磁共振成像設備和磁共振圖像產生方法
2023-10-11 17:10:04
專利名稱：磁共振成像設備和磁共振圖像產生方法
技術領域：
本發明涉及磁共振成像設備和磁共振圖像的產生方法，用於通過令對象被檢查區域中特定部分激發或抑制某個特定頻率成分而產生磁共振信號來進行成像。
背景技術：
磁共振成像(MRI)是這樣一種技術通過向處於靜態磁場中的被檢查對象施加梯度磁場和RF波，並且基於以回波的方式從被檢查區域質子發射的磁共振信號產生圖像。
例如，其中一種人們熟悉的磁共振成像技術就是SPSP(光譜-空間)技術，這種技術採集其中特定頻率成分被抑制的磁共振信號，並且根據所述特定頻率成分被抑制的磁共振信號產生圖像(例如，參閱非專利文獻1和2)。
根據SPSP技術，將一系列預先確定的RF波與極化方向作正負振蕩的梯度磁場一起加到被檢查對象上。由此從對象被檢查區域預先確定的部分獲取磁共振信號，所述信號中所需組織(例如脂肪)的頻率成分被抑制。
被檢查區域所需部分的選擇精度一般稱為空間選擇性。此外，抑制磁共振信號中對應於脂肪的頻率一般稱為脂肪抑制，而獲取對應於例如脂肪抑制的特定頻帶的磁共振信號一般稱為頻率選擇性。
Fritz Schick et al.，「Highly Selective Waterand Fat Imaging Applying Multislice Sequences withoutSensitivity to Bl Field Inhomogeneities」，Magnetic Resonance inMedicine，38，pp.269-274(1997)(由Fritz Schick等人寫的「對B1場不均勻性不敏感的應用多層切片序列技術的高選擇性水和脂肪成像」，醫學磁共振，38卷，269-274頁，1997年)[非專利文獻2]J Forster el at.，「Slice-Selective FatSaturation in MR Angiography Imaging Using spatial-SpectralSelective Prepulses」，Journal of Magnetic Resonance Imaging，8(3)，pp.583-589(1998).(Forster等人的「使用空間-頻譜選擇性前脈衝的磁共振血管造影中的選擇性切片脂肪飽和」磁共振成像學報，8卷3期，583-589頁，1998年)在SPSP技術中，可以把用於確定空間選擇性的RF波加到被測對象的時間周期由靜態磁場的幅度決定。因此，如果靜態磁場的幅度受到例如硬體功能的限制，則可以施加RF波的時間周期就因而受到限制。所造成的不利結果是，有時候無法獲得足夠的空間選擇性。
此外，在SPSP技術中，加到對象的梯度磁場的極性正負振蕩變化，由於梯度磁場所造成的剩餘磁化強度的影響，所造成的不利結果是，不能獲得充分的脂肪抑制效果。
發明內容
因此，本發明的一個目的是，提供一種磁共振成像裝置，它能夠緩和對空間和頻率選擇性產生的磁共振信號中的空間選擇性和時間選擇性的限制。
另外，本發明的另一個目的是提供一種磁共振圖像產生方法，它能夠緩和對空間和頻率選擇性產生的磁共振信號中的空間選擇性和時間選擇性的限制。
本發明的磁共振成像設備包括用於把RF波加到對象的處於靜態磁場中的被檢查區域的RF波施加裝置；用於施加梯度磁場以便把位置信息賦予被檢查區域以確定選擇部分的梯度磁場施加裝置；以及用於檢測來自所述選擇部分的質子的磁共振信號，以便根據由所述檢測裝置檢測到的磁共振信號產生所述被檢查區域的圖像數據的檢測裝置，其中，所述磁共振成像設備還包括控制裝置，所述控制裝置以組合的形式利用所述RF波施加裝置、所述梯度磁場施加裝置和所述檢測裝置，並令所述裝置執行第一脈衝序列來抑制或激勵所述選擇部分中的目標質子以及執行第二脈衝序列以便從包括所述選擇部分的區域採集所述磁共振信號，在所述信號中所述目標質子的共振頻率的頻率成分受到抑制或激勵，並且所述控制裝置令所述第一脈衝序列中所述梯度磁場的脈衝中有相同面積不同極性的脈衝具有正負極性的不對稱幅度，並使所述RF波與具有所述較小幅度的極性的每一個所述梯度磁場的脈衝同時被施加。
