用于磁共振的改良技術(shù)、系統(tǒng)和機(jī)器可讀程序的制作方法
【專利摘要】本公開提供用于執(zhí)行磁共振研究的各種方法和系統(tǒng)。根據(jù)許多實(shí)施例，所關(guān)注的影像或其他信號(hào)來源于超輻射脈沖。
【專利說明】用于磁共振的改良技術(shù)、系統(tǒng)和機(jī)器可讀程序
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉參考
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/844, 446的優(yōu)先權(quán) 的權(quán)益，美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/844,446又要求2012年7月2日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申 請(qǐng)序列號(hào)61/667,283、2012年9月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/706，100、2012 年9月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/706, 102、2012年9月26日提交的美國(guó) 臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/706, 106以及2012年12月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào) 61/733, 415的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。上述各專利申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過引用方式并入本文中以 實(shí)現(xiàn)任何目的。
[0003] 發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本公開涉及用于磁共振成像的改良技術(shù)、系統(tǒng)和機(jī)器可讀程序。
[0005] 相關(guān)摶術(shù)說明
[0006] NMR/MRI/MRS研宄歷來包括射頻（rf)輻射的脈沖。rf脈沖的作用是使所研宄的 系統(tǒng)激發(fā)到非平衡磁化的臨時(shí)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)弛豫恢復(fù)平衡時(shí)，其發(fā)射輻射，然后所述輻射可 用于形成影像和/或提取具有科學(xué)或診斷價(jià)值的信息，如系統(tǒng)的物理狀態(tài)、給定分子的量、 擴(kuò)散系數(shù)、光譜識(shí)別等。多種設(shè)計(jì)成用于以這種方式提取一種或另一種信息的rf脈沖序列 在文獻(xiàn)中有充分描述。在MRI領(lǐng)域中仍然需要進(jìn)步，即可增加成像速度，需要較少的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)以及提高影像質(zhì)量。本公開提供了這些問題的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本公開的優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中被闡述并且變得顯而易見。通過書面說明書及其 權(quán)利要求中特別指出的方法和系統(tǒng)，以及從附圖，可以實(shí)現(xiàn)并獲得本公開的其他優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)這些以及其他優(yōu)點(diǎn)，并且根據(jù)本公開的目的，如本文中所實(shí)施的，在一個(gè) 實(shí)施例中，本公開提供了 一種執(zhí)行磁共振協(xié)議的方法。該方法包括提供磁共振裝置，磁共振 裝置包括（i)主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一種射頻線圈，以及（iii) 至少一個(gè)梯度線圈，其可被控制以限定至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域。該方法還包括限定所關(guān)注區(qū) 域，將待研宄樣本或?qū)ο笠胨P(guān)注區(qū)域，并在樣本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的核磁化和至 少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反饋，以使至少一組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背 景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫向磁化MXY的電磁脈沖。該方法進(jìn)一步 包括由樣本或?qū)ο蠡蛴弥辽僖粋€(gè)射頻線圈來檢測(cè)rf脈沖。該方法還包括使用反饋啟用線 圈（FEC)和附加的輔助自旋貯液器（SSR)，這將在下文中更詳細(xì)地加以描述，因?yàn)榧夹g(shù)用于 使核磁化能夠發(fā)生反饋，即使是在通常不會(huì)發(fā)生這種情況的臨床MRI條件下也是如此。
