[发明专利]具有Dixon类型水/脂肪分离和关于主磁场的不均匀性的先验知识的MRI

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像领域。本发明涉及一种对被置于MR设备的检查体积中的身体的一部分进行MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备并且涉及一种要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

当今，利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像的图像形成MR方法被广泛使用，尤其是在医学诊断领域中，这是因为对于软组织的成像而言，它们在许多方面优于其他成像方法，即，不要求电离辐射并且通常是无创的。

通常根据MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强均匀磁场B₀中，所述磁场B₀的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(一般是z轴)。根据通过施加具有定义的频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)来激励(自旋共振)的磁场强度，磁场B₀能够产生针对个体核自旋的不同的能级。从宏观的角度，个体核自旋的分布产生总体磁化，其能够在磁场B₀垂直于z轴延伸时通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)而被偏转出平衡状态，使得磁化执行关于z轴的进动。进动描绘了锥体的表面，所述锥体的孔径角被称为翻转角。翻转角的大小取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋被从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。

在RF脉冲结束之后，磁化弛豫返回至最初的平衡状态，其中，以第一时间常数T₁(自旋晶格或纵向驰豫时间)再次建立在z方向上的磁化，并且在垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T₂(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化能够借助在MR设备的检查体积之内布置和取向的接收RF线圈通过如下方式来进行探测，即，在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着(由局部磁场不均匀性感应的)核自旋从具有相同相位的有序状态转变到所有相位角被均匀分布(失相)的状态。失相能够借助重聚焦脉冲(例如180°脉冲)来进行补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。

JMRI 1，1991，第521至530页中的文章“Multipoint Dixon Technique for water and fat protopn susceptbility imaign”涉及一种多点Dixon技术。在这一Dixon技术中，采用了保持脂肪复杂性作为单线但是允许线宽不同于水的线宽的谱模型。

发明内容

为了实现身体中的空间分辨率，沿着三个主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加在均匀磁场B₀上，引起自旋共振频率的线性空间相关性。然后，在接收线圈中获取的信号包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称为k-空间数据。k-空间数据通常包括利用不同相位编码而采集的多条线。通过收集若干样本来使每条线数字化。借助傅立叶变换将k-空间数据的集合转换为MR图像。

在MR成像中，常常期望获得关于不同化学物种(诸如水和脂肪)对总体信号的相对贡献的信息，或者抑制它们中的一些的贡献，或者单独或联合地分析它们中的所有的贡献。如果将在不同回波时间处采集的来自两个或更多个对应回波的信息进行组合，能够计算这些贡献。这可以被认作化学位移编码，其中，通过在稍微不同的回波时间处采集几个图像来定义和编码额外的维度，即，化学位移维度。具体地，对于水-脂肪分离而言，这些类型的实验常常被称为Dixon类型测量。借助Dixon成像或Dixon水/脂肪成像，通过计算在不同回波时间处采集的来自两个或更多个对应回波的水和脂肪的贡献能够实现水-脂肪分离。总体而言，这样的分离是可能的，这是因为在脂肪和水中具有氢的已知进动频率差。在其最简单的形式中，通过对“同相”和“异相”数据集的相加或者相减来生成水图像和脂肪图像。然而，当B₀场非均匀性变得更大时，该所谓的2点Dixon技术失效。对于在高B₀场处的许多临床应用而言是这种情况，其中，全局匀场不能够完全补偿局部场变化。开发3点或4点Dixon技术以校正这些场非均匀性。除了水图像和脂肪图像，这些技术还提供B₀场非均匀性图，即，所谓的B₀图。