根據本發明的磁共振成像方法採用磁共振成像的裝置，所述裝置包括用於把RF波加到對象的處於靜態磁場中的被檢查區域的RF波施加裝置和用於施加梯度磁場以便把位置信息賦予被檢查區域以確定選擇部分的梯度磁場施加裝置，以便根據來自所述選擇部分的質子的磁共振信號產生所述被檢查區域的圖像數據，其中，所述磁共振成像方法包括如下的磁共振信號產生步驟由所述RF波施加裝置和所述梯度磁場施加裝置執行脈衝序列，以便抑制或激勵所述選擇部分的目標質子而產生來自包括所述選擇部分的區域的所述磁共振信號，所述磁共振信號中所述目標質子的共振頻率的頻率成分受到抑制或激勵，並且所述磁共振信號產生步驟包括由所述梯度磁場施加裝置施加所述梯度磁場的脈衝，所述梯度磁場脈衝具有相同面積和不同極性並且具有不對稱的正負極性幅度；以及由所述RF波施加裝置施加所述RF波，同時施加所述梯度磁場的每一個脈衝，所述梯度磁場的每一個脈衝具有較小幅度的極性。
在本發明中，控制裝置利用RF波施加裝置和梯度磁場施加裝置的組合，並根據預先確定的脈衝序列來驅動它們，以便抑制或激勵處於被檢查區域的選擇部分的目標質子。在這樣的脈衝序列中，所述控制裝置使梯度磁場施加裝置施加具有相同面積和不同極性並且具有正負極性的不對稱幅度的梯度磁場脈衝，並且使所述RF波施加裝置在施加每一個具有較小幅度的極性的梯度磁場脈衝的同時施加RF波。這樣，可以獲得來自所述選擇部分中被檢查區域的磁共振信號，所述磁共振信號中目標質子的共振頻率的頻率成分受到抑制或激勵。
由所述檢測裝置檢測來自被檢查區域的磁共振信號。
根據本發明，有可能緩和對空間和頻率選擇性產生的磁共振信號中的空間選擇性和頻率選擇性的限制。
本發明適用於利用磁共振信號進行對象成像的磁共振成像應用中。
從下面對在
的本發明的最佳實施例的描述，可以明白本發明的其他目的和優點。
圖1是從總體上表示本發明第一實施例的MR(磁共振)成像裝置的配置的原理方框圖。
圖2是表示在本發明的第一實施例中用來產生磁共振信號的示範的脈衝序列的示意圖。
圖3是表示在本發明的第二實施例中用來產生磁共振信號的示範的脈衝序列的主要部分的示意圖。
圖4是表示剩餘磁化強度磁滯現象的示意圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖來說明本發明的各實施例。
(第一實施例)下面首先說明根據本發明第一實施例的MR(磁共振)成像裝置的示範的配置。
圖1是從總體上表示本發明第一實施例的MR(磁共振)成像裝置100的配置的原理方框圖。
MR成像裝置100包括主體部分110和控制臺部分280。在圖1中，主體部分110用該主體部分的透視圖表示。
主體部分110包括磁體系統和驅動部分250。
磁體系統包括；一對靜磁場產生磁體部分150a和150b；梯度磁場線圈部分160a和160b；以及RF線圈部分180a和180b。每一個部件布置成在主體部分110的外殼141內面對其配對部件。
這些部分布置成每個部件面對其配對部件，並且，例如，從裡到外，按照以下次序設置RF線圈部分180a和180b、梯度磁場線圈160a和160b、靜磁場產生磁體部分150a和150b。在最內部的RF線圈之間形成空腔141a，將對象(未示出)置於這個空腔內適當的位置。
由於圖1所示的MR成像裝置100的外殼141的形狀是大部分敞開的，所以又叫做敞開式MR成像裝置。
