專利名稱：磁場(chǎng)不敏感的化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在磁共振斷層造影系統(tǒng)中降低CEST成像對(duì)于基本場(chǎng)和HF場(chǎng)的非均勻性的敏感性的方法以及一種相應(yīng)構(gòu)造的裝置。
背景技術(shù)：
除了使用對(duì)于形態(tài)學(xué)成像的臨床的磁共振斷層造影系統(tǒng)(MRT系統(tǒng))(其中基于自由水分子的質(zhì)子的磁特性產(chǎn)生在組織之間的對(duì)比度)之外，通過(guò)開(kāi)發(fā)新的方法近年來(lái)越來(lái)越多地可以在臨床斷層造影中也確定生理參數(shù)。在1990年提出了如下思路利用與特定的分子不穩(wěn)定地鍵合的質(zhì)子與自由水分子的化學(xué)交換，以獲得關(guān)于該特定的分子的化學(xué)環(huán)境的信息和關(guān)于該分子本身的信息。在此，特定的低濃度分子的質(zhì)子經(jīng)由該化學(xué)傳輸被傳輸?shù)阶杂伤肿?。由此，可以基于水信?hào) 空間高分辨地表示該特定分子的特殊信息。該方法被稱為CEST方法(Chemical ExchangeSaturation Transfer,化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移)。該CEST方法特別地利用化學(xué)位移、飽和以及質(zhì)子的化學(xué)交換化學(xué)位移(chemical shift)在核磁共振波譜法中被理解為樣本的共振線(即，例如在特定的分子中特定的質(zhì)子的共振或拉莫爾頻率)與任意選擇的標(biāo)準(zhǔn)的共振線(該標(biāo)準(zhǔn)被分配化學(xué)位移0)的距離。獨(dú)立于所使用的波譜儀的磁場(chǎng)強(qiáng)度的化學(xué)位移以ppm給出?；?br> 學(xué)位移的原因是包圍了各自的原子核的電子的磁化率(magnetische Suszeptibilitat )
這導(dǎo)致外部磁場(chǎng)通過(guò)電子部分地屏蔽。如果原子是分子的部分，則電子密度和由此屏蔽作用受到相鄰原子影響。因此，在特定的分子中質(zhì)子的譜線也與水質(zhì)子的譜線以一定的頻率位移。該位移通常位于Ippm和50ppm之間的范圍中。因此，例如可以借助于選擇性激勵(lì)通過(guò)窄帶HF場(chǎng)有針對(duì)地僅激勵(lì)特定分子的選擇的質(zhì)子，而不激勵(lì)水的質(zhì)子。飽和在核磁共振成像中被理解為如下可能性經(jīng)由相應(yīng)頻率的HF脈沖(飽和脈沖)激勵(lì)特定的核，使得相應(yīng)的核自旋系統(tǒng)的最大數(shù)量的自旋處于被激勵(lì)的狀態(tài)。這一點(diǎn)例如可以通過(guò)將激勵(lì)的高頻足夠長(zhǎng)地入射到特定的自旋系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。由此狀態(tài)的占用接近一種平衡，在該平衡情況下處于激勵(lì)狀態(tài)的自旋數(shù)量等于處于基本狀態(tài)的自旋數(shù)量。占用數(shù)差(Besetzungszahlunterschied)的這種消失被稱為飽和并且導(dǎo)致在隨后的高頻激勵(lì)中不再能夠探測(cè)核磁共振信號(hào)。作為化學(xué)交換(CE, Chemical Exchange),指在兩個(gè)化學(xué)環(huán)境之間交換隔離的核自旋的所有過(guò)程，由此其核磁共振參數(shù)(例如化學(xué)位移、弛豫時(shí)間，等等)被改變。該化學(xué)交換例如通過(guò)在自由水分子的質(zhì)子和其中所溶解的物質(zhì)的質(zhì)子之間的交換來(lái)進(jìn)行。這些質(zhì)子的交換率位于IOHz和1000Hz的數(shù)量級(jí)。相應(yīng)于該交換率，還可以定義Ims至IOOms的鍵合時(shí)間(交換時(shí)間)。交換的速度特別地受到化學(xué)環(huán)境的PH值及其溫度影響。CEST可以通過(guò)利用該效應(yīng)在磁共振斷層造影中分辨不同分子的質(zhì)子的不同信號(hào)。為此，選擇性地這樣激勵(lì)(待檢查的分子的、也就是CEST物質(zhì)的質(zhì)子的)特定的質(zhì)子信號(hào)，使得其磁化飽和。由于通過(guò)該分子的飽和的質(zhì)子與周圍的水質(zhì)子的化學(xué)交換，直接包圍的水分子的質(zhì)子的核共振信號(hào)被衰減。因此，利用以及不利用相應(yīng)的飽和脈沖所拍攝的MRT圖像，顯示出相應(yīng)的CEST物質(zhì)的空間分布。該CEST物質(zhì)通常是如下的化合物，其不能利用核磁共振成像的通常方法顯示，因?yàn)槔缙渌鶎俚腡2時(shí)間太小或者物質(zhì)的濃度小到產(chǎn)生的共振信號(hào)對(duì)于成像來(lái)說(shuō)太弱。對(duì)于CEST成像，化學(xué)交換的速度應(yīng)當(dāng)位于特定的范圍，從而其一方面足夠快地進(jìn)行以使得水信號(hào)飽和，另一方面其緩慢進(jìn)行，從而在交換的質(zhì)子和水質(zhì)子之間形成化學(xué)位移的足夠的差。CEST效應(yīng)的大小由此既取決于交換率也取決于可交換的質(zhì)子的數(shù)量。因?yàn)榛瘜W(xué)交換的率(Rate)取決于pH值，所以可以利用CEST進(jìn)行pH加權(quán)的成像。利用CEST方法示出了通過(guò)化學(xué)交換所產(chǎn)生的飽和的自由水質(zhì)子的分布。與不飽和的水質(zhì)子相反，這些水質(zhì)子當(dāng)利用具有水質(zhì)子的頻率的HF脈沖激勵(lì)時(shí)幾乎不產(chǎn)生共振信號(hào)(衰減)。特別地，通過(guò)比較兩個(gè)拍攝可以獲得CEST物質(zhì)的分布的圖形顯示。在第一拍攝時(shí)測(cè)量水質(zhì)子的信號(hào)的衰減，如上所述，而在第二拍攝時(shí)記錄沒(méi)有前面的飽和的情況下的信號(hào)分布。作為對(duì)于第二拍攝的激勵(lì)頻率，在此可以選擇自由水質(zhì)子的共振頻率或者利用相對(duì)于水頻率以化學(xué)位移的負(fù)的值位移的頻率來(lái)激勵(lì)?；贑EST的對(duì)比度機(jī)制原則上具有如下潛力顯示重要的功能，諸如新陳代謝過(guò)程，或者活體測(cè)量組織的PH值。在此，對(duì)比度增強(qiáng)可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于感興趣的分子的自然發(fā)生(natiirlichen Vorkommen) IO2 至 IO6 的值。