[發明專利]用于多核頻譜學的低功率解耦合

無效

• 申請號: 200680021519.1
• 申請日: 2006-06-13
• 公開（公告）號: CN101228455A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: D·L·福克薩爾;J·B·默多克;L·卡素博斯基
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: G01R33/46
• 分類號: G01R33/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李靜嵐;譚祐祥

本發明涉及磁共振領域。本發明尤其適用于觀察鍵合至¹H核子的¹³C或者¹⁵N核子的多核磁共振頻譜學，并且涉及采用由這種頻譜學所收集的數據來進行的成像或者其他數據分析，并且將通過對其具體參考來進行描述。然而，更一般地，本發明應用于實質上觀察任何鍵合至其他異性核素的核素的多核磁共振頻譜學，并且涉及采用由這種頻譜學收集的數據來進行的化學位移成像或者其他數據分析。

通過觀察由化學環境導致的化學位移，磁共振頻譜學可提供關于所成像的核素的化學鍵的信息。例如，當觀察¹³C核素(nuclearspecies)時，化學位移信息可分辯出C、CH、CH₂和CH₃的化學配置。可將這種化學信息用于各種應用，諸如跟蹤所注入的示蹤劑的新陳代謝。

由于在核子之間的標量耦合(也稱作J-耦合)，產生了復雜的情況(complication)。例如，J-耦合導致來自CH₂的或者其他化學鍵合配置的共振線在頻率空間中分裂以形成多重譜線。因此，自旋耦合的存在降低了信噪比，并且來自不同化學位移共振的多重譜線的重疊使頻譜變得模糊。

在讀出所觀察磁共振期間，以耦合的第二核素的磁共振頻率應用第二射頻輻射，來移除核子之間的標量耦合(J-耦合)效應，以便簡化頻譜并且提高信噪比。將該處理簡稱為“解耦合”。例如，¹³C核子通常與¹H鍵合并且顯示出具有J～100-200Hz的強耦合。當觀察¹³C時，可通過在磁共振光譜序列的讀出階段期間應用處于¹H磁共振頻率處的第二射頻輻射來抑制與氫的J-耦合，以便對于每個化學鍵合的配置，僅觀察到單條線。

在執行¹³C、¹⁵N和其他感興趣核素的磁共振頻譜學中使用解耦合已經導致其廣泛應用，并且已經出現了許多方法，這些方法對于用于在質子頻譜整個寬度上解除耦合的帶寬、效率和功率進行了優化。然而，現有技術具有某些缺點。受抑制的J-耦合信息將固有地丟失，并且所應用的第二射頻輻射實質上增加了磁共振頻譜學序列的比吸收率(SAR)。

在受觀察對象是人類患者的情況下，增加的SAR在醫療應用中是極為不利的。在高場磁共振掃描儀(諸如，3T掃描儀以及更為新近開發的7T掃描儀)中，增加的SAR也是特別關注的問題，在這里，增加的中央磁場需要使用增加的射頻功率級別來產生相同程度的核激發。

用于解耦合的第二射頻輻射應該是足夠的寬帶，以便跨越所耦合核素的化學位移頻譜的頻率范圍。例如，為了在6.5ppm化學位移范圍上解耦合質子，第二射頻輻射在3T(128MHz¹H磁共振頻率)處應該包含830Hz的解耦合帶寬，并且在7T(298MHz¹H磁共振頻率)處應該包含1936Hz的解耦合帶寬。因此，要求相對寬帶的第二射頻輻射，其在整個讀出階段中應用以便抑制J-耦合效應。相對寬帶特征以及應用第二射頻輻射的時間擴展導致實質上提高的SAR。

本發明旨在于克服上述限制及其他的改進設備和方法。

根據一個方面，公開了一種磁共振頻譜學方法。激發第一核素磁共振，所述激發包含對象的整個體積，或者通過選擇性射頻脈沖和磁場梯度的應用來限定的感興趣的較小體積。生成來自第一核素磁共振的自旋回波信號，并且直接地讀出所述自旋回波信號、或者由附加磁場梯度脈沖對所述自旋回波信號進行空間編碼。在生成自旋回波期間，使用在第二射頻信道上應用的脈沖來解耦合第一核素和第二耦合的異性核素。在信號讀出期間，不應用解耦合來抑制異核J-耦合。對于多個不同自旋演進時間(Δ)，至少重復自旋回波生成、讀出和在第二射頻信道上應用射頻脈沖，以便利用由于異核J-耦合所導致的調制來對數據進行頻譜編碼。

根據另一方面，公開了一種磁共振設備，包括磁共振掃描儀，以及控制器，控制磁共振掃描儀以執行在上述段落中闡述的磁共振頻譜學方法。

根據另一方面，公開了一種磁共振設備。提供用于獲取異核J-調制的數據的裝置。處理器處理所獲取的異核J-調制的數據以提取(i)耦合信息、(ii)化學位移信息、或者(iii)當利用磁場梯度分離地編碼時的空間信息中的至少一個。