[0009] 根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種用于對(duì)樣本或?qū)ο笾蟹肿拥牧窟M(jìn)行定量分析的方 法。該方法包括提供磁共振裝置，磁共振裝置包括（i)主磁體，用于沿第一方向提供背景 磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)射頻線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，其可被控制以限定至少一個(gè) 所關(guān)注區(qū)域，將含有多個(gè)分子的至少一個(gè)SSR引入到MR裝置中，調(diào)整共振線圈的電路，以在SSR內(nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反饋，以使系統(tǒng)達(dá) 到所需的τR和T2之間的關(guān)系，將RF脈沖引入到SSR中，使得SSR內(nèi)的至少一組核的磁化 轉(zhuǎn)動(dòng)成大于90度，分析步驟e中產(chǎn)生的SR脈沖以確定SR脈沖的峰值時(shí)間和寬度，將待研 宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注區(qū)域中，（h)將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笠约癝SR中，以便使 SSR內(nèi)的至少一組核的磁化轉(zhuǎn)動(dòng)到與之前相同的角度，（i)分析步驟h)中產(chǎn)生的SR脈沖， 以確定新的SR脈沖的峰值時(shí)間和寬度，（j)從步驟h)中獲得的脈沖中減去步驟f)中獲得 的脈沖，以獲得關(guān)于樣本或?qū)ο笾心繕?biāo)分子的量的定量信息。
[0010] 根據(jù)又一方面，第一射頻線圈用于將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾?，且第二射頻線 圈用于在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射頻線圈之間誘生電磁反饋。在另一個(gè)實(shí)施例 中，所述至少一個(gè)射頻線圈處于第一可選擇狀態(tài)時(shí)用于將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾校?且至少一個(gè)射頻線圈還用于處于第二可選擇狀態(tài)時(shí)在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射 頻線圈之間誘生電磁反饋。
[0011] 本公開還提供了一種方法，包括：提供磁共振裝置，包括（i)主磁體，用于沿第一 方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)射頻線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，其可被控制， 以限定所關(guān)注區(qū)域，將待研宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注區(qū)域中，將RF脈沖引入到樣本或?qū)?象中，以使樣本或?qū)ο笾械暮送?，在樣本或?qū)ο笾械牡谝唤M核和至少一個(gè)射頻線圈之間 誘生電磁反饋，以使第一組核的核磁化矢量方向旋轉(zhuǎn)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角 度，同時(shí)基本上防止電磁反饋在樣本或?qū)ο笾械牡诙M核和至少一個(gè)共振線圈之間誘生， 激活所關(guān)注區(qū)域中的梯度磁場(chǎng)，以破壞與第一組核相關(guān)聯(lián)的磁化，去激活梯度，采用RF脈 沖來使第二組核磁化轉(zhuǎn)動(dòng)到所需角度，檢測(cè)與橫向磁化的脈沖有關(guān)的信號(hào)，以及處理該信 號(hào)以形成與第二組核存在于樣本或?qū)ο笾杏嘘P(guān)的數(shù)據(jù)集。
[0012] 如果需要的話，該方法可進(jìn)一步包括處理從多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信息，以產(chǎn) 生以下至少一者：（i)影像，（ii)動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光譜身份， (iv)生理數(shù)據(jù)，或（V)代謝數(shù)據(jù)。如果需要的話，該方法可進(jìn)一步包括誘生電磁反饋，以使 第二組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以及停止電磁反饋 以允許第二組核允許橫向磁化脈沖傳播。電磁反饋可以至少部分通過基本上消除梯度磁場(chǎng) 在所關(guān)注的至少一個(gè)區(qū)域中的存在而誘生。電磁反饋可以至少部分通過將所述至少一個(gè)射 頻線圈選擇性地調(diào)諧到預(yù)定的共振頻率而誘生。待研宄樣本或?qū)ο罂梢允前ㄖ竞退?體內(nèi)樣本或?qū)ο?，并且進(jìn)一步地，其中橫向磁化的脈沖可被至少一個(gè)射頻線圈檢測(cè)到來自 水中的質(zhì)子，并且進(jìn)一步地，其中基本上沒有橫向磁化可被至少一個(gè)射頻線圈檢測(cè)到來自 脂肪中的質(zhì)子。
