[发明专利]使用单个和多个通道接收器线圈的用于同时多切片磁共振成象的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求名为“使用单个和多个通道接收器线圈的用于同时多切片磁共振成象的方法（Method for Simultaneous Multi-Slice Magnetic Resonance Imaging Using Single and Multiple Channel Receiver Coils）”、2010年2月25日申请的、申请系列号61/308,170的美国临时申请的优先权。

关于美国联邦政府资助研究的声明

根据美国国立卫生研究院资助的基金EB007827，本发明得到美国政府的支持。政府在本发明中具有特定权利。

发明背景

本发明的领域是磁共振成像（“MRI”）方法与系统。更特定地，本发明涉及同时多切片MRI的方法与系统，其中采用单个或多个通道接收器线圈来同时采集来自多个切片（slice）位置的图像数据。

MRI利用核磁共振（NMR）现象来产生图像。当诸如人体组织之类的物质经受均匀磁场（极化场B₀）时，该组织内的核子的各磁矩试图与该极化场对齐，但在其特征拉莫尔频率下以随机顺序围绕该极化场旋进。如果物质或组织经受在x-y平面内且接近拉莫尔频率的磁场（激励场B₁），那么净对齐磁矩M_z可被旋转或“偏转”至x-y平面，从而产生净横向磁矩M_xy。在激励信号B₁被终止后，通过激励的核子或“自旋”来发射信号，并且该信号可被接收并处理以形成图像。

当使用这些“MR”信号来产生图像时，为信号的空间编码而采用磁场梯度（G_x、G_y、和G_z）。通常，通过测量周期序列扫描待成像区域，在该测量周期序列中这些梯度根据所使用的具体定位方法而变化。将所得的所接收的MR信号的集合进行数字化并且处理，以利用多种公知的重建技术中的一种来重建图像。

在由脉冲序列器产生的脉冲序列的指示下，进行用于采集每一个MR信号的测量周期。临床上可用的MRI系统存储了这样的脉冲序列库，该脉冲序列可被规定为满足很多不同临床引用的需要。研究型MRI系统包括经临床证明的脉冲序列库，且该系统还可开发新的脉冲序列。

由MRI系统所采集的MR信号是在傅里叶空间（或者经常在本领域中被称为“k-空间”）中检验的对象的信号样本。每一个MR测量周期、或脉冲序列，一般沿着这个脉冲序列的采样轨迹特性采样k-空间的一部分。大多数脉冲序列以有时候被称为“自旋-扭曲”、“傅里叶”、“直线”、或“笛卡尔”扫描的类似光栅扫描的模式在k-空间中采样；然而，其他脉冲序列可沿诸如径向线和螺旋线之类的非-笛卡尔轨迹而采样。

取决于所使用的技术，很多MR扫描目前需要很多分钟来采集被用于产生医学图像的必要的数据。减少这个扫描时间是重要的考量因素，因为所减少的扫描时间增加了病人流动量、改进了病人舒适度、并通过减少运动伪像改进了图像质量。已经研发出了很多不同策略来缩短该扫描时间。

用于缩短扫描时间的一个这样的策略一般被称为“并行MRI”（“pMRI”）。并行MRI技术使用来自射频（“RF”）接收器线圈阵列的空间信息来取代否则必需使用RF脉冲和磁场梯度（诸如相位和频率编码梯度）以序列方式获得的空间编码。该阵列的空间独立的接收器线圈中的每一个携载了特定的空间信息并具有不同的空间灵敏度分布（spatial sensitivity profile）。使用这个信息来获得所接收到的MR信号的完整的空间编码，例如，通过组合从每一个独立线圈接收的同时采集到的数据。通过减少所采集的相位编码的k-空间采样线的数量，同时保持在固定k-空间中所覆盖的最大范围，并行MRI技术允许k-空间的采样不足。相比常规k-空间数据采集，由独立的接收器线圈所产生的独立的MR信号的组合能使对于图像所需的采集时间的减少，所减少的系数相关于接收器线圈的数量。因此，使用多个接收器线圈用于倍增成像速度，而不增加梯度切换速率或RF功率。