[发明专利]磁共振成像装置

说明书

本发明涉及利用NMR(核磁共振)原理的磁共振成像装置。

磁共振成像装置利用原子核的共振根据其自旋张驰时间差观测生物细胞组织。这种装置由于能获得具有最佳对比度反映该张驰时间差的图像，故在医学领域的结构形态诊断中是非常有用的。通常，所用的NMR参数包括质子密度P和两种类型的张驰时间。后者为纵向张驰时间(也称为自旋一晶格张驰时间)T1和横向张驰时间(也称为自旋一自旋张驰时间)T2。

适用于依靠MT(磁转移)效应的磁共振成像装置的一种对比度改进技术近年来已为众所周知(例如参见S.P.Wolf和R.S.Balaban在1989年出版的《Mag.Reson.Med.》第10卷第135页，B.S.Hu等人在1992年出版的《Mag.Reson.Med.》第26卷第231页上发表的文章，以及第3-173529号日本专利公告(未审))。该技术根据生物细胞组织中自由水的质子、诸如隔膜和蛋白质一类高分子的质子以及以运动受约束方式围绕生物细胞的水(以下称为受约束水)的质子之间的互作用获得图像对比度。由MT幅度产生的图像对比度称为MTC(磁转移对比度)。预计该MT效应有利于医学诊断，不仅具有改进的图像对比度，而且能反映细胞组织的性能。

按常规，这种MTC图像是运用称为自旋回波技术的一种方法获得的，即将其频带与自由水的谐振频率稍有偏移(即有一个频偏)的初始饱和脉冲，或称为双重标定并具有特定形状的初始饱和脉冲(这些脉冲在此统称为MTC脉冲)加到某个具有梯度回波的图像序列。该双重标定的脉冲是一种具有特定形式的脉冲，其锯齿形频谱不包含自由水的谐振频率，但包含使受约束水的质子产生谐振的频率(见Hore，P.J.于1983年在《J.Magn，Resonance》第54期，第539-542页上发表的“水溶液质子NMR频谱中水抑制的一种新方法》一文)。

横向迅速张驰(即横向张驰时间T2不超过0.5毫秒)且无法用普通方法观测的受约束水的质子，可以使之部分谐振，当用MTC脉冲辐照时就变成饱和。受约束水的质子的饱和间接地影响到当时从自由水的质子获得的NMR信号的强度，而自由水的质子缓慢地横向张驰(例如横向张驰时间T2至少为30毫秒)，由此改变图像对比度。

然而，在常规实践中，当具有较大功率的RF(射频)脉冲作为MTC脉冲施加时，将由包含高频分量的MTC脉冲产生RF加热(与MTC脉冲辐照强度和辐照时间的乘积成正比)。这样，尤其当受检对象为人体时就产生了问题。

本发明已经考虑到上述现有技术的状况，其目的在于提供一种改进的磁共振成像装置。该磁共振成像装置能获得与现有技术所述相同的对比度，但能够抑制因RF加热而增高的温度。

根据本发明，上述目的是通过利用NMR现象的磁共振成像装置实现的，该装置包括：

用以在成像空间内产生一个均匀静磁场的主磁体；

用以产生薄片一选择梯度场脉冲、相位编码梯度场脉冲以及读梯度场脉冲三个梯度场脉冲，其磁强度在成像空间内沿三个正交方向变化的第一至第三梯度场线圈；

用以发送RF信号并检测NMR信号的RF线圈；

一梯度场控制装置，用以使所述第一梯度场线圈以与RF线圈发送RF信号的定时关系产生所述薄片一选择梯度场脉冲，使所述第二梯度场线圈产生所述相位编码梯度场脉冲，使所述第三梯度场线圈实际与响应RF信号所产生的NMR信号同步的方式产生读梯度场脉冲，并在改变所述相位编码梯度场脉冲的同时重复这一脉冲序列；

一RF控制装置，用以使所述RF线圈按脉冲序列发送RF信号，施加一个其频率与自由水质子的谐振频率稍有偏差的RF信号-MTC脉冲，并根据所述相位编码梯度场脉冲的强度变化控制MTC脉冲的辐照强度，使得该辐照强度当相位编码量为小时增大，当相位编码量为大时减小；以及

用以收集由所述RF线圈检测的所述NMR信号的数据，并根据该数据重现一个剖面图像的数据处理器。

当施加了其频率与自由水质子的谐振频率稍有偏移的MTC脉冲时，诸如蛋白质一类高分子的质子以及以运动受约束方式围绕它们的质子，即受约束水的质子的自旋相位被搅乱，质子变成饱和。这样，有关围绕受约束水的自由水质子的自旋方面的相位信息就受到MT效应的互作用的影响。