[0013] 還提供了另一種用于執(zhí)行磁共振協(xié)議的方法，包括提供磁共振裝置，包括（i)主 磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)射頻（RF)線圈，以及（iii)至少一個(gè) 梯度線圈，其可被控制，以限定至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域，將待研宄樣本或?qū)ο笠氲窖b置中， 限定所關(guān)注的區(qū)域，通過將所關(guān)注區(qū)域中的磁場(chǎng)梯度調(diào)整到基本為零使該區(qū)域接收樣本或 對(duì)象內(nèi)的SR脈沖，將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾幸允箻颖净驅(qū)ο笾械暮送?，在樣本或?qū)?象內(nèi)的第一組核的核磁化和RF線圈之間誘生電磁反饋，以使第一組核的核磁化矢量方向 轉(zhuǎn)動(dòng)成與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫向磁化MXY的電磁脈沖，其 中當(dāng)至少一個(gè)電磁脈沖產(chǎn)生時(shí)，所關(guān)注區(qū)域外部的第二組核的核磁化矢量方向基本上不改 變，以及使用Rf線圈來檢測(cè)所關(guān)注區(qū)域中產(chǎn)生的橫向磁化的脈沖。
[0014] 如果需要的話，該方法可進(jìn)一步包括處理從一個(gè)或多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信 息，以產(chǎn)生以下至少一者：（i)影像，（ii)動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的 光譜身份，（iv)生理數(shù)據(jù)，或（V)代謝數(shù)據(jù)。電磁反饋可以至少部分通過將共振線圈選擇 性地調(diào)諧到預(yù)定的共振頻率而誘生。
[0015] 本公開進(jìn)一步提供了一種用于執(zhí)行磁共振光譜成像的方法，包括提供磁共振裝 置，包括（i)主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)共振反饋啟用線圈，以 及（ii)至少一個(gè)梯度線圈，其可被控制，以限定至少一個(gè)所關(guān)注的區(qū)域，將待研宄樣本或 對(duì)象引入到所關(guān)注的區(qū)域中，實(shí)施MR脈沖序列協(xié)議，以產(chǎn)生以下至少一者：（i)影像，（ii) 動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光譜身份，（iv)生理數(shù)據(jù)，或（V)代謝數(shù)據(jù)， 以及調(diào)整所述RF線圈的電路，以便在樣本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)共 振反饋啟用線圈之間誘生電磁反饋，導(dǎo)致（i)樣本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的核磁化矢量方 向轉(zhuǎn)動(dòng)成與背景磁場(chǎng)所在方向成新的所需角度以及（ii)樣本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的進(jìn) 動(dòng)頻率相對(duì)于樣本或?qū)ο髢?nèi)的其他核的進(jìn)動(dòng)頻率發(fā)生偏移中的至少一者發(fā)生。應(yīng)當(dāng)理解， 本文所描述的所有方法都具有如本文所述的對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)和機(jī)器可讀程序，并可以像這樣表 不O
[0016] 在一些實(shí)施方式中，該方法可進(jìn)一步包括處理從多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信息， 以產(chǎn)生以下至少一者：（i)影像，（ii)動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光譜 身份，（iv)生理數(shù)據(jù)，或（V)代謝數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，電磁反饋可以至少部分通過基本 上消除梯度磁場(chǎng)在至少一個(gè)所關(guān)注的區(qū)域中的存在而誘生。所關(guān)注區(qū)域可包括，例如，至少 一個(gè)體素，并且該至少一個(gè)梯度線圈可被調(diào)適且配置成在三個(gè)相互正交的方向中的至少一 個(gè)方向上施加磁場(chǎng)梯度。電磁反饋可以至少部分通過將共振線圈選擇性地調(diào)諧到預(yù)定的共 振頻率而誘生。
[0017] 在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該方法可進(jìn)一步包括對(duì)樣本或?qū)ο笫┘覴F脈沖，以在誘 生步驟之前使至少一組核的核磁化至少部分地倒轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，至少一組核的磁化 矢量可以基本上完全反平行于背景磁場(chǎng)的第一方向被定向。背景磁場(chǎng)可以是，例如，約1.0 特斯拉，約1. 5特斯拉，約2. 0特斯拉，約2. 5特斯拉，約3. 0特斯拉，約4. 0特斯拉，約5. 0 特斯拉，約6. 0特斯拉，約7. 0特斯拉，約8. 0特斯拉，約9. 0特斯拉，約10. 0特斯拉或更大 或更小，以〇. 1特斯拉的任何所需的量增加。所述至少一組核的核磁化矢量方向可被允許 在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背景磁場(chǎng)的第一方向完全對(duì)齊。如果需要的話，所述至少一組核的核磁化 矢量方向可被允許在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背景磁場(chǎng)的第一方向部分地對(duì)齊。