[发明专利]在磁共振成像中使用单个连续脉冲操纵水和脂肪信号

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月11日提交的美国临时申请序列号No.61／712,384的优先权，其全部内容通过引用被并入这里。

技术领域

本公开通常涉及采用单个连续脉冲的方法、系统及设备，该单个连续脉冲例如可以用在独立操纵水和脂肪的磁化中。该公开的方法、系统及设备非常适合、但不局限于用在脂肪选择性翻转、水选择性翻转或脂肪抑制T2预备(T2-preparation)模块中。

背景技术

磁共振成像“MRI”)是用来使身体的组织和其他内部结构显现的医学成像技术。组织的成分诸如水、脂肪以及血液均对磁化做出不同的反应，从而这些成分能够在MRI图像中在它们的亮度和强度方面变化。通常，临床医生将寻求使用这些变化来突出感兴趣区域。一种常见的技术是限制MRI图像中脂肪的强度使得脂肪显得暗，而非脂肪结构表现为黑与白之间的灰色阴影。

一种用于脂肪抑制的最常用技术是复合RF脉冲技术。该技术使用一系列的由小延迟分离的脉冲来产生脂肪和水之间的180相移。该复合RF脉冲技术提供超越其他常规脂肪抑制技术的几个益处。例如，该复合RF脉冲技术不依靠脂肪和水之间的频率分离。因此，该技术可以有效地用于低场MR设置，其中脂肪-水分离是最小的。此外，复合RF脉冲技术还对B1场中的不均匀性相对不敏感。因此，该技术还可用在高场设置中。

复合RF脉冲技术的一个缺陷在于它涉及大的相移，其又要求在该序列的每个脉冲之间相对大的时间延迟。这在存在B0不均一的情况下导致大的相位误差。此外，由于B0不均一随B0场强度增加，相位误差也随该场强度增加。从而，复合RF脉冲技术在B0场强度高的临床设置中将或者执行不佳或者执行失败。例如，该技术可能错误地将水识别为脂肪，并且反之亦然。

发明内容

本发明的实施例通过提供用于采用单个连续脉冲独立操纵水和脂肪磁化的方法、系统和设备解决并克服了一个或多个上述的缺点和缺陷。更具体地，在此描述的单个连续脉冲独立地调节患者或成像样品中的水和脂肪磁化。

依照本发明的一个方面，如在一些实施例中所述的，操纵第一化学物种和第二化学物种的磁共振信号的方法包括确定使第一化学物种所对应的质子自旋相对于第二化学物种所对应的质子自旋获得90度的相移所需的时间。限定具有脉冲振幅和第一恒定相位的第一脉冲部分。还限定具有该脉冲振幅和第二恒定相位的第二脉冲部分，第二恒定相位同第一恒定相位相差90度的倍数。接着，通过串联第一脉冲部分和第二脉冲部分产生单个连续复合脉冲，其中该单个连续复合脉冲具有一持续时间使得第一脉冲部分的中心和第二脉冲部分的中心之间的时间差对应确定的时间。然后，将该单个连续复合脉冲施加到多个射频线圈。在一个实施例中，第一化学物种是脂肪且第二化学物种是水。

单个连续复合脉冲在第一和第二物种的磁化上可提供几个不同的旋转。例如，在一个实施例中，该单个连续复合脉冲将第一化学物种的磁化旋转90度而将第二化学物种的磁化保持在它的原始取向上。在另一实施例中，该单个连续复合脉冲将第一化学物种的磁化从纵向方向旋转到横向平面而沿着纵向方向保持第二化学物种的磁化。在另一实施例中，该单个连续复合脉冲将第一化学物种的磁化旋转90度而将第二化学物种的磁化倒转。在另一实施例中，该单个连续复合脉冲将第一化学物种的磁化从横向平面旋转到纵向方向而将第二化学物种的磁化沿着纵向方向倒转。

在一些实施例中，单个复合脉冲可包括额外的部分。例如，在一些实施例中，上述方法还进一步包括限定具有脉冲振幅和领先恒定相位的领先脉冲部分以及限定具有脉冲振幅和拖尾恒定相位的拖尾脉冲部分，该领先恒定相位同所述第一恒定相位相差90度的倍数。于是生成的单个连续复合脉冲进一步包括先于第一脉冲部分和第二脉冲部分的串联的领先脉冲部分以及跟随第一脉冲部分和第二脉冲部分的串联的拖尾脉冲部分。在一个实施例中，领先脉冲部分和拖尾脉冲部分在生成的单个连续复合脉冲中均具有等于确定的时间的倍数的持续时间。在一个实施例中，领先脉冲部分和拖尾脉冲部分在生成的单个连续复合脉冲中均具有等于确定的时间的持续时间。