然而，CEST成像由于非常窄帶的飽和激勵(lì)而對(duì)于基本磁場(chǎng)(B。場(chǎng))的空間變化極其敏感，因?yàn)榇艌?chǎng)的空間偏差直接作為相應(yīng)的共振頻率的偏差起作用。另一個(gè)缺陷在于，飽和效應(yīng)的量化以空間恒定的HF場(chǎng)(B1場(chǎng))為前提，由此待激勵(lì)的質(zhì)子的自旋的翻轉(zhuǎn)(飽和翻轉(zhuǎn)角)關(guān)于所涉及的體積是恒定的。因此，按照現(xiàn)有技術(shù)，采取以下措施以降低通過(guò)磁場(chǎng)的不均勻分布對(duì)CEST成像的圖像質(zhì)量的可能干擾。-通過(guò)優(yōu)化的Btl勻場(chǎng)來(lái)改善空間均勻性。對(duì)于勻場(chǎng)，或者在磁共振斷層造影的管中放置特殊的鐵片，或者這樣控制MR斷層造影中的特殊成型的附加線圈，使得基本場(chǎng)的場(chǎng)非均勻性盡可能得到抑制。-拍攝飽和譜。在此，利用飽和脈沖的不同頻率進(jìn)行一系列測(cè)量。從飽和譜中提取如下的測(cè)量，在所述測(cè)量中飽和頻率正好相應(yīng)于如下的值，該值從化學(xué)共振位移和通過(guò)Btl場(chǎng)的空間局部變化引起的位移之和得出。對(duì)于特定的空間點(diǎn)來(lái)說(shuō)最優(yōu)的飽和頻率可以從附加頻率的Btl場(chǎng)圖(Feldkarte,即，顯示了基本磁場(chǎng)的空間場(chǎng)分布的映像,也稱為Btl fieldmap )來(lái)確定。-此外，飽和譜(S卩，飽和脈沖的頻率分布)與激勵(lì)的譜在譜上重疊。由此產(chǎn)生對(duì)CEST效應(yīng)算錯(cuò)的可能性。這一點(diǎn)可以通過(guò)如下來(lái)避免對(duì)稱地圍繞質(zhì)子激勵(lì)譜拍攝飽和譜，即，利用如下的頻率位移，該頻率位移相對(duì)于水頻率以化學(xué)位移的負(fù)值位移。由此，當(dāng)確定了正的和負(fù)的飽和譜的差時(shí)，由于在CEST準(zhǔn)備期間氫質(zhì)子的直接飽和形成的效應(yīng)減為零。然而，飽和譜的拍攝的必要性使得迄今為止的CEST方法非常低效，因?yàn)閷?duì)每個(gè)空間點(diǎn)僅分析對(duì)信噪比獲得提供份額的少數(shù)幾個(gè)(頻率)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，即使在Btl和或B1場(chǎng)空間變化的情況下也允許改進(jìn)和加速的CEST成像。此外，通過(guò)本發(fā)明在所涉及的質(zhì)子的交換時(shí)間之內(nèi)實(shí)現(xiàn)高的翻轉(zhuǎn)角，而在此不會(huì)遇到由系統(tǒng)引起的性能限制或超過(guò)身體組織中允許的特異性吸收率(SAR)。按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種用于在磁共振斷層造影中進(jìn)行磁場(chǎng)不敏感的CEST成像的方法以及通過(guò)一種用于建立磁場(chǎng)不敏感的CEST圖像的磁共振裝置來(lái)解決。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，提供了一種用于在磁共振斷層造影中進(jìn)行磁場(chǎng)不敏感的CEST成像的方法，其中，用于探測(cè)物質(zhì)的鍵合的質(zhì)子的MR信號(hào)的多個(gè)發(fā)送線圈發(fā)出分別至少一個(gè)用于飽和的HF脈沖和至少一個(gè)用于激勵(lì)的HF脈沖。該方法包括以下步驟I.顯示在每個(gè)空間點(diǎn)中通過(guò)HF脈沖由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的磁化，作為以下的函數(shù)基本場(chǎng)的空間分布、由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間上的包絡(luò)函數(shù)、和預(yù)先給出的頻率位移。 2.對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈關(guān)于最小化問(wèn)題的解確定至少一個(gè)用于飽和的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)(Norm)中的至少兩個(gè)在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化的范數(shù)，鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)，和具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。在此，范數(shù)是指如下概念的數(shù)學(xué)定義，該概念下各個(gè)磁化值被相應(yīng)地乘方。例如，對(duì)于具有系數(shù)I的乘方計(jì)算絕對(duì)值和范數(shù)(Betragssummennorm)作為單個(gè)值的絕對(duì)值之和。相應(yīng)的，對(duì)于具有系數(shù)2的乘方得到關(guān)于來(lái)自于各個(gè)平方的單值之和的平方根計(jì)算的歐幾里德范數(shù)。在此，預(yù)先給出的頻率位移優(yōu)選是物質(zhì)的質(zhì)子相對(duì)于自由的水質(zhì)子的共振頻率的化學(xué)位移?；敬艌?chǎng)的空間分布以及由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布，優(yōu)選地都通過(guò)Btl圖或B1圖的拍攝來(lái)確定。按照優(yōu)選實(shí)施方式，磁化(即MR信號(hào))的飽和可以在兩個(gè)頻率下進(jìn)行，其中，第一頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)，并且第二頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率與預(yù)先給出的頻率位移相反地移動(dòng)。3.