驅動部分250包括RF線圈驅動部分12；梯度線圈驅動部分13；數據採集部分14和磁體系統控制部分15。雖然，在圖1為了清晰地顯示它們的連接關係，這些部分都表示成是與主體部分110分離的，但是，實際上它們設置在如主體部分110的外殼141之內。
磁體系統控制部分15連接到RF線圈驅動部分12、梯度線圈驅動部分13和數據採集部分14。
RF線圈驅動部分12和數據採集部分14與RF線圈部分180a和180b連接。梯度線圈驅動部分13連接到梯度磁場線圈160a和160b。
本發明的RF波施加裝置的實施例是由RF線圈部分180a和180b以及RF線圈驅動部分12構成的。本發明的梯度磁場施加裝置的實施例是由梯度磁場線圈160a和160b以及梯度線圈驅動部分13構成的。檢測裝置的實施例由RF線圈部分180a和180b以及數據採集部分14組成。本發明的控制裝置實施例對應於磁體系統控制部分15。
靜態磁場產生磁體部分150a和150b是利用永久磁鐵製造的。所述靜態磁場產生磁體部分150a和150b在空腔141a內互相之間面對面配置。
作為示例，由靜態磁場產生磁體部分150a和150b產生的靜態磁場方向可以定義為y方向，如圖1所示。在本實施例中，由於靜態磁場產生磁體部分150a和150b是面對面配置的，所以y方向就是垂直方向。在垂直方向的靜態磁場有時候稱為垂直磁場。
而且，如圖1所示，垂直於y方向的兩個方向是x方向和z方向。雖然這裡沒有表示，但是在大多數情況下，對象就布置在空腔141a內，使得對象的身體軸線，從頭部到腳趾，與z方向重合。
在目前流行的敞開式MR(磁共振)成像裝置中，靜態磁場的磁場強度的數量級為0.2-0.7泰斯拉(T)。磁場強度為0.2-0.7泰斯拉的系統通常稱為中等偏低的磁場系統。
梯度線圈部分160a和160b有三對梯度線圈，用來把三維位置信息賦予由RF線圈部分180a和180b檢測到的磁共振信號。梯度線圈部分160a和160b使用這些梯度線圈來產生梯度磁場，以便從三個方向，即x、y和z方向令由靜態磁場產生磁體部分150a和150b產生的靜態磁場強度形成梯度。
三個方向上的梯度磁場包括用來在被檢查區域中選擇切片的切片選擇梯度磁場；相位編碼梯度磁場；以及讀出梯度磁場(亦稱為頻率編碼梯度磁場)。
RF線圈部分180a和180b包括發送和接收的RF線圈。發送RF線圈將具有射頻(RF)頻帶的磁場加到躺臥在靜態磁場中的對象的被檢查區域，以便使被檢查區域中的質子的自旋軸線傾斜。下文中射頻(RF)頻帶內的磁場將簡稱為RF波。
當射頻(RF)發送線圈施加RF波完結之後，由於被檢查區域的質子自旋的作用，具有與所施加RF波的頻帶相同的共振頻率的頻率成分的磁共振信號從受檢查的區域再次激發。所述接收RF線圈檢測到來自被檢查區域的磁共振信號。
發送和接收RF線圈可以是同一個線圈，也可以是分開的用途單一的線圈，例如在RF線圈部分180a中的RF線圈用作發送線圈，而在RF線圈部分180b中的RF線圈用作接收線圈。
而且，除了RF線圈部分180a和180b被設置在外殼141之內外，也可以使用與被檢查對象區域，例如頭、腹部或肩部相匹配的專用RF線圈作為發送/接收RF線圈。
例如，RF波的頻率範圍是2.13MHz-85MHz。
梯度線圈驅動部分13向上述三個梯度線圈發送梯度磁場激勵信號，用以產生梯度磁場，以便在靜態磁場強度上面加上三維的梯度。
作為對來自梯度線圈驅動部分13的梯度磁場激勵信號的反應，被驅動的梯度線圈部分160a和160b在靜態磁場強度中產生三維梯度，由此限定了對象中被成像的區域。成像區域定義為由單一的具有一定厚度的截面切片。作為範例，圖1定義了沿著z軸排列的與x-y平面平行的多片切片S。然而，圖1所給出的排列只是一種示例，切片在空腔141a中的位置可以任意確定。
RF線圈驅動部分12向RF線圈部分180a和180b提供RF激勵信號，以便將RF波加到空腔141a中的對象。施加RF波改變了被檢查區域中的質子自旋軸的傾斜方向。
