專利名稱：利用自旋回波成像序列確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法和一種用于此的磁共振設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁化轉(zhuǎn)移基于以下事實(shí)，S卩，在水的質(zhì)子和束縛于大分子中的其他質(zhì)子之間存在 相互作用。在通過HF脈沖激勵(lì)大分子中的質(zhì)子時(shí)，該質(zhì)子的飽和會(huì)轉(zhuǎn)移到水質(zhì)子。在MR成 像中磁化的該轉(zhuǎn)移在水質(zhì)子的減小的信號(hào)中是可以被察覺到的，其中該減小取決于磁化轉(zhuǎn) 移。磁化轉(zhuǎn)移系數(shù)的計(jì)算在諸如大腦、乳房X線照相或者在軟骨檢查中的一些臨床問題中 是有意義的。通常通過記錄在水質(zhì)子的共振之外照射(以使得在大分子中的質(zhì)子的縱向磁 化飽和)的特定磁化轉(zhuǎn)移飽和脈沖，來計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移系數(shù)(MTC)(參見Henkelmarm R. M.等 AW "Magnetisation Transfer in MRI :A review" in NWR Biomedecine 14，—64)。銀、 而，這種計(jì)算導(dǎo)致長的測量時(shí)間，這影響在臨床慣例中的使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種方法和一種裝置，利用其可以按照簡 單的方式以恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間開銷計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。本發(fā)明通過一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法和一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的 磁共振設(shè)備解決上述技術(shù)問題。按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法，其中，在第一 步驟中利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的MR信號(hào)序列。此外，利用基于自旋回 波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第二 MR信號(hào)序列，其中成像參數(shù)在兩個(gè)成像序列中基本上 相同。成像參數(shù)的區(qū)別僅在于，用于激勵(lì)磁化的HF脈沖的能量對(duì)于第一 MR信號(hào)序列和對(duì) 于第二 MR信號(hào)序列是不同的。然后，可以借助在第一和第二 MR信號(hào)序列之間的信號(hào)區(qū)別 來確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。通過使用僅在入射的HF信號(hào)能量上不同的兩個(gè)相同的成像序列，可 以將在拍攝兩個(gè)信號(hào)序列的MR信號(hào)時(shí)的信號(hào)區(qū)別歸因于磁化轉(zhuǎn)移。優(yōu)選利用快速自旋回波成像序列拍攝第一信號(hào)序列和第二信號(hào)序列，其中在通過 90°、180°脈沖序列產(chǎn)生自旋回波之后通過接通多個(gè)180°脈沖來讀出多個(gè)自旋回波。使 用自旋回波或者快速自旋回波序列具有如下優(yōu)點(diǎn)，磁化轉(zhuǎn)移效應(yīng)非常突出。此外，在快速自 旋回波序列的情況下在MR圖像中組織的對(duì)比度一般是良好的。在拍攝兩個(gè)信號(hào)序列時(shí)不同的HF脈沖能量例如可以通過使用不同的 VERSE (variable rate selective excitation，可變速率選擇性激勵(lì))脈沖來實(shí)現(xiàn)。在這 些脈沖中使用時(shí)間上可變的梯度波形和修改的HF波形。例如在Conolly S,Nishimura DG， Macoviski A, Glover G 的"Variable-rate selective excitation，，J MagnReson 1988 ； 78 第440-458頁中描述了這樣的VERSE脈沖。用于產(chǎn)生不同HF能量的其他可能性是，在 第一信號(hào)序列和在第二信號(hào)序列情況下不同地選擇脈沖的時(shí)間上的帶寬。同樣可以改變脈 沖的時(shí)間上的長度。最后，還可以組合上面提到的方法，以產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)序列情況下的不同的HF脈沖能量。優(yōu)選從兩個(gè)信號(hào)序列計(jì)算MR圖像，其中逐圖像點(diǎn)地計(jì)算信號(hào)區(qū)別。然后，該信號(hào) 區(qū)別可用于計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù) aMTC(Apparent Magnetisationtransfer-constant)，aTMC =(S2-S1)/S2，其中，S2是第二 MR信號(hào)序列的第二 MR圖像的MR信號(hào)并且SI是來自第一 MR信號(hào)序列的第一 MR圖像的MR信號(hào)。然后，從逐點(diǎn)地確定的信號(hào)區(qū)別中可以計(jì)算檢查對(duì)象的磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的圖。在逐 點(diǎn)地確定信號(hào)區(qū)別時(shí)，優(yōu)選確定在兩個(gè)拍攝之間檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)并且在計(jì)算信號(hào)區(qū)別時(shí)加 以考慮。