[发明专利]同时多核磁共振成像

说明书

本发明涉及用于对在检查空间中放置的物体进行磁共振成像的MR设备。

此外，本发明涉及用于MR成像的方法、并且涉及用于MR设备的计算机程序。

在磁共振成像(MRI)中，将包括RF脉冲和切换磁场梯度在内的脉冲序列施加到放置在MR设备的检查空间之内的均匀磁场中的对象(患者)上。以此方式，生成相位编码的磁共振信号，借助于RF接收天线来扫描所述相位编码的磁共振信号，以便从对象获取信息并且重构其图像。从其最初发展开始，MRI在临床相关领域的应用数量大大增加。MRI可应用于几乎每个身体部分，并且它可用于获得关于人类身体的多个重要功能的信息。在MRI扫描期间所施加的脉冲序列在诸如对象中的位置和方向、维度、分辨率、信噪比、对比度、运动的灵敏度等之类的所重构图像特征的确定中担任重要的角色。为了各个应用，MRI设备的操作者必须选择适当的序列、并且必须调整和优化其参数。

近些年来，所谓的分子成像和诊断(MID)发展迅速。MID有时定义为利用特定的分子用于图像对比以及用于诊断。此定义涉及对人类对象中的细胞和分子级处理的在体(in-vivo)测量和特征化，并且涉及对生物分子的分析，以筛选、诊断和监视人类健康状态和评定潜在的风险。用于分子成像的重要先决条件是对分子目标和基因表达成像的能力。此时，认为MR成像是在分子成像中最有前途的形式之一。因此，期望MR成像在用于筛选、目标药物递送和治疗评估的MID的临床使用中担任必要角色。最近，已经使用了高度灵敏的造影剂来允许分子目标和基因表达的MR成像。如上所述，MRI可以用良好的空间分辨率来可视化解剖结构，这适用于全部身体区域，并且将允许可复制(reproducible)和定量的成像。还可将其用于血管内和针孔图像-引导的药物递送。MR可例如通过频谱学来部分评定分子信息。

重要的是应该注意到，使用MRI的MID将依赖于对来自不同核素的信号的精确获取和配准。在临床实践中同时获取这种数据的能力是非常有益的(如果不是必须的话)。另外，出于MID的目的，从一种核素获取的信号数据可以用于增强或者校正从其他核素获取的数据。

US 6,081,120公开了一种RF线圈布置，其可以不同共振频率进行操作以便检测多个核素。已知的线圈布置利用与匹配和调谐电容组相结合的可切换多层线圈。已知设备的用户可通过操作相应的电子开关来从线圈部分以及匹配和调谐电容的不同组合中进行选择。可以以此方式实现线圈布置的共振频率的变化。

关于已知系统与MID相结合应用的一个缺点在于，一次仅能将RF线圈布置调谐到单个共振频率。因此，不可能实际上同时获取处于不同共振频率的MR信号。另一个缺点在于，已知系统需要精细的切换电子设备。这些直接连接到已知MR设备中的RF线圈的电子设备可能对于MR信号质量具有不利影响，并且还对整个系统可靠性具有不利影响。

因此容易理解，出于MID的目的，需要一种允许在不同共振频率处同时(即，并行)获取MR图像的改进的磁共振成像设备。因而，本发明的主要目的在于提供一种MR设备，该MR设备被布置为同时以两个或者多个不同核素的共振(拉莫)频率进行操作。

根据本发明，公开了一种用于对放置在检查空间中的物体进行磁共振成像的MR设备，所述MR设备包括：主磁体，用于在检查空间中生成静态且基本均匀的主磁场；以及RF线圈布置，用于在检查空间中生成RF磁场和/或用于从物体接收MR信号。RF线圈布置包括在检查空间中或者靠近检查空间邻近布置的多个独立的共振器元件。邻近的共振器元件交替地调谐到至少两个不同MR共振频率之一，并且每个共振器元件与MR设备中分离的信号发射和/或信号接收信道相关联。

本发明的MR设备的实质特征在于，多个独立可调谐的共振器元件邻近布置，其中共振器元件交替地调谐到两个或者多个不同核子(例如¹H和¹⁹F)的共振频率。不同的共振器元件分别连接到相应的发射机和/或接收机。因此，根据本发明的MR设备的优点在于，可能在不同共振频率处对所检查对象进行实际同时的体成像和频谱学。不需要复杂的切换电子设备用于此目的。

本发明的MR设备的进一步优点在于，该MR设备允许包括RF脉冲和切换磁场梯度在内的单个成像序列同时用于多个不同核子。以不同频率经由相应的调谐共振器元件来辐射相同的RF脉冲，并且使用切换梯度来并行地获取对应核子的图像和光谱。同时获取简化了MR信号数据的配准。例如，当患者在不同核素的信号获取之间移动时，这对于传统系统是个严重问题。尤其是，例如在其中必须根据重构的图像确定干涉仪器位置的干涉MR中，所获取数据的不正确配准是非常危险的。