數據採集部分14接收由RF線圈部分180a和180b檢測到的磁共振信號，並且將它們收集起來作為磁共振成像的原始數據。
在數據採集部分14採集完所有成像所需的數據之後，例如，將數據發送到控制臺280中數據處理部分18，這一點後面還要談到。
數據採集部分14還將所接收的磁共振信號的一部分發送到磁體系統控制部分15。
作為對來自MR(磁共振)成像裝置的控制臺280中控制部分17所發出的指令信號的反應，磁體系統控制部分15對RF線圈驅動部分12、梯度線圈驅動部分13和數據採集部分14實施控制，使得RF波、梯度磁場和磁共振信號符合預先確定的脈衝順序。
所述脈衝順序規定了RF波、梯度磁場和磁共振信號在一個時間周期內的脈衝波形(下面為簡單起見稱為脈衝)，而根據所述脈衝順序的規定以脈衝形式出現的RF波激勵信號和梯度磁場激勵信號將從RF線圈驅動部分12和梯度線圈驅動部分13分別輸入到RF線圈部分180a和180b和梯度線圈部分160a和160b。
為控制臺部分280提供了若干種操作，以便得到主體部分110的對象磁共振圖像，包括將命令參數輸入到磁體系統控制部分12和輸入成像初始化命令。
如圖1所示，控制臺部分280包含磁共振成像設備控制部分17、數據處理部分18和顯示部分20。
磁共振成像設備控制部分17連接到數據處理部分18和顯示部分20。數據處理部分18和顯示部分20相連。
而且，數據處理部分18與數據採集部分14連接，而磁共振裝置控制部分17與操作部分19相連。
操作部分19是由例如鍵盤、滑鼠等輸入裝置實現的。由操作控制臺部分280的操作員所發出的命令信號通過操作部分19輸入到磁共振(MR)裝置控制部分17。
磁共振成像設備控制部分17由計算硬體，例如CPU和驅動硬體的軟體，例如程序實現。
程序被存儲在例如由RAM(隨機存取存儲器)和硬磁碟驅動器等實現的存儲部分中(未示出)。
磁共振(MR)裝置控制部分17整體地控制磁體系統控制部分15、數據處理部分18和顯示部分20，以便實現操作員通過操作部分19輸入的命令。如果遇到限制，例如來自主體部分110的硬體限制，磁共振(MR)裝置控制部分17在顯示部分20顯示一條消息，指示所述輸入命令不能夠被執行。
根據操作員通過操作部分19和磁共振(MR)裝置控制部分17輸入的命令，數據處理部分18通過實施預先指定的處理程序，針對來自數據採集部分14的磁共振信號，執行處理過程，包括計算和進行圖像處理，以便產生磁共振圖像。由數據處理部分18所產生的圖像可以存儲在存儲部分(未示出)。
響應來自操作員的要求，數據處理部分18將所產生的圖像恰當地顯示在顯示部分20上。
顯示部分20由監視器，例如液晶顯示屏或CRT(陰極射線管)顯示屏實現。
顯示部分20還顯示工作圖像，以便操縱磁共振(MR)成像裝置100。
具有上述配置的磁共振(MR)成像裝置100可以用來產生對象的磁共振圖像。下面將參照圖2來說明怎樣利用示範的脈衝序列所產生的磁共振信號來產生磁共振圖像。
在圖2所示的脈衝序列中，水平軸從左到右表示時間周期t。圖2所展示的曲線從上到下依次分別表示RF波施加脈衝序列RF；切片選擇梯度磁場施加脈衝序列G_slice；相位編碼梯度磁場施加脈衝序列G_phase；讀出梯度磁場施加脈衝序列G_read；以及磁共振信號的產生序列Signal(信號)。
RF序列代表由RF線圈部分180a和180b向對象施加的RF波波形。
序列G_slice表示由梯度線圈部分160a和160b加到被檢查區域以便在被檢查區域中選出成像切片的切片選擇梯度磁場脈衝的波形。
序列G_phase表示由梯度線圈部分160a和160b加到被檢查區域，用於在對象的相位方向對位置信息進行編碼的梯度磁場相位編碼脈衝的波形。
