[发明专利]用于涉及并行MRI的多核MR图像重构的RF天线装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在多核MRI（磁共振成像）系统或者MR（磁共振）扫描器中使用的多核RF天线装置，用于发射用来激发核磁共振（NMR）的RF激发信号（B₁场），和/或用于接收NMR弛豫信号，其中，将RF天线调谐到具有至少两个不同回磁比的例如¹H、¹⁴N、³¹P、¹³C、²³Na、³⁹K、¹⁷O和例如¹²⁹Xe的超极化气体或具有核自旋的其它同位素的至少两个不同种类的核（即，“多核”）的拉莫尔频率。此外，本发明涉及MR图像重构单元，包括该RF天线装置，用于在多核MRI系统或MR扫描器中使用，用于多核MR图像重构。最后，本发明涉及用于特别是借助于以上的RF天线装置来重构多核MR图像的方法，和包括以上的RF天线装置和/或MR图像重构单元的多核MRI系统或MR扫描器。

背景技术

在MRI系统或MR扫描器中，使通常是病人的检查对象暴露于均匀的主磁场（B₀场），以使得检查对象内的核的磁矩倾向于围绕施加的B₀场的轴旋转（拉莫尔旋进），并具有平行于B₀场的所有核的特定净磁化。旋进的速率称为拉莫尔频率，拉莫尔频率取决于涉及的核的特定物理特性和施加的B₀场的强度，特定物理特性即它们的回磁比。回磁比是在核的磁矩与自旋之间的比。

通过发射RF激发脉冲（B₁场），激发了核的自旋并将其引入相位中，并且获得了它们的净磁化从B₀场的方向的偏转，以便产生相对于净磁化的纵向分量的横向分量，RF激发脉冲（B₁场）正交于B₀场，借助于RF发射天线而产生，并与感兴趣的核的拉莫尔频率相匹配。

在RF激发脉冲终止后，净磁化的纵向和横向分量的驰豫过程开始，直到净磁化返回到其平衡状态。借助于MR/RF接收天线来检测由横向驰豫过程发出的MR驰豫信号。

为基于时间的幅度信号的接收到的MR信号被傅立叶变换为基于频率的MR谱信号并被处理以便产生检查对象内的感兴趣的核的MR图像。为了获得检查对象内的切片或体积的空间选择，和接收的从感兴趣的切片或体积发出的MR信号的空间编码，在B₀场上叠加梯度磁场，其具有与B₀场相同的方向，但在正交的x-、y-和z-方向上具有梯度。归因于拉莫尔频率取决于施加在核上的磁场的强度的事实，核的拉莫尔频率相应地沿并随着总的叠加的B₀场的梯度减小而减小（并且反之亦然），以便通过适当地调谐发射的RF激发脉冲的频率（并通过相应地调谐MR/RF接收天线的共振频率），并通过相应地控制梯度场，可以获得在沿x-、y-和z-方向上的每一个梯度的某一位置处的切片内的核的选择，且借此在整体上获得在对象的某一体素内的核的选择。

以上RF（发射和/或接收）天线以所谓的MR体线圈（也称为全身线圈）和所谓的MR表面线圈的形式已知，MR体线圈固定安装在用于成像整个检查对象的MRI系统的检查空间内部，而MR表面线圈直接布置在待检查的局部区或区域上并以例如柔性垫或套管或笼（头部线圈或鸟笼线圈）的形式来构造。

至于检查空间的形状，可以区分两类MRI系统或MR扫描器。第一类是所谓的开放式MRI系统（竖直系统），其包括检查区，并位于竖直C-臂装置的末端之间。第二类是MRI系统，也称为轴向MRI系统，其包括水平延伸的管形或圆柱形检查空间。

US 4,799,016公开了一种双频NMR表面线圈，具有第一圆柱形笼式线圈和第二圆柱形笼式线圈，使第一圆柱形笼式线圈在较低RF频率共振，使第二圆柱形笼式线圈在较高RF频率共振，其中，两个笼式线圈都沿中心轴围绕感兴趣的公共区域，并且较低RF频率是磷的拉莫尔频率且较高RF频率是氢的拉莫尔频率。借此，可以接收并显示对于同一检查对象的来自两个不同种类的核的两个单独的NMR信号。

发明内容