[发明专利]梯度磁场施加方法和设备以及磁共振成像设备

说明书

本发明涉及梯度磁场施加方法和设备以及磁共振成像设备，更加具体地说，本发明涉及在原子核的激发自旋中施加梯度磁场的方法和设备以及使用这种梯度磁场施加设备的磁共振成像设备。

在磁共振成像过程中，在一个要成像的空间中产生磁场梯度，以便可以通过由原子核(如质子)的自旋产生的磁共振信号的频率识别体元的3维位置。磁场梯度的产生包括：产生一个静磁场a，这个静磁场在一个观察视场(FOV)中有一个均匀的磁场强度Bo，如在图1的磁场强度示意图中示例性表示的；施加一个对称的梯度磁场b，一个梯度磁场的方向在FOV的中心的一侧，另一个磁场梯度的方向在与其相对的另一侧；和，通过组合磁场a和b获得一个具有梯度的组合磁场c。为了产生静磁场a，使用超导电磁铁、常温导通电磁铁、永久磁铁、或类似物。为了产生梯度磁场b，使用具有适当的回路形状的一个梯度线圈。

当产生这样一种梯度磁场时，在图1的左部FOV的外部，即在静磁场a和梯度磁场b有相同方向的一侧，形成一个周边区d，在这里组合磁场c具有和FOV内的磁场相同的强度，这是因为由磁铁产生的静磁场a的强度和由梯度线圈产生的梯度磁场b的强度这两者在FOV两侧都减小的缘故。因此，在周边区d产生的磁共振信号的频率和在FOV中产生的磁共振信号的频率相同，由于来自于FOV外部的卷绕导致所得图像中的人工假像(artifacts)。

使用自旋回波技术的磁共振成像企图减小这种人工假像，方法是使梯度磁场G90的强度在90°激发中施加，并且使梯度磁场G180的强度在不同的180°激发中施加，如图2中示例性所示的。梯度磁场G90的周边区d90和梯度磁场G180的周边区d180是彼此不同的，在这些周边区重叠的一个减小的区域dat中产生了将引起人工假像的自旋回波。

然而，虽然通过上述技术，减小了产生引发人工假像自旋回波的区域，但它不能完全消除。因此，减小人工假像的效果仍旧不够好。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于防止由在观察视场(FOV)外部的磁场引起的人工假像的梯度磁场施加方法和设备，以及使用这种梯度磁场施加设备的磁共振成像设备。

按照本发明的第一方面，提供一种梯度磁场施加方法，用于在实现原子核自旋的多次射频激发中施加梯度磁场，该方法包括如下步骤：在第一次射频激发中至少产生梯度磁场的极性，在下一次射频激发中梯度磁场的极性和第一次彼此相反。

按照本发明的第二方面，提供一种梯度磁场施加设备，用于在实施原子核自旋的多次射频激发中施加梯度磁场，该设备在第一次射频激发中至少产生梯度磁场的极性，在下一次射频激发中梯度磁场的极性和第一次彼此相反。

按照本发明的第三方面，提供一种磁共振成像设备，用于在存在梯度磁场的情况下在要成像的研究目标内实现原子核自旋的多次激发，并且根据由自旋产生的磁共振信号产生一个图像，该设备包括梯度磁场施加装置，用于在第一次射频激发中至少产生梯度磁场的极性，在下一次射频激发中梯度磁场的极性和第一次彼此相反。

按照本发明的第四方面，提供一种磁共振成像方法，用于在存在梯度磁场的情况下在要成像的研究目标内实现原子核自旋的多次射频激发，并且根据由自旋产生的磁共振信号产生一个图像，该方法包括如下步骤：在第一次射频激发中至少产生梯度磁场的极性，在下一次射频激发中梯度磁场的极性和第一次彼此相反。

按照本发明，通过在第一次射频激发中至少产生梯度磁场的极性，在下一次射频激发中梯度磁场的极性和第一次彼此相反，消除了在FOV外部产生自旋回波的区域。

因此，本发明可以提供一种用于防止由在观察视场外部的磁场引起的人工假像的梯度磁场施加方法和设备，以及使用这种梯度磁场施加设备的磁共振成像设备。

从下面结合附图说明的本发明的优选实施例的描述，本发明的其它目的和优点都将变得显而易见。

图1表示在磁共振成像设备中的磁场强度的分布图形。

图2表示在常规情况下的磁场强度的分布图形。

图3是按照本发明的一个实施例的设备的方块图。

图4是按照本发明的另一个实施例的设备的方块图。

图5表示由图3或4所示的设备执行的一个示例性的脉冲序列。

图6表示由图3或4所示的设备执行的另一个示例性的脉冲序列。

图7表示图3或4所示的设备中磁场强度的分布图形。

现在参照附图更加详细地描述本发明的几个实施例。图3是一个磁共振成像设备的方块图，它是本发明的一个实施例。这个设备的结构代表按照本发明的设备的一个实施例，该设备的操作代表按照本发明的方法的一个实施例。