序列G_read表示由梯度線圈部分160a和160b加到被檢查區域，以便讀出被RF線圈部分180a和180b所發射的RF波所照射的被檢查區域所發射的磁共振信號的梯度磁場讀出脈衝的波形。
序列Signal(信號)表示從被檢查區域發出的並且被RF線圈部分180a和180b檢測到的磁共振信號54。
按照根據目標圖像的像素尺寸預先確定的次數，重複施加RF波以及由相位編碼梯度磁場施加相位編碼的步驟，同時改變相位編碼梯度磁場的幅度。所述過程通過圖2的G_phase序列用多個相位編碼梯度磁場脈衝52表示。
根據第一實施例所產生磁共振信號的脈衝序列被粗略地分為第一脈衝序列PS1和第二脈衝序列PS2，如圖2所示。
第一脈衝序列PS1是僅僅抑制或激勵處於靜磁場的對象中所定義的多個切片中預先確定的一個切片S的某頻率的脈衝序列。
關於能夠按照這種方式以空間和頻率選擇性的方式產生磁共振信號的脈衝序列的例子是使用SPSP(頻率-空間)技術產生的脈衝序列。
作為示例，SPSP技術在前面所講的非專利文獻1和2中有所描述，在這裡就不再加以詳細說明。如圖2的RF波50a和切片選擇梯度磁場脈衝51a所示，這種技術在施加具有預定波形的RF波的同時，按順序施加具有正負極性交變的切片梯度磁場選擇脈衝，以便選出一個區域，在這個區域中目標質子將被抑制或激勵。
在下面的敘述中，作為例子，將選擇脂肪作為目標質子。第一脈衝序列PS1抑制磁共振信號54中脂肪共振頻帶中的頻率成分。然而，如果使用SPSP技術，可以適當修改RF波50a和選擇切片的梯度磁場脈衝51a的波形去激勵脂肪共振頻帶的頻率成分。由於SPSP技術的脈衝序列是頻率選擇性的，所以不但脂肪，而且例如水等物質的共振頻帶的頻率成分都可以被抑制或激勵。
在如SPSP這樣一種採用空間和頻率選擇性的脈衝序列的技術中，其中可以施加用來確定頻率選擇性的RF波50a時間周期TW基本上決定於靜磁場的幅度。例如，如果靜磁場的幅度是0.35泰斯拉(T)，則時間周期約為6-8ms。
為了通過減小切片的厚度S來提高空間選擇性，必須施加較大的切片選擇梯度磁場脈衝51a。但是，選擇切片的梯度磁場脈衝51a的過渡時間周期增大或減小，或傾斜的DK，均受到磁共振(MR)成像裝置100的硬體性能所限制。因此，試圖增加切片選擇梯度磁場脈衝51a將會減小切片選擇梯度磁場脈衝51a中脂肪部分RF波可以施加的實際脈衝的長度RW1。
在目前這個實施例中，為了儘量增加長度WF，把在第一脈衝序列中使用的切片選擇梯度磁場脈衝51a配置成具有同樣的面積和正負極性不對稱的幅度。
說得更具體一點，在切片選擇梯度磁場脈衝51a中，正脈衝PLP的面積和負脈衝PLN的面積是相等的。在當前的實施例中，將每一個脈衝PLP和PLN的面積指定為ar1。而且，正脈衝PLP的極性HT1的幅度和負脈衝PLN的極性的幅度HT2是不同的，它們對於零幅度軸是不對稱的。
例如，在目前這個實施例中，負極性脈衝PLN的幅度HT2大於正極性脈衝PLP的幅度。因而，如果斜度DK是一個常數，則正脈衝PLP脂肪部分的長度較負脈衝部分長。
在目前這個實施例中，為了使所施加的每一個RF波儘可能長，在施加此脈衝的同時施加具有較小幅度的極性(因此較長脂肪部分)的正脈衝PLP。
眾所周知，如果靜態磁場產生磁體部分150a和150b採用永久磁鐵，那麼，存在由剩餘磁化強度產生的磁滯現象。由於剩餘磁化強度改變了靜態磁場的磁場強度並影響磁共振信號，這就產生不利影響的可能性，包括不能獲得足夠的脂肪抑制效果，由第二脈衝序列所獲得的磁共振信號54與所需信號不符。
在目前的實施例，由於正脈衝PLP的幅度TH1和負脈衝PLN的幅度TH2不同，剩餘磁化強度的影響就可以減小。現在就來詳細討論這個問題。
圖4是用來解析剩餘磁化強度磁滯現象的示意圖。圖4的水平軸表示切片選擇梯度磁場脈衝51a的幅度，也就是梯度的幅度，而垂直軸表示剩餘磁化強度。