附加地，還可以通過(guò)求解最小化問(wèn)題對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈確定至少一個(gè)用于激勵(lì)的HF脈沖的形狀，在該最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，該和具有以下范數(shù)中的至少兩個(gè)所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)，在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)，和其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，用于飽和的HF脈沖以及用于激勵(lì)的HF脈沖分別被劃分為多個(gè)子脈沖的序列，其中，每個(gè)子脈沖在所定義的時(shí)刻被施加，從而在確定HF脈沖的形狀時(shí)可以從一個(gè)確定的頻率出發(fā)。此外，對(duì)于化學(xué)位移的飽和特性可以針對(duì)兩個(gè)頻率位移(預(yù)先給出的頻率位移和與預(yù)先給出的頻率位移相反的位移)來(lái)計(jì)算并且用于校正CEST效應(yīng)。因此，待發(fā)送的飽和脈沖以及激勵(lì)脈沖首先通過(guò)計(jì)算方法來(lái)確定。在此，將基本場(chǎng)⑶^場(chǎng))的分布以及由各個(gè)發(fā)送脈沖所產(chǎn)生的HF場(chǎng)(B1場(chǎng))的分布作為基礎(chǔ)，其例如可以通過(guò)此前進(jìn)行的對(duì)B1和Btl圖的拍攝來(lái)確定。由此，可以顯示在每個(gè)空間點(diǎn)中所產(chǎn)生的磁化，作為以下的函數(shù)=B1和Btl圖、在激勵(lì)期間梯度的時(shí)間變化、所激勵(lì)的HF脈沖的包絡(luò)函數(shù)的時(shí)間變化、和預(yù)先給出的頻率位移，其中預(yù)先給出的頻率位移從化學(xué)位移中得出。磁化的計(jì)算例如可以借助非線性布洛赫方程進(jìn)行或者也可以通過(guò)線性近似來(lái)進(jìn)行。在此，將用于確定優(yōu)化的飽和脈沖的計(jì)算方法表達(dá)為最小化問(wèn)題，并且例如可以借助迭代近似方法來(lái)求解。在此，必須考慮磁化的三個(gè)平均值I.對(duì)于自由水質(zhì)子(其局部拉莫爾頻率的分布從Btl圖中得出)在每個(gè)空間點(diǎn)中所產(chǎn)生的磁化應(yīng)當(dāng)盡可能小。因?yàn)樵撍a(chǎn)生的磁化關(guān)于多個(gè)單磁化平均而得到，所以在此磁化的范數(shù)應(yīng)當(dāng)為最小。
2.對(duì)于鍵合的質(zhì)子、即CEST物質(zhì)的質(zhì)子(其拉莫爾頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子移動(dòng)相應(yīng)的化學(xué)位移Delta)磁化應(yīng)當(dāng)被反轉(zhuǎn)。因此，所產(chǎn)生的磁化與反轉(zhuǎn)的磁化(在考慮Btl圖的條件下)的偏差的范數(shù)為最小。3.同樣要優(yōu)化質(zhì)子的飽和，其共振頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以-Delta移動(dòng)(即，其共振頻率以化學(xué)位移的負(fù)值相對(duì)于水頻率移動(dòng))。在此，迭代近似方法這樣計(jì)算脈沖，使得要么所有三個(gè)所描述的范數(shù)之和要么三個(gè)所描述的范數(shù)中的兩個(gè)選擇的范數(shù)在考慮場(chǎng)分布的條件下被最小化。類似于對(duì)優(yōu)化的飽和脈沖的確定，用于確定優(yōu)化的激勵(lì)脈沖的迭代方法表達(dá)為最小化問(wèn)題。然而在此應(yīng)當(dāng)優(yōu)化地激勵(lì)自由水質(zhì)子，從而形成產(chǎn)生的磁化與理想的磁化的偏差的范數(shù)。此外形成對(duì)于鍵合的質(zhì)子的磁化的和對(duì)于其共振頻率以化學(xué)位移的負(fù)值相對(duì)于水頻率移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。在此還通過(guò)迭代的近似方法這樣計(jì)算脈沖，使得所有三個(gè)描述的范數(shù)之和或者三個(gè)描述的范數(shù)中的兩個(gè)選擇的范數(shù)被最小化。為了采集對(duì)于成像來(lái)說(shuō)是相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過(guò)多個(gè)斷層造影裝置內(nèi)部的發(fā)送線圈將鍵合的質(zhì)子的自旋、即待檢查的物質(zhì)的質(zhì)子的自旋借助優(yōu)化的脈沖進(jìn)行飽和。在此，各個(gè)發(fā)送線圈同時(shí)或時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)地分別輸出一個(gè)或多個(gè)HF飽和脈沖，其中相應(yīng)于脈沖設(shè)計(jì)問(wèn)題事先通過(guò)相應(yīng)的優(yōu)化來(lái)計(jì)算脈沖。然后通過(guò)多個(gè)發(fā)送線圈產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)優(yōu)化的激勵(lì)脈沖，以激勵(lì)水質(zhì)子。在此，各個(gè)發(fā)送線圈同時(shí)或時(shí)間上錯(cuò)開(kāi)地分別輸出HF激勵(lì)信號(hào)或一系列單個(gè)HF激勵(lì)子脈沖，其中相應(yīng)于脈沖設(shè)計(jì)問(wèn)題事先通過(guò)相應(yīng)的優(yōu)化計(jì)算了所述脈沖。優(yōu)選地，對(duì)于圖像拍攝，相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率的頻率以化學(xué)位移的值的位移的兩個(gè)方向進(jìn)行質(zhì)子的飽和。從所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)中計(jì)算對(duì)于在兩個(gè)方向上相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率的化學(xué)位移的飽和特性并且必要時(shí)用于校正CEST效應(yīng)。替換地，用于顯示磁化的步驟和用于確定優(yōu)化的飽和或激勵(lì)脈沖的計(jì)算方法，還可以通過(guò)以下方案來(lái)確定，所述方案構(gòu)成了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。為此假定，(用于激勵(lì)或用于飽和的)HF脈沖可以被劃分為n個(gè)子脈WP1, P2，…Pn的序列，其中各個(gè)子脈沖在各自的時(shí)刻^ t2,…tn被施加。