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用于在mr图像获取中进行脂肪抑制的系统制作方法

  • 专利名称
    用于在mr图像获取中进行脂肪抑制的系统制作方法
  • 发明者
    V·德什潘德
  • 公开日
    2011年9月21日
  • 申请日期
    2011年3月17日
  • 优先权日
    2010年3月17日
  • 申请人
    美国西门子医疗解决公司
  • 文档编号
    A61B5/055GK102188245SQ20111006440
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统,包括RF信号发生器,用于使用用于回波结构的一个或多个RF脉冲来生成MR脉冲序列中的 RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在所述RF激励脉冲之后的RF重聚焦脉冲;磁场切片选择梯度发生器,用于生成第一和第二不同的切片选择磁场梯度以用于分别与所述RF激励脉冲和所述RF重聚焦脉冲一起对应使用,所述第一和第二不同的切片选择磁场梯度具有基本不同的幅度;以及MR成像控制单元,用于引导使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取2.根据权利要求1所述的系统,其中所述RF信号发生器、磁场切片选择梯度发生器以及MR成像控制单元在MR成像装置中3.根据权利要求1所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成具有相反极性的第一和第二不同的切片选择磁场梯度,以及所述RF信号发生器生成在所述RF激励脉冲之前应用的频谱选择性脂肪抑制RF脉冲4.根据权利要求1所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第一切片选择磁场梯度,所述第一切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第二切片选择梯度导致的空间失配的总和5.根据权利要求4所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第二切片选择磁场梯度,所述第二切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第一切片选择梯度导致的空间失配的总和6.根据权利要求1所述的系统,其中所述RF信号发生器生成一连串重聚焦脉冲7.根据权利要求6所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成对交替的重聚焦脉冲不同的切片选择梯度幅度8.根据权利要求1所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第一切片选择磁场梯度,所述第一切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第二切片选择梯度导致的空间失配的总和,所述磁场切片选择梯度发生器生成第二切片选择磁场梯度,所述第二切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第一切片选择梯度导致的空间失配的总和,以及使用一连串重聚焦脉冲而不是仅仅两个重聚焦脉冲,以及切片选择梯度幅度对交替的重聚焦脉冲是不同的9.根据权利要求1所述的系统,其中所述RF信号发生器生成在所述RF激励脉冲之前的频谱选择性脂肪抑制RF脉冲10.根据权利要求1所述的系统,其中所述RF信号发生器忽略在所述RF激励脉冲之前的频谱选择性脂肪抑制RF脉冲的使用11.一种用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统,包括RF信号发生器,用于生成自旋回波信号结构形式的RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在所述RF激励脉冲之后的RF重聚焦脉冲;磁场切片选择梯度发生器,用于生成与所述RF激励脉冲一起应用的第一切片选择磁场梯度以及用于生成与所述RF重聚焦脉冲一起应用的第二切片选择磁场梯度,所述第一和第二不同的切片选择磁场梯度具有基本不同的幅度和相反的极性;以及MR成像控制单元,用于引导使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取12.根据权利要求11所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第一切片选择磁场梯度,所述第一切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第二切片选择梯度导致的空间失配的总和13.根据权利要求12所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第二切片选择磁场梯度,所述第二切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第一切片选择梯度导致的空间失配的总和14.根据权利要求11所述的系统,其中所述RF信号发生器生成一连串重聚焦脉冲15.根据权利要求14所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成对交替的重聚焦脉冲不同的切片选择梯度幅度16.