[發明專利]MR電學性質斷層攝影

有效

• 申請號: 201280051057.3
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN103957785A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: A·L·H·M·W·范利爾;C·A·T·范登貝爾赫;U·卡切爾
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G01R33/48;G01R33/44;A61B5/053
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

本發明涉及磁共振（MR）成像領域。它涉及對置于MR設備檢查體積中的對象進行MR成像的方法。本發明還涉及一種MR設備和一種用于在MR設備上運行的計算機程序。

背景技術

當前，尤其是在醫學診斷領域中，廣泛使用了MR成像方法，MR成像方法利用磁場和核自旋之間的相互作用來便形成二維或三維圖像，因為對于軟組織成像，它們在很多方面優于其他成像方法，不需要電離輻射，通常不是侵入性的。

發明內容

根據一般的MR方法，要被檢查的對象（例如患者的身體）被布置在強的均勻磁場中，磁場的方向同時定義測量所基于的坐標系的軸（通常為z軸）。磁場根據磁場強度針對個體核自旋產生不同的能級，可以通過施加定義頻率（所謂的拉莫爾頻率或MR頻率）的交變電磁場（RF場）來激勵個體核自旋（自旋共振）。從宏觀角度講，個體核自旋的分布產生總體磁化，通過施加適當頻率的電磁脈沖（RF脈沖）可以使總體磁化偏離平衡狀態，同時磁場垂直于z軸（也稱為縱軸）延伸，使得磁化繞z軸進行進動。進動運動描繪出錐形表面，錐形的孔徑角稱為翻轉角。翻轉角的大小依賴于所施加電磁脈沖的強度和持續時間。對于所謂的90°脈沖，自旋從z軸偏轉到橫平面（翻轉角90°）。

在終止RF脈沖之后，磁化弛豫回初始平衡狀態，其中，z方向的磁化以第一時間常數T1（自旋點陣或縱向弛豫時間）再次建立，垂直于z方向的方向上的磁化以第二時間常數T2（自旋-自旋或橫向弛豫時間）弛豫。可以借助于接收RF天線檢測到磁化的變化，接收RF線圈在MR設備的檢查體積之內被布置并取向為使得在垂直于z軸的方向上測量磁化變化。在施加例如90°脈沖之后，橫向磁化的衰減伴隨有（局部磁場不均勻性誘發的）核自旋從具有相同相位的有序狀態到所有相角均勻分布的狀態（失相）的過渡。可以借助于重新聚焦脈沖（例如180°脈沖）來補償移相。這在接收線圈中產生回波（自旋回波）信號。.

為了在對象中實現空間分辨率，在均勻磁場上疊加沿三個主軸延伸的線性磁場梯度，這造成自旋共振頻率的線性空間相關性。那么接收線圈拾取的信號包含可能與對象中不同位置相關聯的不同頻率分量。經由接收線圈獲得的信號數據對應于頻率域并且被稱為k空間數據。k空間數據通常包括利用不同相位編碼采集的多條線。每條線都是通過收集若干樣本而被數字化的。利用傅里葉變換或其他適當的重建算法將一組k空間數據變換成MR圖像。

確定生物學組織電學性質的空間分布是主要感興趣問題，因為生物學組織的復介電常數受到其組成的影響。由于腫瘤與健康組織的細胞構成不同，因而，例如己發現膠質瘤的電導率與周圍健康組織的電導率不同（參見Lu等人，Int.J.Hyperthermia，8：第755-60頁（1992年））。

近來發展起來基于MR成像的方法使得能夠對生物組織的（復）介電常數或（僅）電導率進行檢查。在所謂的MR電流密度成像（MR?CDI）中，將外部電流源連接到要被檢查的患者皮膚，以便向組織中注入電流。組織中的電流局部改變主磁場強度。這種效應被用來借助于采集MR相位圖像來對組織之內的電流密度分布成像（Scott等人，IEEE?Trans.Med.Imag.，10：第362-74頁（1991年））。使用適當的后處理步驟，可以從所獲得的電流密度圖導出電導率的空間分布。這種方法被稱為MR電阻抗映射（MR?EIT，參見Seo等人，IEEE?Trans.Biomed.Eng.，50：第1121-1124頁（2003年））。這些MR?CDI和MR?EIT技術一般是通過施加幾毫秒的DC電流來執行的。因此，獲得的電導率與“低”頻率范圍（低于～1kHz）相關聯。

前述MR?CDI和MR?EIT技術都具有的缺點是，它們需要外部電流源，這在標準MR成像環境中這是沒有的。必須要將電流源連接到要被檢查患者的皮膚表面，以便注入電流。主要問題在于，需要相對較大電流以獲得足夠高的信噪比。這樣高的電流可能讓被檢查患者感到疼痛。