經(jīng)過(guò)各自的脈沖形狀和施加時(shí)刻確定的各個(gè)子脈沖的相位，可以這樣來(lái)確定，使得其對(duì)各自(由于拉莫爾頻率的局部變化而空間上變化)的質(zhì)子的磁化的時(shí)間上的相位演變映像(abb i I den )。由此，拉莫爾頻率的空間變化可以利用目標(biāo)相位的規(guī)定來(lái)考慮并且優(yōu)化的脈沖設(shè)計(jì)的確定降低到具有不可移動(dòng)的拉莫爾頻率的磁化。通過(guò)合適選擇脈沖距離可以同時(shí)考慮到不同頻率的激勵(lì)和不激勵(lì)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還提供了一種用于建立磁場(chǎng)不敏感的CEST圖像的磁共振裝置。在此，該磁共振裝置包括多個(gè)用于探測(cè)物質(zhì)的鍵合的質(zhì)子的MR信號(hào)的發(fā)送線圈，其中，經(jīng)過(guò)發(fā)送線圈可以輸出用于飽和的HF脈沖以及用于激勵(lì)的HF脈沖。此外，該磁共振裝置還包括如下的單元，該單元可以將在每個(gè)空間點(diǎn)中通過(guò)HF脈沖由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的磁化作為如下的函數(shù)來(lái)確定基本場(chǎng)的空間分布、由發(fā)送線圈產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間包絡(luò)函數(shù)、和預(yù)先給出的頻率位移，以及包括計(jì)算單元，其對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)對(duì)最小化問(wèn)題求解可以確定用于飽和的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，該和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化的范數(shù)， 鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)，和具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。該計(jì)算單元還被構(gòu)造為，其可以對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)求解最小化問(wèn)題求解來(lái)確定用于激勵(lì)的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，所述加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)，在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)，和其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。優(yōu)選地，磁共振裝置具有如下的系統(tǒng)，S卩，用于采集基本場(chǎng)的空間分布和由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布，作為的B1和Btl圖的照片。按照另一個(gè)實(shí)施方式，由計(jì)算單元確定的用于飽和的HF脈沖，與用于激勵(lì)的一樣分別劃分為多個(gè)子脈沖的序列，其中，每個(gè)子脈沖在所定義的時(shí)刻被施加，從而計(jì)算單元在確定HF脈沖的形狀時(shí)可以從確定的頻率出發(fā)。優(yōu)選地，用于飽和以及用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖由合適的發(fā)送單元產(chǎn)生，后者產(chǎn)生具有由計(jì)算單元所確定的形狀的MR信號(hào)并且發(fā)送到多個(gè)發(fā)送線圈。用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖優(yōu)選地處于自由水質(zhì)子的頻率，而用于飽和MR信號(hào)的頻率優(yōu)選地在如下頻率下進(jìn)行，所述頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以CEST物質(zhì)的化學(xué)位移移動(dòng)。替換地，用于飽和的HF脈沖由發(fā)送單元也可以在兩個(gè)頻率下產(chǎn)生，其中，第一頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以物質(zhì)的化學(xué)位移移動(dòng)，并且第二頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率與物質(zhì)的化學(xué)位移相反地移動(dòng)。本發(fā)明提供了以下優(yōu)點(diǎn) 可以獨(dú)立于地點(diǎn)和局部拉莫爾頻率地實(shí)現(xiàn)所涉及的質(zhì)子自旋的定義的翻轉(zhuǎn)角。 通過(guò)利用多個(gè)發(fā)送線圈的并行發(fā)送可以在所涉及的質(zhì)子的交換時(shí)間內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高的翻轉(zhuǎn)角，而在此不會(huì)遇到系統(tǒng)決定的性能局限或超過(guò)身體組織中允許的特異性吸收率(SAR)。 還通過(guò)在激勵(lì)之前重復(fù)飽和脈沖或?qū)柡兔}沖以及激勵(lì)脈沖劃分為多個(gè)子脈沖，一方面在降低所需的發(fā)送功率或SAR負(fù)擔(dān)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高的翻轉(zhuǎn)角。 這樣計(jì)算飽和脈沖，使得其關(guān)于化學(xué)位移是對(duì)稱的。即，其頻率相對(duì)于水頻率以化學(xué)位移的負(fù)值位移?？蛇x地或附加地，模擬不對(duì)稱的飽和特性并用于校正。 通過(guò)使用按照本發(fā)明的B1和Btl不敏感的飽和脈沖，飽和譜的記錄是多余的。由此記錄譜的兩個(gè)點(diǎn)是足夠的。由此用于CEST成像的測(cè)量時(shí)間被降低至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。


