

技术领域

本发明涉及对与磁化率(susceptibility)相关的磁场畸变进行成 像的方法和装置，该磁场畸变例如是由介入装置(interventional device)的标记材料、或是由加载(负载)的颗粒或细胞所引起的。 在某些实施方案中，本发明涉及用于从这样的局部磁场畸变中产生 一个阳性信号的方法和装置，该阳性信号的背景用于在磁共振成像 (MRI)扫描过程中跟踪和/或显现介入装置、或用于显现和/或检 测例如由载铁颗粒或细胞所产生的局部场的不均匀性。

背景技术

由标记材料(例如顺磁材料)产生的磁化率诱导的对比度已经 由于它们的广泛的应用而获得了在MRI方面不断增加的兴趣。这些 应用包括，但不限于，细胞示踪、分子成像、或者在介入性MRI 中的(例如)由顺磁材料标记的装置导引。其结果是，已经提出了 许多不同的方法来产生与磁化率相关的NMR图像对比度。一般来 说，这些方法或是基于阴性(信号损失)或是阳性(信号增益)的 对比度，这就是说，在与磁化率相关的磁场畸变中于背景信号之上 减小或增大信号的MR成像序列，该背景信号就是在磁场干扰物 (perturber)的远场中的信号。

然而，局部磁场畸变并非仅由标记材料产生，而是还由组织(例 如气孔，骨组织界面等)之间的磁化率差异产生，这就是说，是在 典型地远离主磁场的等角点的区域内。因此，由标记材料(想要的) 以及在背景中的其他材料(不想要的)产生的与磁化率相关的对比 度信号的辨别是一项具有挑战性的任务。现有技术中的方法经常受 到不需要的背景信号增强的困扰，这限制了它们用于MR导引的临 床介入、细胞示踪和/或分子成像的实际应用。特别地，那些不需要 的背景信号的增强导致假阳性，这可能对于患者的安全具有相当大 的负面影响。

考虑到以上情况，很明显地在本领域中存在一种对于成像方法 和/或装置的需求，这种方法和/或装置解决或至少改善先有技术中 的上述背景信号辨别的缺点。本发明的一个目的是满足本领域中的 这种需求，以及对于普通技术人员来说一旦给予了以下的披露内容 将会变得更加明显的其他需求。

发明内容

总的来说，本发明通过提供一种磁共振成像(MRI)方法来满 足本领域中的上述需求，该方法包括：

提供一种非平衡的稳态自由进动(steady state free precession， SSFP)协议，其中自旋被去定相(dephased)，使得信号在一幅MRI 图像中被抑制，

使具有磁化率的材料经受所述的非平衡的SSFP协议，其中所 述材料造成一种局部的磁场畸变，该磁场畸变产生局部场梯度，

其中所述的局部场梯度对所述去定相的自旋局部地进行补偿， 使得所述去定相的自旋被重新定相(rephased)以提供一个局部信 号。

该信号可以是一种高阳性信号(hyperintense positive signal)。 该协议可以是一种非平衡的SSFP序列，并且这些重新定相的自旋 可以局部地产生一种平衡的SSFP。由此，在一个重复时间(TR) 之内的这些自旋可以被去定相的值为π或大约π或其整数倍，但是， 在一个优选的实施方案中，被去定相的值为2π或大约2π或其整数 倍，例如是4π或大约4π。

这种去定相可以沿读取梯度(Gx)、相位编码梯度(Gy)、层 面选择梯度(Gz)或它们的组合发生。在某些实施方案中，该局部 场梯度可以完全补偿这些去定相的自旋。具有磁化率的材料可以是 抗磁性、顺磁性或铁磁性材料。MRI图像可以是一维、二维或三维 的。

具有磁化率的材料可以是在一个局限的区域之内，并且所述的 非平衡的SSFP协议可以是一种瞬态非平衡的SSFP相位。在该具 有磁化率的材料已经承受了所述瞬态非平衡SSFP相位的一到十个 激励脉冲之后，可以检测到一个信号。该信号可以在约1到30毫 秒内生成，优选在约1到25毫秒内生成，更优选在约1到20毫秒 内、约1到15毫秒内或约1到10毫秒内生成。该具有磁化率的材 料可以是一个移动的局部磁场干扰物的一部分，并且可以生成所述 移动的局部磁场干扰物的一幅投影图像。

附图说明

图1示出先有技术方法的一幅典型的(a)阴性对比度MRI图 像和(b)阳性对比度MRI图像。