這例如可以如下進(jìn)行互相比較所計(jì)算的MR圖像，并且在計(jì)算信號(hào)差之前進(jìn)行兩 個(gè)圖像的配準(zhǔn)，這意味著，檢查在MR圖像的兩個(gè)拍攝之間檢查對(duì)象是否進(jìn)行了諸如平移、 旋轉(zhuǎn)或剪切的運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)可以在圖像中被校正，由此互相比較相同的組織部分而不是檢 查對(duì)象的不同區(qū)域的組織部分。此外，本發(fā)明還涉及一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的磁共振設(shè)備，該磁共振設(shè)備具 有用于拍攝第一自旋回波成像序列和第二自旋回波成像序列的MR信號(hào)拍攝單元。該設(shè)備 還具有計(jì)算單元，其借助在第一和第二 MR信號(hào)序列之間的信號(hào)區(qū)別計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。


以下借助附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。其中，圖1示意性示出了一種MR設(shè)備，按照本發(fā)明利用該設(shè)備可以計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)， 并且圖2示出了用于計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了 MR設(shè)備，利用該設(shè)備可以按照簡單的方式快速計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。該 MR設(shè)備具有用于產(chǎn)生極化場B0的磁鐵10。置于臥榻11上的檢查對(duì)象12被駛?cè)氪盆F的中 心，其中在B0場的方向上產(chǎn)生結(jié)果的磁化。通過入射HF脈沖和接通磁場梯度可以產(chǎn)生MR 圖像。MR設(shè)備的基本工作原理對(duì)于專業(yè)人員是公知的，在此不作詳細(xì)解釋。此外，設(shè)置了中 央控制單元13，利用該控制單元可以控制MR檢查的過程。中央控制單元13具有圖像序列 控制單元14，用于在通過操作人員設(shè)置了各個(gè)成像參數(shù)之后控制成像序列，即接通磁場梯 度、HF脈沖和信號(hào)讀出的順序。為了控制HF脈沖，設(shè)置了 HF控制單元15，其控制產(chǎn)生HF 脈沖并入射到檢查對(duì)象中。在本例中HF控制單元例如這樣控制HF脈沖的入射，使得在兩個(gè) 不同的自旋回波成像序列的情況下使用不同的HF能量，如以下還要詳細(xì)解釋的。梯度控制 單元16控制對(duì)于激勵(lì)的自旋的位置編碼是必要的磁場梯度的接通。然后圖像計(jì)算機(jī)17可 以對(duì)由未示出的接收線圈接收的MR信號(hào)序列進(jìn)行后處理并且計(jì)算MR圖像，如在現(xiàn)有技術(shù) 中公知和常用的那樣。計(jì)算單元18可以借助在利用快速自旋回波序列拍攝第一 MR信號(hào)和 利用第二快速自旋回波成像序列拍攝第二 MR信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)區(qū)別，計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。 在示出的實(shí)施方式中，單元17和18作為分開的單元示出。當(dāng)然，這些單元也可以綜合在一 個(gè)計(jì)算圖像并計(jì)算信號(hào)差圖像的單元中，如稍后將詳細(xì)解釋的那樣。此外，顯示單元19用于顯示MR圖像，輸入單元20用于通過操作人員控制MR設(shè)備。為了計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)，此時(shí)這樣控制圖像序列控制單元，使得借助快速自旋回波序列，即所謂的Turbo Spin Echo Sequenz拍攝檢查對(duì)象12的預(yù)定片段的MR信號(hào)。此 外，利用相同的成像參數(shù)從相同的檢查區(qū)域中拍攝第二 MR自旋回波序列。然而，第一成像 序列和第二成像序列的區(qū)別在于，用于激勵(lì)磁化的HF能量在兩個(gè)成像序列中是不同的。這 導(dǎo)致在磁化轉(zhuǎn)移的情況下在MR圖像中的不同信號(hào)。不同的HF能量例如可以通過在兩個(gè)脈 沖序列中使用具有不同VERSE因子的HF脈沖和/或通過不同的時(shí)間上的帶寬來實(shí)現(xiàn)。圖2示意性示出了用于計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)aMTC的步驟。在步驟21中開始本方法 之后，在步驟22中從預(yù)定區(qū)域(例如具有軟骨顯示的關(guān)節(jié))中拍攝第一快速自旋回波成像 序列。在步驟23中重復(fù)相同的成像序列，然而其中，在步驟23中使用的用于激勵(lì)磁化的HF 能量與在步驟22中拍攝序列時(shí)使用的HF能量不同。然后在步驟24中檢查，在步驟22和 23中的兩個(gè)拍攝之間檢查對(duì)象是否運(yùn)動(dòng)了。如果是，則必須校正該運(yùn)動(dòng)，以確保在計(jì)算逐點(diǎn) 的磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)時(shí)互相比較相同的組織。這可以通過在步驟25中的運(yùn)動(dòng)校正來進(jìn)行，其中 確保了檢查的區(qū)域分別基本上按照在MR圖像的相同圖像點(diǎn)顯示。磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的計(jì)算可 以在圖像區(qū)域中通過逐點(diǎn)形成在步驟22所拍攝MR信號(hào)和在步驟23中所拍攝的MR信號(hào)之 間的差來進(jìn)行。然后在步驟26中可以計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)aTMC，aTMC= (S2_S1)/S2。在此，S2是在第二快速自旋回波序列中按照?qǐng)D像點(diǎn)的MR信號(hào)，SI是在第一快速自 旋回波成像序列中的MR信號(hào)(步驟26)。在步驟23中的成像序列中的HF能量可以高于或 低于步驟22的圖像拍攝的HF能量。重要的是，兩個(gè)成像序列不是使用相同的HF能量。本方法在步驟27結(jié)束?？傊景l(fā)明可以簡單并快速計(jì)算磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。