以下借助附圖結(jié)合按照本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中，圖I示意性示出了按照本發(fā)明的磁共振裝置，圖2示出了在磁共振斷層造影中用于磁場(chǎng)不敏感的CEST成像的按照本發(fā)明的方法的流程圖，圖3示意性示出了用于建立磁場(chǎng)不敏感的CEST圖像的按照本發(fā)明的磁共振裝置，圖4示出了由單個(gè)子脈沖組成的飽和脈沖、激勵(lì)脈沖以及回波信號(hào)。
具體實(shí)施例方式圖I示意性示出了磁共振裝置5和中央的控制單元10，如即可以用于成像的核共振斷層造影、也可以用于磁共振波譜學(xué)的那樣。在此，基本場(chǎng)磁體I產(chǎn)生時(shí)間上恒定的強(qiáng)磁場(chǎng)用于極化或?qū)R對(duì)象0的檢查區(qū)域(諸如位于檢查臺(tái)23上被推入到磁共振裝置5中的人體的待檢查部分)中的核自旋。在測(cè)量體積M中定義了對(duì)于核自旋共振測(cè)量所需的高的基本磁場(chǎng)均勻性。為了支持均勻性要求并且特別是為了消除時(shí)間上不變的影響，在合適的位置上安裝由鐵磁材料構(gòu)成的所謂的勻場(chǎng)片。通過(guò)勻場(chǎng)線圈2來(lái)消除時(shí)間上可變的影響。在基本場(chǎng)磁體I中采用了由三個(gè)子線圈組成的圓柱形的梯度線圈系統(tǒng)3。由放大器給每個(gè)子線圈提供用于在笛卡爾坐標(biāo)系的各個(gè)方向上產(chǎn)生線性(也是時(shí)間可變的)梯度場(chǎng)的電流。在此，梯度場(chǎng)系統(tǒng)3的第一子線圈產(chǎn)生X方向上的梯度Gx，第二子線圈產(chǎn)生y方向上的梯度Gy，并且第三子線圈產(chǎn)生z方向上的梯度Gz。放大器包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器由用于時(shí)間正確地產(chǎn)生梯度脈沖的序列控制裝置18來(lái)控制。在梯度線圈系統(tǒng)3內(nèi)有一個(gè)(或多個(gè))高頻天線4，所述高頻天線4將高頻功率放大器給出的高頻脈沖轉(zhuǎn)換為交變磁場(chǎng)，用于待檢查的對(duì)象0或者該對(duì)象0的待檢查區(qū)域的核的激勵(lì)以及核自旋的對(duì)齊。每個(gè)高頻天線4由組件線圈的以環(huán)形優(yōu)選線性或矩陣形布置的形式的一個(gè)或多個(gè)HF發(fā)送線圈和一個(gè)或多個(gè)HF接收線圈組成。各自的高頻天線4的HF接收線圈也將從進(jìn)動(dòng)的核自旋發(fā)出的交變場(chǎng)、即通常由一個(gè)或多個(gè)高頻脈沖和一個(gè)或多個(gè)梯度脈沖組成的脈沖序列所引起的核自旋回波信號(hào)，轉(zhuǎn)換為電壓(測(cè)量信號(hào))，該電壓經(jīng)過(guò)放大器7被傳輸?shù)礁哳l系統(tǒng)22的高頻接收通道8。高頻系統(tǒng)22還包括發(fā)送信道9，在該發(fā)送信道9中產(chǎn)生用于激勵(lì)核磁共振的高頻脈沖。在此，將各個(gè)高頻脈沖根據(jù)由設(shè)備計(jì)算機(jī)20預(yù)先給出的脈沖序列在序列控制裝置18中數(shù)字地表示為復(fù)數(shù)的序列。該數(shù)列作為實(shí)部和虛部分別經(jīng)過(guò)輸入端12被傳輸?shù)礁哳l系統(tǒng)22中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器并且從該數(shù)模轉(zhuǎn)換器被傳輸?shù)桨l(fā)送信道9。在發(fā)送信道9中將脈沖序列加調(diào)制到高頻載波信號(hào)上，其基頻相應(yīng)于測(cè)量空間中核自旋的共振頻率。通過(guò)發(fā)送-接收轉(zhuǎn)接器6進(jìn)行發(fā)送運(yùn)行和接收運(yùn)行的切換。高頻天線4的HF發(fā)送線圈將用于激勵(lì)核自旋的高頻脈沖入射到測(cè)量空間M，并且通過(guò)HF接收線圈掃描所得到的回波信號(hào)。相應(yīng)獲得的核共振信號(hào)在高頻系統(tǒng)22的接收信道8’(第一解調(diào)器)中被相位敏感地解調(diào)到中頻，并且在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)中被數(shù)字化。該信號(hào)還被解調(diào)到頻率O。到頻率0的解調(diào)和到實(shí)部和虛部的分離在第二解調(diào)器8中在數(shù)字化之后在數(shù)字域中進(jìn)行。通過(guò)圖像計(jì)算機(jī)17可以從這樣所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)中重建MR圖像。通過(guò)設(shè)備計(jì)算機(jī)20進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和控制程序的管理。序列控制裝置18根據(jù)利用控制程序的預(yù)定值來(lái)控制各個(gè)期望的脈沖序列的產(chǎn)生和k空間的相應(yīng)掃描。在此，序列控制裝置18特別地控制梯度的時(shí)間正確的接通、具有定義的相位振幅的高頻脈沖的發(fā)送、以及核共振信號(hào)的接收。由合成器19提供用于高頻系統(tǒng)22和序列控制裝置18的時(shí)間基準(zhǔn)。通過(guò)包括鍵盤15、鼠標(biāo)16和顯示屏14的終端13，選擇用于產(chǎn)生MR圖像的相應(yīng)控制程序(所述控制程序例如存儲(chǔ)在DVD 21中)，以及顯示所產(chǎn)生的MR圖像。
圖2示出了按照本發(fā)明的方法的流程圖，該方法用于在磁共振斷層造影中進(jìn)行磁場(chǎng)不敏感的CEST成像。在此，經(jīng)過(guò)多個(gè)發(fā)送線圈分別發(fā)送至少一個(gè)用于飽和物質(zhì)的鍵合的質(zhì)子(CEST物質(zhì)的質(zhì)子)的MR信號(hào)的HF脈沖和至少一個(gè)用于激勵(lì)自由水質(zhì)子的MR信號(hào)的HF脈沖，以便獲得用于顯示CEST物質(zhì)的分布的MR信號(hào)。在此，在每個(gè)空間點(diǎn)中通過(guò)HF脈沖由發(fā)送線圈產(chǎn)生的磁化作為基本場(chǎng)的空間分布的、由發(fā)送線圈產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布的、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間上的包絡(luò)函數(shù)和預(yù)先給出的頻率位移的函數(shù)來(lái)顯示(210)。