[发明专利]梯度和自旋回波磁共振成像中的重影抑制

说明书

本发明涉及对放置在稳定和基本均匀的主磁场中的人体进行磁共振成像的方法，该方法包括：

—施加激励射频脉冲（RF脉冲），对在至少一部分人体中的核偶极矩进行激励;

—施加多个被时间间隔分开的再聚焦RF脉冲;

—在所述时间间隔内切换多个包括梯度磁场的反转的梯度磁场，以便在被激发区域中产生多个磁共振信号;

—测量所述磁共振信号的信号采样值;以及

—将所述信号采样值转换为图像。

本发明还涉及按照这种方法对放置在稳定和基本均匀的主磁场中的人体进行磁共振成像的设备，该设备包括建立主磁场的装置、产生叠加在主磁场上的梯度磁场的装置、将RF脉冲辐射向人体的装置、控制梯度磁场和RF脉冲的产生的控制装置，以及对由RF脉冲序列和被切换的梯度磁场产生的磁共振信号进行接收和取样的装置，所述控制装置准备用于：

—施加激励射频脉冲（RF脉冲），用以对在至少一部分人体中的核偶极矩进行激励;

—施加多个被时间间隔分开的再聚焦RF脉冲;

—在所述时间间隔内切换多个包括梯度磁场的反转的梯度磁场，以便在被激发区域产生多个磁共振信号;

—测量所述磁共振信号的信号采样值;以及

—将所述信号采样值转换为图像。

这种方法可从D.A.Feinberg和K.Oshio在《放射学》杂志第181卷第597-602页（1991年）上出版的论文“GRASE（梯度和自旋回波）MR    imaging：A    new    fast    clinical    imaging    technique”中获知。在这一技术中采用了Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）RF脉冲序列，在出现自旋回波期间，利用梯度反转在该RF脉冲序列中产生了多个场或梯度回波信号。在每对再聚焦RF脉冲之间通过不同的相位编码对信号进行取样。这一技术允许在k-空间中进行快速的取样并在短时间内提供了一完整图像的足够信息。

该已知方法的不足是在测量序列期间出现了一些影响图像质量的因素。例如，这些因素是由于磁铁设计和被成像物体的存在导致的稳定磁场的不均匀性、自旋-自旋弛豫T₂、化学移相（shift）、物体中的移动或（血液）流动以及由于物体磁化率的微观变化引起的T₂效应。这些因素在再现的图像中造成了重影，即图像中的特征在只有几个象素的相对距离处出现一次以上。这些重影在图像中是令人讨厌的，并且会严重地妨碍诊断。

因此，本发明的目的是提供显著地减少了重影并由此干扰较少的依照前言段落中的磁共振成像的方法和设备。

为此，本发明提供了具有以下特征的方法：

梯度磁场和RF脉冲是这样选定和施加的，以便：

—以第一参数基本相同的值测量的信号样值位于k-空间内，该k-空间在k-空间的第一坐标中具有基本相同的值，其中第一干扰因素是该第一参数的函数，

—以第二参数基本相同的值测量的信号样值位于k-空间内，该k-空间在k-空间的第二坐标中具有基本相同的值，其中第二干扰因素是该第二参数的函数，

—以与所述第一和第二参数不同的值测量的样值位于k-空间内，以便所述参数分别对于所述第一和第二坐标逐渐地或单调地增大或减小。

本发明基于这样的认识，即引起重影的物理因素是在测量序列期间各自逐渐成为不同参数的函数的。可以在k-空间中这样排列逐渐成为一个参数的函数的因素，使得该因素可被看作是k-空间坐标之一、比如说k_x轴的基本上单调和连续的函数，并且基本上与其它坐标、比如说在三维MRI（磁共振成像）的情况下的k_y轴、还有k_z轴无关。如果作为另一参数的函数的因素同时位于k-空间内，使得其它参数是另一坐标、比如说k_y轴的基本上单调和连续的函数并且与第一坐标无关，那么与这两个参数相关的干扰因素就被消除了。图像再现之后，在图像中的干扰重影被显著地减少。