大家知道，如圖4所示，由採用永久磁鐵的靜態磁場產生磁鐵150A和150b所產生的剩餘磁化強度具有磁滯現象，剩餘磁化強度的幅度隨著梯度磁場變化的路徑而改變。如圖4所示，考慮梯度磁場幅度的變化形成了從g到-g的迴路。例如，假定梯度磁場的幅度沿著圖中箭頭的方向從點-g/2開始變化。在梯度磁場具有幅度-g/2的點，剩餘磁化強度為零。
當梯度磁場的幅度沿著負方向增大到-g之後，沿著環線前進，然後再次返回到點-g/2，剩餘磁化強度就不再是零，而是-M。為了消除剩餘磁化強度的影響，梯度磁場的幅度必須增加到g/2。
換句話說，在梯度磁場連續從g變化到-g的的環路中，為了使剩餘磁化強度從曾經是零的點重新返回到零，梯度磁場的幅度必須連續從-g變化到g/2，或從g到-g/2。
正如上面所指出的那樣，已經曉得，剩餘磁化強度是通過順序施加絕對幅度為2∶1的極性相反的梯度磁場來消除的。這種性質幾乎對所有使用永久磁鐵的磁體系統，無論所產生的靜態磁場如何都是對的。
因此，在本實施例中，為了減小剩餘磁化強度的影響，正脈衝的幅度HT1與負脈衝的幅度HT2的比值設定為HT1∶HT2＝1∶2，如圖2所示。
如果第一脈衝序列PS1的起點的剩餘磁化強度為零，在時刻t1就可以消除剩餘磁化強度的影響，這就是圖2所表示的適用於RF波50a的脈衝周期的起點。
應當指出，幅度HT1和HT2並不局限於具有比率HT1∶HT2＝1∶2，只要幅度HT1和HT2不相同，就有可能在某種程度上減小剩餘磁化強度的影響。
在執行第一脈衝序列PS1之後，可以適當地根據自旋迴波技術、梯度回波技術或回波平面成像技術，把脈衝系列加到第2脈衝序列PS2中。
用於根據梯度回波技術從對象中獲取磁共振信號的示範的脈衝序列如圖2中所示。
使用圖2所示的梯度回波技術，將RF波50b加到對象的同時，施加切片選擇梯度磁場脈衝51b來選出切片。所選的切片就是用第一脈衝序列PS1抑制脂肪的那一片。
施加RF波50b來產生磁共振信號54之後，施加相位編碼梯度磁場脈衝52執行編碼，以便賦予在圖2所指示的方向進行相位編碼時所需用的位置信息。同時，將讀出梯度磁場脈衝53加到被檢查區域。通過施加讀出梯度磁場脈衝53，磁共振信號54被RF線圈部分180A和180b所檢出，作為來自切片選擇梯度磁場脈衝51b所選切片的回波。
從為了獲得磁共振信號而施加的RF波50b的中心開始，一直到磁共振信號的中心為止的時間一般稱為回波時間TE。
從第一脈衝序列PS1開始，到第二脈衝序列PS2結束為止，所經歷的時間一般稱為重複周期TR。
如上所述，在本實施例中，施加切片選擇梯度磁場脈衝51a是為了抑制或激勵在被檢查區域的切片中特定組織(例如脂肪)中的質子的共振頻率。在本實施例中，切片選擇梯度磁場脈衝51a具有正負極性相等的面積。其中正脈衝PLP的幅度HT1小於負脈衝PLN的幅度HT2，造成相對於零幅度軸的幅度不對稱。這樣，較小幅度極性的正脈衝PLP的平坦部分的長度RW1大於負脈衝PLN的平坦部分的長度。因此，甚至當可能施加的RF波50a受到硬體局限或類似因素的限制時，在施加正脈衝PLP的同時，可以通過施加此種脈衝來獲得較長的RF波50a。由於施加RF波50a的時間周期直接與第一脈衝序列PS1的空間選擇性有關，所以本實施例可以更精確地選擇到所需要的切片。
而且，根據本實施例，通過設定HT1∶HT2＝1∶2，可以消除剩餘磁化強度的影響。結果，可以防止由於剩餘磁化強度而改變靜態磁場的磁場強度，從而獲得更可靠的頻率選擇效果，進而可以提高磁共振圖像的圖像質量。
此外，即使正負脈衝幅度HT1和HT2比值不一定是1∶2，然而可以根據幅度HT1和TH2來改變脂肪部分的長度RW1；因而可以適當地修改脈衝序列的波形，從而可以在一定程度上減小剩餘磁化強度的影響，因此增加了設計脈衝序列的自由度。