通過(guò)相應(yīng)計(jì)算，對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)對(duì)最小化問(wèn)題求解可以確定用于飽和的至少一個(gè)HF脈沖的最佳形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(220)，該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化范數(shù)(240)，鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)(250)，和具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(260)。從最小化問(wèn)題的解中可以直接確定(230)用于飽和的優(yōu)化的HF脈沖。附加地，還可以對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)求解最小化問(wèn)題求解來(lái)確定用于激勵(lì)的至少一個(gè)HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(225)，所述加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)(245)，在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(255)，和其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(265)。從最小化問(wèn)題的解中可以直接確定(235)用于激勵(lì)的優(yōu)化的HF脈沖。圖3示出了按照本發(fā)明的磁共振裝置300的示意圖，如其為建立磁場(chǎng)不敏感的CEST圖像可以被使用的那樣。在此，待檢查的CEST物質(zhì)的質(zhì)子的磁化(即MR信號(hào))的飽和，以及自由水質(zhì)子的磁化的激勵(lì)(即其MR信號(hào))，通過(guò)由發(fā)送線圈350給出的相應(yīng)的HF脈沖來(lái)進(jìn)行。
在此，單元320顯示對(duì)于每個(gè)空間點(diǎn)通過(guò)由發(fā)送線圈350給出的HF脈沖產(chǎn)生的磁化作為以下的函數(shù)基本場(chǎng)的空間分布、由發(fā)送線圈350產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間上的包絡(luò)函數(shù)、和預(yù)先給出的頻率位移。在此，線圈系統(tǒng)310的基本場(chǎng)的空間分布優(yōu)選通過(guò)Btl圖370的拍攝來(lái)分析，并且由發(fā)送線圈350所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布優(yōu)選通過(guò)B1圖380的拍攝來(lái)進(jìn)行。對(duì)以B。圖370和B1圖380的形式的基本場(chǎng)Btl和冊(cè)場(chǎng)&的采集，在此例如通過(guò)為此設(shè)置的用于采集這些場(chǎng)的系統(tǒng)360來(lái)進(jìn)行。替換地，這些場(chǎng)的采集以及Btl圖370和B1圖380的建立也可以由獨(dú)立于磁共振裝置300工作的系統(tǒng)來(lái)采集。計(jì)算單元330通過(guò)數(shù)學(xué)優(yōu)化方法在考慮由單元320所顯示的磁化的條件下確定用于在CEST物質(zhì)中包含的鍵合的質(zhì)子的MR信號(hào)的飽和的HF脈沖的形狀。在此，對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈確定最小化問(wèn)題的解，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(220),該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)
在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化范數(shù)240，鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)250，和具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù) 260。此外，計(jì)算單元330在考慮由單元320所顯示的磁化的條件下還可以用于確定針對(duì)自由水質(zhì)子的MR信號(hào)的激勵(lì)的HF脈沖的形狀。這些質(zhì)子由于化學(xué)位移而具有共振頻率，所述共振頻率關(guān)于自由水質(zhì)子的共振頻率以預(yù)定的頻率位移移動(dòng)。在此，對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈確定最小化問(wèn)題的解，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(225),所述加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)245，在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)255，和其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)265。由計(jì)算單元330確定了形狀的HF脈沖例如由發(fā)送單元340產(chǎn)生并且被傳輸?shù)桨l(fā)送線圈350，以便這樣在磁共振裝置300中激勵(lì)或飽和相應(yīng)的MR信號(hào)。圖4示出了用于按照本發(fā)明的CEST成像的信號(hào)的時(shí)間序列。首先發(fā)送一個(gè)或多個(gè)飽和脈沖410，以便將CEST物質(zhì)的質(zhì)子飽和。因?yàn)檫@些質(zhì)子由于其化學(xué)位移而可以以另一個(gè)頻率被激勵(lì)，所以可以獨(dú)立于自由水的質(zhì)子激勵(lì)這些質(zhì)子的飽和。按照本發(fā)明的一個(gè)特別的實(shí)施方式，將每個(gè)這些飽和脈沖410劃分為n個(gè)不同的子脈沖。圖4示例示出了劃分為四個(gè)子脈沖。拉莫爾頻率的空間變化例如可以直接通過(guò)子脈沖的相位分布的預(yù)先給定來(lái)考慮。即，對(duì)于每個(gè)子線圈，目標(biāo)磁化的相位分布從子脈沖到子脈沖這樣演變，使得其反映了由于拉莫爾頻率的局部變化，磁化的相位演變。由此，具有目標(biāo)相位的預(yù)先給定的拉莫爾頻率的空間變化被考慮并且脈沖設(shè)計(jì)被降低為具有不同拉莫爾頻率的磁化。通過(guò)合適選擇在子脈沖之間的時(shí)間間隔可以將激勵(lì)和非激勵(lì)同時(shí)優(yōu)化到不同的頻率。在飽和脈沖之后跟隨激勵(lì)脈沖420，該激勵(lì)脈沖被調(diào)諧到自由水質(zhì)子。由于化學(xué)交換，CEST物質(zhì)的飽和的質(zhì)子可以與被激勵(lì)的自由水質(zhì)子交換其位置，從而在CEST物質(zhì)的位置可以探測(cè)到回波信號(hào)430。飽和脈沖的持續(xù)時(shí)間在此應(yīng)當(dāng)比自由水質(zhì)子的場(chǎng)弛豫時(shí)間短 。