根据权利要求11所述的系统,其中所述磁场切片选择梯度发生器生成第一切片选择磁场梯度,所述第一切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第二切片选择梯度导致的空间失配的总和,所述磁场切片选择梯度发生器生成第二切片选择磁场梯度,所述第二切片选择磁场梯度具有如下幅度该幅度被选择为使得脂肪的空间失配至少是切片厚度与由于第一切片选择梯度导致的空间失配的总和,以及使用一连串重聚焦脉冲而不是仅仅两个重聚焦脉冲,以及切片选择梯度幅度对交替的重聚焦脉冲是不同的17.根据权利要求11所述的系统,其中所述RF信号发生器生成在所述RF激励脉冲之前应用的频谱选择性脂肪抑制RF脉冲18.根据权利要求11所述的系统,其中所述RF信号发生器忽略在所述RF激励脉冲之前的频谱选择性脂肪抑制RF脉冲的使19.一种用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的方法,包括下列行为 生成以自旋回波信号布置的RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在所述RF激励脉冲之后的RF重聚焦脉冲;生成第一和第二不同的切片选择磁场梯度以用于分别与所述RF激励脉冲和所述RF重聚焦脉冲一起对应使用,所述第一和第二不同的切片选择磁场梯度具有基本不同的幅度; 以及控制使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取20.根据权利要求19所述的方法,包括下述行为生成具有相反极性的第一和第二不同的切片选择磁场梯度
  • 技术领域
    本发明涉及用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:用于在mr图像获取中进行脂肪抑制的系统的制作方法在身体和乳腺MR应用中的弥散成像使用自旋回波EPI (回波平面成像)脉冲序列来执行。可以使用双重重聚焦或标准Mejskal Tarmer弥散方案(单个聚焦)来获取数据。 经常期望在这样的获取中抑制脂肪信号,因为未抑制的脂肪信号导致所得到的图像中的空间位移和重影。已知的用于脂肪抑制的方法包括在EPI (回波平面成像)激励脉冲之前使用频谱选择性脂肪抑制脉冲、频谱选择性部分反转恢复(SPIR)或频谱绝热反转脉冲(SPAm) 中的任一个。水激励是另一种抑制脂肪信号的选项。已知方法依靠相对同质的场BO来获得良好的脂肪抑制。如果BO存在改变,则以上方法无法获得良好的脂肪抑制。根据本发明原理的系统解决了改进在MR图像获取中的脂肪抑制以及相关问题。
一种系统改进了使用MR脉冲序列的MR图像获取中的脂肪抑制,该MR脉冲序列使用一个或多个RF脉冲来为EPI的RF脉冲(较低带宽RF脉冲)形成回波(例如自旋回波或激发回波)和不同的切片选择梯度幅度,连同切片选择梯度反转,来改进在自旋回波EPI弥散成像中的脂肪抑制。一种用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统包括RF信号发生器, 用于生成自旋回波信号结构(formation)形式的RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在所述RF 激励脉冲之后的RF重聚焦脉冲。磁场切片选择梯度发生器生成第一和第二不同的切片选择磁场梯度,用于分别与RF激励脉冲和RF重聚焦脉冲一起对应使用,该第一和第二不同的切片选择磁场梯度具有基本不同的幅度和/或极性。MR成像控制单元使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度来指引基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取。图1示出根据本发明原理的用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统。图2示出指示根据本发明原理的、如何对于激励和重聚焦脉冲使用不同的切片选择梯度来获得脂肪信号抑制的图示。图3示出指示根据本发明原理的、如何对于激励和重聚焦脉冲使用不同的切片选择梯度并对于重聚焦脉冲使用经反转的切片选择梯度来获得脂肪信号抑制的图示。图4示出根据本发明原理的提供改进的脂肪抑制的脉冲序列。图5示出根据本发明原理的、利用下述(a) - (c)方案获取的MRI图像(a)标准脂肪抑制方案;(b)利用重聚焦脉冲的切片选择梯度的梯度反转的脂肪抑制;以及(C)重聚焦脉冲的切片选择梯度的梯度反转以及使用低带宽激励脉冲(也就是低切片选择梯度的激励脉冲)的脂肪抑制。 图6示出根据本发明原理的、由用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统执行的过程的流程图。一种系统改进在使用MR脉冲序列的MR图像获取中的脂肪抑制,该MR脉冲序列使用一个或多个RF脉冲来形成回波和低带宽激励RF脉冲。该系统有利地对EPI的RF脉冲 (也称为低带宽激励)使用不同的切片选择梯度幅度,连同切片选择梯度反转,来改进自旋回波EPI弥散成像中的脂肪抑制。当质子自旋返回到它们在初始激励RF脉冲之后所具有的相同的起始相位时,应用RF重聚焦脉冲。自旋回波序列使用例如180°脉冲以重聚焦质子自旋来生成信号回波,并且梯度回波序列使用重聚焦梯度来最大化剩余的横向磁化。图1示出用于进行脂肪信号抑制的MR成像的系统10。系统10将自旋回波用于信号生成来改进脉冲序列中的脂肪抑制。在一个实施例中,该系统使用自旋回波弥散EPI序列。通过使用具有不同的切片选择梯度的激励和重聚焦脉冲,例如通过使用低带宽EPI激励RF脉冲和高带宽重聚焦脉冲,来改进脂肪抑制。可替代地,可以使用高带宽激励脉冲和低带宽重聚焦脉冲。这两个脉冲的切片选择梯度幅度有利地是不同的。