其中可以施加RF波的時間周期TW直接與靜態磁場的幅度有關，較小的靜態磁場磁場強度給出較短的周期時間TW。在本實施例中，由於RF波50a的脈衝施加時間可以在限定的周期時間TW內延長，所以，一般認為，在中等偏低磁場強度的磁體系統中是特別有效的。
由於在中等偏低磁場強度的磁體系統中一般採用永久磁鐵，可以認為本實施例對採用永久磁鐵的磁體系統特別有效。
(第二實施例)通過修改施加切片選擇梯度磁場脈衝51a的波形，可以在較早時刻消除剩餘磁化強度的影響。因此，下面將描述切片選擇梯度磁場脈衝。
圖3是一個示意圖，它表示在第二實施例中，不是使用第一脈衝序列PS1，而是使用脈衝序列PS3。
除了使用脈衝序列PS3，而不是PS1之外，第二實施例與第一實施例相似，所以將略去類似部分的詳細說明。
脈衝序列PS3具有屬於切片選擇梯度磁場的脈衝PLR，它附加在第一實施例的脈衝序列PS1的前面。與第一脈衝序列PS1中的切片選擇梯度磁場的脈衝51a的第一個脈衝相比較，PLR脈衝具有相同的面積但極性不同。
應當指出，，圖3隻畫出了序列RF和G_Slice和時間周期t的軸線。與第一實施例類似，時間周期t是從左向右發展的。
作為本實施例的一個範例，負向脈衝PLR放在前面，並與正向的切片選擇梯度磁場脈衝PLP鄰接。脈衝PLR的面積等於切片選擇梯度磁場脈衝51a中的每一個脈衝的面積ar1。
與第一實施例相似，負向脈衝PLR幅度HT3與正向脈衝PLP幅度HT1的比率被設定為HT1∶HT3＝1∶2，這樣，如圖3所示，在開始點時間點t2，就可以消除剩餘磁化強度的影響。
將第二實施例的脈衝序列PS3與第一脈衝序列PS1相比較，施加RF波50a的兩個脈衝50a1和50a2結束的時間在第一脈衝序列PS1是時刻t1。另一方面，只有脈衝50a1結束的時刻是t2，在這個時刻，用脈衝序列PS3可以消除剩餘磁化強度的影響。
由此看來，第二實施例能夠提供的，除了與第一實施例一樣的效果外，還能夠較早地消除剩餘磁化強度的影響。
應當指出，本發明不局限於前面所講的實施例，而可以在所附權利要求書的範圍內適當地修改。
例如，本發明可以應用到使用帶有「圓柱形」空腔的磁體系統的磁共振(MR)成像裝置，而且還可以應用到具有如圖1所示的敞開式磁體系統的磁共振(MR)成像裝置。而且，靜態磁場也不局限於由永久磁鐵所產生，而可以用常規或超導磁體產生。
還有，上面所述的實施例涉及一種情況，那就是，根據梯度回波技術的序列被用作第二脈衝序列PS2，其它磁共振信號採集序列包括自旋迴波序列和類似的序列都可以在本發明中使用。作為第一脈衝序列PS1，除了可以從空間或頻率的角度有選擇性地產生磁共振信號的SPSP技術的脈衝序列之外，還可以應用任何其他脈衝序列。
可以在不背離本發明的精神和範圍的情況下配置本發明的許多不同的實施例。顯然，除了所附權利要求書中所限定的之外，本發明不局限於說明書中所講的特定實施例。
權利要求
1.一種磁共振成像設備，它包括用於將射頻波加到處於靜態磁場中的對象的被檢查區域的射頻波施加裝置；用於施加梯度磁場以便把位置信息賦予被檢查區域以確定選擇部分的梯度磁場施加裝置；以及用於檢測來自所述選擇部分的質子的磁共振信號的檢測裝置，以便根據由所述檢測裝置檢測到的磁共振信號，產生所述被檢查區域的圖像數據，其中，所述磁共振成像設備還包括控制裝置，所述控制裝置用於以組合的形式利用所述射頻波施加裝置、所述梯度磁場施加裝置和所述檢測裝置。以及令所述裝置執行第一脈衝序列以便抑制或激勵所述選擇部分的目標質子，並且執行第二脈衝序列以便從包含所述選擇部分的區域採集所述磁共振信號，在所述磁共振信號中，所述目標質子的共振頻率的頻率成分將受到抑制或激勵，以及所述控制裝置使所述第一脈衝序列中有相同面積不同極性的所述梯度磁場的脈衝具有正負極性不對稱的脈衝幅度，以及使所述射頻波與具有所述較小幅度的極性的每一個所述梯度磁場脈衝一起被施加。