權(quán)利要求
1.一種用于在磁共振斷層造影中進(jìn)行磁場(chǎng)不敏感的CEST成像的方法，其中，用于探測(cè)物質(zhì)的鍵合的質(zhì)子的MR信號(hào)的多個(gè)發(fā)送線圈發(fā)出分別至少一個(gè)用于飽和的HF脈沖以及至少一個(gè)用于激勵(lì)的HF脈沖， 其中，顯示(210)在每個(gè)空間點(diǎn)中通過(guò)HF脈沖由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的磁化，作為以下的函數(shù)基本場(chǎng)的空間分布、由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間上的包絡(luò)函數(shù)、和預(yù)先給出的頻率位移，并且其中，對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)求解最小化問(wèn)題針對(duì)每個(gè)發(fā)送線圈確定(230)至少一個(gè)用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(220)，該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè) 在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化的范數(shù)(240)， 鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)(250)，和 具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于所述預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化范數(shù)(260)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在發(fā)送用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖之前重復(fù)地發(fā)送用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖。
3.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，所述預(yù)先給出的頻率位移對(duì)應(yīng)于所述物質(zhì)的質(zhì)子相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率的化學(xué)位移。
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，通過(guò)拍攝BO圖或BI圖來(lái)確定所述基本磁場(chǎng)的空間分布以及由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布。
5.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，對(duì)于CEST成像的拍攝在用于飽和MR信號(hào)的兩個(gè)頻率下進(jìn)行，其中，第一頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)，并且第二頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率與預(yù)先給出的頻率位移相反地移動(dòng)。
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，通過(guò)求解最小化問(wèn)題對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈確定(235)至少一個(gè)用于激勵(lì)MR信號(hào)的至少一個(gè)HF脈沖的形狀，在該最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化(225 )，該加權(quán)的和具有以下范數(shù)中的至少兩個(gè) 所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)(245)， 在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(255)，和 其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(265)。
7.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，至少一個(gè)用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖(410)以及至少一個(gè)用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖(420)都分別被劃分為多個(gè)子脈沖(415)的序列，其中，每個(gè)子脈沖(415)在所定義的時(shí)刻被施加，從而在確定HF脈沖的形狀時(shí)能夠從確定的頻率出發(fā)。
8.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，對(duì)于化學(xué)位移的飽和特性可以針對(duì)兩個(gè)頻率位移，即預(yù)先給出的頻率位移和與預(yù)先給出的頻率位移相反的位移，來(lái)計(jì)算并且用于校正CEST效應(yīng)。