如果需要的話，該方 法可以進(jìn)一步包括通過允許所述至少一組核的核磁化矢量方向逐漸且離散地接近與橫向 磁化的每個(gè)后續(xù)脈沖的背景磁場(chǎng)的第一方向完全對(duì)齊由所述至少一組核產(chǎn)生多個(gè)橫向磁 化的脈沖。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，誘生步驟可包括在位于對(duì)象內(nèi)的至少兩個(gè)離散的分離的物理 位置的多組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反饋，以使每組核的核磁 化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫向磁化的電磁脈 沖。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)射頻線圈和至少一個(gè)梯度線圈中的至少一者是局部 線圈。此外，至少一個(gè)射頻線圈和至少一個(gè)梯度線圈中的至少一者可以被集成到所述磁共 振系統(tǒng)中。如果需要的話，所述至少一個(gè)射頻線圈可以是全身線圈，并且可以在背景磁場(chǎng)超 過3. 0特斯拉時(shí)使用。如果需要的話，所述至少一個(gè)射頻線圈可以是具有多個(gè)線圈的整體 相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線圈可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化的rf脈沖。此 夕卜，至少一個(gè)射頻線圈可以是具有多個(gè)線圈的局部相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線 圈可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化的rf脈沖。如果需要的話，所述至少一個(gè)射頻線圈可 以進(jìn)一步包括用于局部控制梯度磁場(chǎng)的多個(gè)局部梯度線圈。如果需要的話，至少一個(gè)梯度 磁場(chǎng)線圈可以包括集成在磁共振系統(tǒng)中的多個(gè)梯度磁場(chǎng)線圈，即使提供的是局部梯度磁場(chǎng) 線圈也是如此。
[0020] 在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，可以采用設(shè)計(jì)成用于放大反饋的線圈。線圈可以附加地 且可任選地被制成，以允許操縱反饋場(chǎng)的相位。此線圈在本文檔中被稱作反饋啟用線圈 (FEC) 〇
[0021] 在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該方法包括將含有多個(gè)分子的體積插入到共振線圈或 FEC的視場(chǎng)（FOV)中。此體積，稱為輔助自旋貯液器（SSR)，允許反饋產(chǎn)生，即使是在相對(duì)較 低的臨床MRI掃描儀條件下。此外，通過選擇SSR內(nèi)的分子（或多個(gè)分子），可以使反饋場(chǎng) 在所需頻率或頻率集合下共振。
[0022] 根據(jù)其他方面，本公開提供用于執(zhí)行磁共振協(xié)議的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括磁共振裝 置，包括（i)主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)射頻線圈，以及（iii)至 少一個(gè)梯度線圈，其可被控制，以限定至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于限 定所關(guān)注區(qū)域的裝置，用于將待研宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注區(qū)域中的裝置以及用于在樣 本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反饋，以使至 少一組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫 向磁化MXY的電磁脈沖的裝置。該方法仍可以進(jìn)一步包括用于用至少一個(gè)射頻線圈來檢測(cè) 橫向磁化的脈沖的裝置。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于處理從多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信 息，以產(chǎn)生以下至少一者：（i)影像，（ii)動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的 光譜身份，（iv)生理數(shù)據(jù)，以及（V)代謝數(shù)據(jù)的裝置。如果需要的話，電磁反饋可以至少部 分通過控制至少一個(gè)梯度線圈基本上消除梯度磁場(chǎng)在至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域中的存在而誘 生。所關(guān)注區(qū)域可包括至少一個(gè)體素，并且該至少一個(gè)梯度線圈被調(diào)適且配置成在三個(gè)相 互正交的方向中的至少一個(gè)方向上施加磁場(chǎng)梯度。電磁反饋可以至少部分通過將至少一個(gè) rf線圈選擇性地調(diào)諧到預(yù)定的共振頻率而誘生。該系統(tǒng)可以選擇性地且可控地對(duì)樣本或?qū)?象施加RF脈沖，以使至少一組核的核磁化在誘生步驟之前至少部分地倒轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例 中，該系統(tǒng)可適于將至少一組核的磁化矢量引導(dǎo)成基本上完全反平行于背景磁場(chǎng)的第一方 向。