2.如權利要求1所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述梯度磁場脈衝的不同極性具有不對稱的幅度，以便消除由所述梯度磁場脈衝引起的剩餘磁化強度的影響。
3.如權利要求2所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述梯度磁場脈衝的不同極性的幅度的比率是1∶2。
4.如權利要求3所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述靜態磁場是由永久磁鐵所產生的。
5.如權利要求1-4中任何一項所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述控制裝置在所述第一脈衝序列之前施加與所述第一脈衝序列中的所述梯度磁場脈衝的第一個脈衝相比較，具有相同面積和不同極性的梯度磁場脈衝。
6.如權利要求1-5中任何一項所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述靜態磁場是磁場強度為0.2-0.7泰斯拉的中等偏低的磁場。
7.如權利要求1-6中任何一項所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述第一脈衝序列是用來激發或抑制脂肪質子共振頻率的脈衝序列。
8.如權利要求1-6中任何一項所述的磁共振成像設備，其特徵在於所述第一脈衝序列是用來激發或抑制水質子共振頻率的脈衝序列。
9.一種採用磁共振成像設備的磁共振圖像產生方法，所述磁共振成像設備包括用於將射頻波加到處於靜態磁場中的對象的被檢查區域的射頻波施加裝置和用於施加梯度磁場以便把位置信息賦予被檢查區域以確定選擇部分的梯度磁場施加裝置，以便基於來自所述選擇部分的質子的磁共振信號產生所述被檢查區域的圖像數據，其中，所述的磁共振圖像產生方法包括如下的磁共振信號產生步驟通過所述射頻波施加裝置和所述梯度磁場施加裝置執行用於抑制或激勵所述選擇部分中的目標質子的脈衝序列，以便產生來自包括所述選擇部分的區域的所述磁共振信號，在所述磁共振信號中，所述目標質子的共振頻率的頻率成分受到抑制或激勵，以及所述磁共振信號產生步驟包括以下步驟通過所述梯度磁場施加裝置施加具有相同面積不同極性和具有正負極性不對稱幅度的所述梯度磁場的脈衝；以及通過所述射頻波施加裝置，在施加具有所述較小幅度極性的每一個所述梯度磁場脈衝的同時，施加所述射頻波。
10.如權利要求9所述的磁共振圖像產生方法，其特徵在於所述梯度磁場脈衝的不同極性具有不對稱的幅度，以便消除由所述梯度磁場脈衝引起的剩餘磁化強度的影響。
全文摘要
為了緩和當通過RF線圈部分和梯度線圈部分施加第一脈衝序列PS1來抑制在對象被檢查區域中預先確定的切片中脂肪的頻率成分時對空間和頻率選擇性產生的磁共振信號中空間選擇性和頻率選擇性的限制，由梯度線圈部分施加其中不斷交替出現的具有相同面積ar1的正極性脈衝PLP和負極性脈衝PLN的梯度磁場脈衝51a，而正脈衝PLP的幅度HT1與負脈衝PLN的幅度HT2的比率HT1∶HT2＝1/2，在施加正脈衝PLP的同時，通過RF線圈部分施加RF波脈衝50a以獲得空間和頻率選擇性。
文檔編號G01R33/565GK1598556SQ200410079778
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月16日 優先權日2003年9月16日
發明者淺野健二 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司