9.一種用于建立磁場(chǎng)不敏感的CEST圖像的磁共振裝置(300)，包括 多個(gè)用于探測(cè)物質(zhì)的鍵合的質(zhì)子的MR信號(hào)的發(fā)送線圈(350)，其中，經(jīng)過(guò)所述發(fā)送線圈能夠輸出用于飽和的HF脈沖以及用于激勵(lì)的HF脈沖，能夠?qū)⒃诿總€(gè)空間點(diǎn)中通過(guò)HF脈沖由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的磁化作為如下的函數(shù)來(lái)確定的單元(320):基本場(chǎng)的空間分布、由發(fā)送線圈所產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布、在激勵(lì)期間場(chǎng)梯度的時(shí)間變化、HF脈沖的時(shí)間包絡(luò)函數(shù)、和預(yù)先給出的頻率位移，以及 計(jì)算單元(330)，其對(duì)于每個(gè)發(fā)送線圈通過(guò)對(duì)最小化問(wèn)題求解可以確定用于飽和的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè) 在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化的范數(shù)， 鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)，和 具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁共振裝置(300)，還包括系統(tǒng)(360)，用于采集基本場(chǎng)的空間分布和由發(fā)送線圈產(chǎn)生的HF場(chǎng)的空間分布作為的BI和BO圖的拍攝。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的磁共振裝置(300)，其特征在于，所述計(jì)算單元(300)能夠?qū)τ诿總€(gè)發(fā)送線圈(350)通過(guò)求解最小化問(wèn)題求解來(lái)確定用于激勵(lì)的HF脈沖的形狀，在所述最小化問(wèn)題中將加權(quán)的和最小化，所述加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè) 所產(chǎn)生的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的理想磁化的偏差的范數(shù)， 在每個(gè)空間點(diǎn)中鍵合的質(zhì)子的磁化的范數(shù)，和 其共振頻率以負(fù)值相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移移動(dòng)的質(zhì)子的磁化的范數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的磁共振裝置(300)，其特征在于，所述計(jì)算單元(330)將用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖以及用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖分別劃分為多個(gè)子脈沖的序列，其中，每個(gè)子脈沖在所定義的時(shí)刻被施加，從而計(jì)算單元在確定HF脈沖的形狀時(shí)能夠從確定的頻率出發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的磁共振裝置(300)，還包括發(fā)送單元(340)，其產(chǎn)生具有所述計(jì)算單元(330)所確定的形狀的用于飽和以及激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖并且傳輸?shù)蕉鄠€(gè)發(fā)送線圈(350)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁共振裝置(300)，其中，所述發(fā)送單元(340)在自由水質(zhì)子的共振頻率情況下產(chǎn)生用于激勵(lì)MR信號(hào)的HF脈沖，并在相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以物質(zhì)的化學(xué)位移移動(dòng)了的頻率下產(chǎn)生用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁共振裝置(300)，其中，所述發(fā)送單元(340)在兩個(gè)頻率位移下計(jì)算用于飽和MR信號(hào)的HF脈沖，其中，第一頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率以物質(zhì)的化學(xué)位移移動(dòng)，并且第二頻率相對(duì)于自由水質(zhì)子的共振頻率與物質(zhì)的化學(xué)位移相反地移動(dòng)。
16.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括程序并且可直接加載到磁共振裝置(300)的可編程控制裝置的存儲(chǔ)器中，用于當(dāng)所述程序在磁共振裝置(300)的控制裝置中運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的方法的所有步驟。
17.一種電子可讀數(shù)據(jù)載體，具有存儲(chǔ)的電子可讀控制信息，所述控制信息構(gòu)造為當(dāng)在磁共振裝置(300)的控制裝置中使用所述數(shù)據(jù)載體時(shí)執(zhí)行按照權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于磁共振斷層造影中的改進(jìn)并加速的CEST成像的方法。在此，通過(guò)多個(gè)發(fā)送線圈發(fā)送用于飽和待顯示的物質(zhì)的質(zhì)子的HF脈沖。在此，通過(guò)優(yōu)化方法計(jì)算該HF脈沖的形狀，使得加權(quán)的和被最小化，該加權(quán)的和具有以下三個(gè)范數(shù)中的至少兩個(gè)在每個(gè)空間點(diǎn)中自由水質(zhì)子的磁化的范數(shù)(240)，鍵合的質(zhì)子的磁化與在每個(gè)空間點(diǎn)中反轉(zhuǎn)磁化的偏差的范數(shù)(250)，和具有每個(gè)空間點(diǎn)中相對(duì)于預(yù)先給出的頻率位移的反轉(zhuǎn)的位移的質(zhì)子的磁化的范數(shù)(260)。此外，通過(guò)相應(yīng)的優(yōu)化方法還可以計(jì)算用于然后激勵(lì)自由水質(zhì)子的HF脈沖的形狀。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102866371SQ201210231720
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者H-P.福茨, D.保羅 申請(qǐng)人:西門子公司