背景磁場(chǎng)可以是，例如，約I. 0特斯拉，約1. 5特斯拉，約2. 0特斯拉，約2. 5特斯拉，約 3. 0特斯拉，約4. 0特斯拉，約5. 0特斯拉，約6. 0特斯拉，約7. 0特斯拉，約8. 0特斯拉，約 9. 0特斯拉，約10. 0特斯拉或更大或更小，以0. 1特斯拉的任何所需的量增加。該系統(tǒng)可適 于允許所述至少一組核的核磁化矢量方向在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背景磁場(chǎng)的第一方向完全對(duì)齊。 在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)可適于允許所述至少一組核的核磁化矢量方向在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背 景磁場(chǎng)的第一方向部分地對(duì)齊。如果需要的話，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步適于通過允許所述至少 一組核的核磁化矢量方向逐步且離散地接近與橫向磁化的每個(gè)后續(xù)脈沖的背景磁場(chǎng)的第 一方向完全對(duì)齊由所述至少一組核在不同時(shí)間選擇性地且可控地產(chǎn)生多個(gè)橫向磁化的脈 沖。
[0024] 在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)可適于在位于對(duì)象內(nèi)的至少兩個(gè)離散的分離的物理位置 的多組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反饋，以使每組核的核磁化矢 量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫向磁化的電磁脈沖。 在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)射頻線圈和至少一個(gè)梯度線圈中的至少一者可以是局部線圈。 至少一個(gè)射頻線圈和至少一個(gè)梯度線圈中的至少一者可以被集成到所述磁共振系統(tǒng)中。所 述至少一個(gè)射頻線圈可以是全身線圈。所述至少一個(gè)射頻線圈可以是具有多個(gè)線圈的整體 相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線圈可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化的rf脈沖。所 述至少一個(gè)射頻線圈可以是具有多個(gè)線圈的局部相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線圈 可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化的rf脈沖。至少一個(gè)射頻線圈可以進(jìn)一步包括用于局 部控制梯度磁場(chǎng)的多個(gè)局部梯度線圈。至少一個(gè)梯度磁場(chǎng)線圈可以包括多個(gè)集成在磁共振 系統(tǒng)中的梯度磁場(chǎng)線圈，以及一個(gè)或多個(gè)局部梯度線圈，如果需要的話。
[0025] 本公開進(jìn)一步提供處理器可讀計(jì)算機(jī)程序，所述處理器可讀計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)在有 形非瞬態(tài)介質(zhì)上用于在磁共振裝置上操作磁共振協(xié)議，所述磁共振裝置包括，例如，（i)主 磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè)射頻線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線 圈，其可被控制，以限定至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域。該程序可以包括便于限定所關(guān)注區(qū)域的指 令，用于在樣本或?qū)ο髢?nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁 反饋，以使至少一組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn) 生至少一個(gè)橫向磁化MXY的電磁脈沖的指令，以及便于用所述至少一個(gè)射頻線圈處理由橫 向磁化的脈沖產(chǎn)生的接收到的信號(hào)的指令。
[0026] 該計(jì)算機(jī)程序可以進(jìn)一步包括用于處理從多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信息，以產(chǎn)生 以下至少一者：（i)影像，（ii)動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光譜身份， (iv)生理數(shù)據(jù)，以及（V)代謝數(shù)據(jù)的指令。該程序可以進(jìn)一步包括用于通過控制至少一個(gè) 梯度線圈基本上消除梯度磁場(chǎng)在至少一個(gè)所關(guān)注區(qū)域中的存在而誘生電磁反饋的指令。所 關(guān)注區(qū)域可包括至少一個(gè)體素，并且該程序可以包括用于使所述至少一個(gè)梯度線圈在三個(gè) 相互正交的方向中的至少一個(gè)方向上施加磁場(chǎng)梯度的指令。該程序可以包括用于至少部分 通過將至少一個(gè)rf線圈選擇性地調(diào)諧到預(yù)定的共振頻率以誘生電磁反饋的指令。該程序 可以類似地包括用于使系統(tǒng)選擇性地且可控地對(duì)樣本或?qū)ο笫┘覴F脈沖以使至少一組核 的核磁化在誘生電磁反饋之前至少部分倒轉(zhuǎn)的指令。