基本场磁体1生成在时间上恒定的强磁场,以用于对象的检查区域中的核自旋的极化或对准,所述对象的检查区域诸如例如待检查的人体的一部分。在球形测量体积M中提供磁共振测量所需的基本磁场的高同质性,该球形测量体积M例如是将待检查的人体的部分引入到其中的体积。为了满足同质性需要以及尤其为了消除时不变影响,在适当位置处安装由铁磁材料制成的勻场板。通过勻场线圈2来消除时变影响,该勻场线圈2由勻场电流源15来控制。在基本磁场1中,使用由例如三个绕组构成的圆柱形梯度线圈系统3。通过放大器 14向每个绕组提供电流,以便在笛卡尔坐标系的相应方向上生成线性梯度场。梯度场系统 3的第一绕组生成在χ方向上的梯度(}x,第二绕组生成在y方向上的梯度Gy,以及第三绕组生成在ζ方向上的梯度Gz。每个放大器14包含数模转换器,该数模转换器由序列控制器18 控制以在适当时间生成梯度脉冲。在梯度场系统3内定位射频(RF)线圈4,这些射频(RF)线圈4将由射频功率放大器16经由多路复用器6发射的射频脉冲转换为交变磁场,以便激励待检查对象或待检查对象的区域的核以及对准待检查对象或待检查对象的区域的核自旋。在一个实施例中,RF线圈4包括沿着对应于患者长度的体积M的长度分段排列的多个RF线圈的子集或基本上多个RF线圈的全部。此外,线圈4的各段RF线圈包括多个RF线圈,所述多个RF线圈提供被并行用于生成单个MR图像的RF图像数据。向RF线圈4应用RF脉冲信号,RF线圈4作为响应产生磁场脉冲,所述磁场脉冲将所成像的身体中的质子的自旋旋转90°或旋转180° 以用于所谓的“自旋回波”成像,或旋转小于或等于90°的角度以用于所谓的“梯度回波” 成像。响应于所应用的RF脉冲信号,RF线圈4接收MR信号,也就是当身体内激励的质子返回到通过静态和梯度磁场建立的均衡位置时来自所述激励的质子的信号。将包括通过RF线圈4接收的核自旋回波信号作为由进动核自旋产生的交变场的MR信号转换为电压,该电压经由放大器7和多路复用器6提供给射频系统22的射频接收器处理单元8。该射频系统22在RF信号传输模式下操作以激励质子,以及在接收模式下操作以处理所得到的RF回波信号。在传输模式下,系统22经由传输通道9传输RF脉冲以启动在体积M中的核磁共振。特别地,系统22处理与脉冲序列相关联的相应RF回波脉冲,该脉冲序列由系统计算机20连同序列控制器18使用以提供数字表示的复数数字序列。该数字序列经由高频系统22中的数模转换器12被提供作为实部和虚部,并且从该数模转换器12被提供到传输通道9。在传输通道9中,利用射频载波信号来调制所述脉冲序列,该射频载波信号具有对应于在测量体积M中的核自旋的共振频率的基频。从传输到接收操作的转换经由多路复用器6来完成。RF线圈4发射RF脉冲来激励在测量体积M中的核质子自旋并获取得到的RF回波信号。相应地获得的磁共振信号在相位敏感方式下在RF系统22的接收器处理单元8中进行解调,并且经由相应的模数转换器11转换成测量信号的实部和虚部,以及通过成像计算机17进行处理。成像计算机17根据经过处理的所获取的RF回波脉冲数据来重建图像。在系统计算机20的控制下,执行RF 数据、图像数据和控制程序的处理。响应于预定的脉冲序列控制程序,序列控制器18控制期望脉冲序列的生成以及k-空间的相应扫描。尤其,序列控制器18控制磁梯度在适当时间的切换、具有确定相位和幅度的RF脉冲的传输、以及RF回波数据形式的磁共振信号的接收。合成器19确定RF系统22和序列控制器18的操作的时序。由用户经由终端(控制台) 21执行用于生成MR图像的适当控制程序的选择以及所生成的核自旋图像的显示,该终端 (控制台)21包含键盘以及一个或多个屏幕。系统10使用磁场梯度和射频激励来创建图像。 系统计算机20将获取的k-空间数据转化到笛卡尔栅格上,并且三维傅立叶变换(3DFT)方法被用于处理数据以形成最终图像。系统计算机20在获取具有抑制的脂肪信号的图像时自动地(或者响应于经由终端21输入的用户命令)采用并引导系统10的MR成像装置。RF系统22 (RF信号发生器) 生成自旋回波信号结构形式的RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在该RF激励脉冲之后的RF 重聚焦脉冲。包括磁场切片选择梯度发生器的磁梯度场系统3生成第一和第二不同的切片选择磁场梯度,以分别对应地与RF激励脉冲和RF重聚焦脉冲一起使用。该第一和第二不同的切片选择磁场梯度有利地具有基本不同的幅度。系统计算机20的MR成像控制单元引导使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取。如果应用具有不同的切片选择梯度强度的切片选择磁场梯度,则化学位移响应于激励和重聚焦脉冲而导致脂肪信号和水信号的不同的空间位移,从而防止脂肪信号的重聚焦。如果脉冲之一的切片选择梯度足够低(对应于脉冲足够长),则存在有利改进的(以及可能是基本完美的)脂肪抑制。所需的、作为重聚焦脉冲带宽的函数的带宽是
脂肪位移切片厚度+脂肪位移·(1)


本发明涉及一种用于在MR图像获取中进行脂肪抑制的系统。一种用于在MR成像中进行脂肪信号抑制的系统包括RF信号发生器,用于使用用于回波信号结构的一个或多个RF脉冲来生成在MR脉冲序列中的RF脉冲,包括RF激励脉冲以及在所述RF激励脉冲之后的RF重聚焦脉冲。磁场切片选择梯度发生器生成第一和第二不同的切片选择磁场梯度以用于分别与所述RF激励脉冲和所述RF重聚焦脉冲一起对应使用,所述第一和第二不同的切片选择磁场梯度具有基本不同的幅度。MR成像控制单元引导使用所生成的RF脉冲和不同的切片选择磁场梯度基本抑制了脂肪信号的MR成像数据的获取。



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