權(quán)利要求
一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法，具有以下步驟-利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第一MR信號(hào)序列，-利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第二MR信號(hào)序列，該成像序列具有與在第一MR信號(hào)序列中除了在第一MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁化的HF脈沖的能量與在第二MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁化的MR脈沖的能量不同之外，基本上相同的成像參數(shù)，并且-借助在第一MR信號(hào)序列和第二MR信號(hào)序列之間的信號(hào)區(qū)別來確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用快速自旋回波成像序列拍攝所述第一MR信號(hào)序列和第二 MR信號(hào)序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述HF脈沖的不同能量至少通過以 下步驟之一來實(shí)現(xiàn)-使用不同的VERSE HF脈沖，-使用具有不同的時(shí)間上的帶寬的HF脈沖，-在所述第一 MR信號(hào)序列和第二 MR信號(hào)序列的情況下為激勵(lì)磁化使用不同的脈沖持 續(xù)時(shí)間。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，從所述第一MR信號(hào)序列和第二MR信號(hào)序列計(jì)算MR圖像，其中，逐圖像點(diǎn)地計(jì)算在第一 MR信號(hào)序列和第二 MR信號(hào)序列 之間的所述信號(hào)區(qū)別。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，從逐點(diǎn)地確定的信號(hào)區(qū)別中計(jì)算檢查對(duì) 象的磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的圖。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，確定在拍攝第一MR信號(hào)序列 和第二 MR信號(hào)序列之間出現(xiàn)的檢查對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，并且在計(jì)算所述信號(hào)區(qū)別時(shí)加以考慮。
7.一種用于確定在檢查對(duì)象中的磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的磁共振設(shè)備，其具有-MR信號(hào)拍攝單元(13-16)，用于利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第一 MR信號(hào)序列，并且用于利用與在第一 MR信號(hào)序列中除了在第一 MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁 化的HF脈沖的能量與在第二 MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁化的MR脈沖的能量不同之外、基本 上相同的成像參數(shù)拍攝第二 MR信號(hào)序列，-計(jì)算單元(18)，其借助在第一 MR信號(hào)序列和第二 MR信號(hào)序列之間的信號(hào)區(qū)別計(jì)算 磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁共振設(shè)備，其特征在于，其利用按照權(quán)利要求1至7中任一 項(xiàng)所述的方法工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)的方法，具有以下步驟利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第一MR信號(hào)序列；利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對(duì)象的第二MR信號(hào)序列，該成像序列具有與在第一MR信號(hào)序列中除了在第一MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁化的HF脈沖的能量與在第二MR信號(hào)序列中用于激勵(lì)磁化的MR脈沖的能量不同之外，基本上相同的成像參數(shù)；并且借助在第一MR信號(hào)序列和第二MR信號(hào)序列之間的信號(hào)區(qū)別來確定磁化轉(zhuǎn)移常數(shù)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK101803918SQ20101010441
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者塔萊爾·C·瑪米希, 蒂莫西·休斯 申請(qǐng)人:西門子公司;小島醫(yī)院-基金會(huì)