[0027] 在一些實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)程序可以包括用于使磁共振系統(tǒng)將至少一組核的磁化 矢量引導(dǎo)成基本上完全反平行于背景磁場(chǎng)的第一方向的指令。同樣地，計(jì)算機(jī)程序可以包 括用于使磁共振系統(tǒng)允許所述至少一組核的核磁化矢量方向在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背景磁場(chǎng)的 第一方向完全對(duì)齊的指令。計(jì)算機(jī)程序可以包括用于使該磁共振系統(tǒng)允許所述至少一組核 的核磁化矢量方向在脈沖產(chǎn)生時(shí)與背景磁場(chǎng)的第一方向部分地對(duì)齊的指令。
[0028] 在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)程序可以進(jìn)一步包括用于使磁共振系統(tǒng)通過允許 所述至少一組核的核磁化矢量方向逐步且離散地接近與橫向磁化的每個(gè)后續(xù)脈沖的背景 磁場(chǎng)的第一方向完全對(duì)齊由所述至少一組核在不同時(shí)間選擇性地且可控地產(chǎn)生多個(gè)橫向 磁化的脈沖的指令。計(jì)算機(jī)程序可以類似地包括用于使磁共振系統(tǒng)在位于對(duì)象內(nèi)的至少兩 個(gè)離散的分立的物理位置的多組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線圈之間誘生電磁反 饋，以使每組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少 一個(gè)橫向磁化的電磁脈沖的指令。
[0029] 在一些實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)程序可以包括用于使磁共振系統(tǒng)操作至少一個(gè)射頻線 圈和至少一個(gè)梯度線圈的指令，其中所述線圈是局部線圈。該計(jì)算機(jī)程序可以包括用于使 磁共振系統(tǒng)操作至少一個(gè)射頻線圈和至少一個(gè)梯度線圈的指令，所述線圈被集成到磁共振 系統(tǒng)中。該計(jì)算機(jī)程序可以包括用于操作射頻線圈的指令，所述射頻線圈是具有多個(gè)線圈 的全身相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線圈可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化的rf脈 沖。如果需要的話，計(jì)算機(jī)程序可以包括用于操作射頻線圈的指令，所述射頻線圈是具有多 個(gè)線圈的局部相控陣列發(fā)射/接收線圈系統(tǒng)，所述線圈可以選擇性地發(fā)送和接收橫向磁化 的rf脈沖。該計(jì)算機(jī)程序可以類似地包括用于操作至少一個(gè)射頻線圈的指示，所述射頻線 圈進(jìn)一步包括用于局部控制梯度磁場(chǎng)的多個(gè)局部梯度線圈。
[0030] 但是應(yīng)該理解的是，前面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都是示例性的，并且旨 在提供對(duì)所公開的實(shí)施例的進(jìn)一步的說明。包括并入說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附 圖是為了示出和提供對(duì)所公開的方法和系統(tǒng)的進(jìn)一步的理解。附圖與說明書一起用于說明 本公開的原理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1示出了由使根據(jù)本公開的單個(gè)核集合的磁化倒轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的模擬的SR脈沖。
[0032] 圖2描繪了根據(jù)本公開的示例性磁共振系統(tǒng)。
[0033] 圖3描繪了根據(jù)本公開用于操作磁共振系統(tǒng)的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各方面。
[0034] 圖4示出了SR區(qū)域中的SR脈沖參數(shù)到正常轉(zhuǎn)變的變化，其中圖4A示出了SR轉(zhuǎn) 變接近（ξ2 - 1) 0. 01的初始的x-y磁化時(shí)脈沖τ的寬度的變化，并進(jìn)一步地，其中圖4B 示出了SR轉(zhuǎn)變接近（ξ2 - 1)0. 001的初始的x-y磁化時(shí)脈沖的峰值時(shí)間h的變化。
[0035] 圖5描繪了關(guān)于含有水（外部）和丙酮（內(nèi)部）的同軸管的信號(hào)對(duì)時(shí)間的圖表。
[0036] 圖6是說明性的實(shí)測(cè)原圖，顯示除了在一個(gè)空間區(qū)域以外，局部梯度非常強(qiáng)的位 置。
[0037] 圖7示出了使用SR脈沖制成的影像的例子。
[0038] 圖8是本領(lǐng)域中已知的反饋系統(tǒng)的例子。
[0039] 圖9是用于根據(jù)本公開提供的FEC線圈的反饋系統(tǒng)的例子。
[0040] 圖IOA-圖IOC描繪了根據(jù)本公開提供的FEC線圈和支持硬件。
[0041] 圖11描繪了對(duì)象，所述對(duì)象在反饋啟用線圈（FEC)內(nèi)部，輔助自旋貯液器（SSR) 位于其附近且在相同的FEC視場(chǎng)（FOV)內(nèi)部。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本公開的優(yōu)選實(shí)施例，其例子在附圖中示出。所公開的實(shí)施例 的方法和相應(yīng)步驟將結(jié)合系統(tǒng)的詳細(xì)說明進(jìn)行描述。
[0043] 軺輻射的數(shù)學(xué)描沭:
[0044] 在MR研宄中核磁化在均勻場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的方程為：
[0045]

【權(quán)利要求】
1. 一種對(duì)樣本或?qū)ο笾蟹肿拥牧繄?zhí)行定量分析的方法，該方法包括： a) 提供磁共振裝置，所述磁共振裝置包括（i )主磁體，用于沿第一方向提供背景磁 場(chǎng)，（ii )至少一個(gè)射頻線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，其能夠被控制以限定至少一 個(gè)所關(guān)注區(qū)域； b) 將含有多個(gè)分子的至少一個(gè)SSR引入到MR裝置中； c) 調(diào)整共振線圈的電路，以在SSR內(nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)附近的共振線 圈之間誘生電磁反饋，以使系統(tǒng)達(dá)到所需的t R和T2之間的關(guān)系； d) 將RF脈沖引入到SSR中，使得SSR內(nèi)的至少一組核的磁化轉(zhuǎn)動(dòng)成大于90度； e) 分析步驟e中產(chǎn)生的SR脈沖以確定SR脈沖的峰值時(shí)間和寬度； f) 將待研宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注區(qū)域中； g) 將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笠约癝SR中，以便使SSR內(nèi)的至少一組核的磁化轉(zhuǎn)動(dòng)到 與步驟c)中相同的角度， h) 分析步驟h)中產(chǎn)生的SR脈沖，以確定新的SR脈沖的峰值時(shí)間和寬度；以及 i) 從步驟f)中獲得的脈沖中減去步驟h)中獲得的脈沖，以獲得關(guān)于樣本或?qū)ο笾心?標(biāo)分子的量的定量信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第一射頻線圈用于將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο?中，且第二射頻線圈用于在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射頻線圈之間誘生電磁反饋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述至少一個(gè)射頻線圈用于處于第一可選擇狀態(tài) 時(shí)將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾?，并且進(jìn)一步其中所述至少一個(gè)射頻線圈還用于處于第 二可選擇狀態(tài)時(shí)在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射頻線圈之間誘生電磁反饋。
4. 一種用于執(zhí)行磁共振協(xié)議的方法，包括： a)提供磁共振裝置，包括（i )主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii )至少一 個(gè)射頻線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，能夠被控制，以限定所關(guān)注區(qū)域； c) 將待研宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注區(qū)域中； d) 將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾?，以使樣本或?qū)ο笾械暮送姡? e) 在樣本或?qū)ο笾械牡谝唤M核和至少一個(gè)射頻線圈之間誘生電磁反饋，以使第一組核 的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與該背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，同時(shí)基本上防止電磁反饋 在樣本或?qū)ο笾械牡诙M核和至少一個(gè)共振線圈之間誘生； f) 激活所關(guān)注區(qū)域中的梯度磁場(chǎng)，以破壞與第一組核相關(guān)聯(lián)的磁化； g) 去激活梯度； h) 采用RF脈沖來使第二組核磁化轉(zhuǎn)動(dòng)到所需角度； i) 檢測(cè)與橫向磁化的脈沖有關(guān)的信號(hào)；以及 j) 處理該信號(hào)以形成與樣本或?qū)ο笾写嬖诘诙M核有關(guān)的數(shù)據(jù)集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括處理從多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的信息，以 產(chǎn)生以下至少一者：（i )影像，（ii )動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光 譜身份，（iv )生理數(shù)據(jù)，或（v)代謝數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括： a)誘生電磁反饋，以使第二組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)到與該背景磁場(chǎng)的第一方向成 所需角度；以及 b)停止電磁反饋以允許第二組核允許橫向磁化脈沖傳播。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中電磁反饋至少部分通過基本上消除梯度磁場(chǎng)在所 關(guān)注的至少一個(gè)區(qū)域中的存在而誘生。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中電磁反饋至少部分通過將所述至少一個(gè)射頻線圈 選擇性地調(diào)諧到預(yù)定的共振頻率而誘生。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中待研宄樣本是包括脂肪和水的體內(nèi)樣本，并且進(jìn) 一步地，其中橫向磁化的脈沖被至少一個(gè)射頻線圈檢測(cè)到來自水中的質(zhì)子，并且進(jìn)一步地， 其中基本上沒有橫向磁化被至少一個(gè)射頻線圈檢測(cè)到來自脂肪中的質(zhì)子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中第一射頻線圈用于將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο?中，且第二射頻線圈用于在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射頻線圈之間誘生電磁反饋。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述至少一個(gè)射頻線圈用于處于第一可選擇狀 態(tài)時(shí)將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾?，并且進(jìn)一步，其中所述至少一個(gè)射頻線圈還用于處于 第二可選擇狀態(tài)時(shí)在所關(guān)注的該組核的核磁化和第二射頻線圈之間誘生電磁反饋。
12. -種用于執(zhí)行磁共振協(xié)議的方法，包括： a) 提供磁共振裝置，包括（i )主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii )至少一 個(gè)射頻（RF)線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，能夠被控制，以限定所關(guān)注的至少一個(gè)區(qū) 域； b) 將被研宄樣本或?qū)ο笠氲窖b置中； c) 限定所關(guān)注的區(qū)域，通過將所關(guān)注區(qū)域中的磁場(chǎng)梯度調(diào)整到基本為零使該區(qū)域接收 樣本或?qū)ο髢?nèi)的SR脈沖； d) 將RF脈沖引入到樣本或?qū)ο笾幸允箻颖净驅(qū)ο笾械暮送姡? e) 在樣本或?qū)ο髢?nèi)的第一組核的核磁化和RF線圈之間誘生電磁反饋，以使第一組核 的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)成與該背景磁場(chǎng)的第一方向成所需角度，以產(chǎn)生至少一個(gè)橫向磁化 Mxy的電磁脈沖，其中當(dāng)至少一個(gè)電磁脈沖產(chǎn)生時(shí)，所關(guān)注區(qū)域外部的第二組核的核磁化矢 量方向基本上不改變，以及 e)使用Rf線圈來檢測(cè)由步驟c)中定義的區(qū)域產(chǎn)生的橫向磁化的脈沖。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括處理從一個(gè)或多個(gè)橫向磁化脈沖獲得的 信息，以產(chǎn)生以下至少一者：（i )影像，（ii )動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii)灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物 種的光譜身份，（iv )生理數(shù)據(jù)，或（v)代謝數(shù)據(jù)。
14. 一種用于執(zhí)行磁共振光譜成像的方法，包括： a) 提供磁共振裝置，包括（i )主磁體，用于沿第一方向提供背景磁場(chǎng)，（ii)至少一個(gè) 共振反饋啟用線圈，以及（iii)至少一個(gè)梯度線圈，能被控制，以限定至少一個(gè)所關(guān)注的區(qū) 域； b) 將待研宄樣本或?qū)ο笠氲剿P(guān)注的區(qū)域中； c) 實(shí)施MR脈沖序列協(xié)議，以產(chǎn)生以下至少一者：（i )影像，（ii )動(dòng)態(tài)流數(shù)據(jù)，（iii) 灌注數(shù)據(jù)，（iii)化學(xué)物種的光譜身份，（iv )生理數(shù)據(jù)，或（v)代謝數(shù)據(jù)；以及 d) 調(diào)整所述RF線圈的電路，以便在樣本內(nèi)的至少一組核的核磁化和至少一個(gè)共振反 饋啟用線圈之間誘生電磁反饋，導(dǎo)致（i)樣本內(nèi)的至少一組核的核磁化矢量方向轉(zhuǎn)動(dòng)成與 該背景磁場(chǎng)所在方向成新的所需角度以及（ii)樣本內(nèi)的至少一組核的進(jìn)動(dòng)頻率相對(duì)于樣 本內(nèi)的其他核的進(jìn)動(dòng)頻率發(fā)生偏移中的至少一者發(fā)生。
【文檔編號(hào)】G01N24/08GK104487830SQ201380039716
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】尼爾·卡列肖夫斯基, 米爾科·赫羅瓦特 申請(qǐng)人:米利開爾文科技有限公司