[发明专利]具有温度映射的MR成像

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。本发明关注对对象进行MR成 像的方法。本发明也涉及MR设备和要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

利用磁场与核自旋之间的交互以便形成二维图像或三维图像的图像形 成MR方法如今被广泛使用，尤其是在医学诊断的领域中，这是因为对于 软组织的成像，它们在许多方面优于其他成像方法，不要求电离辐射且一 般为无创的。

根据通常的MR方法，要被检查的患者的身体被布置在强的、均匀磁 场(B₀场)中，该磁场的方向同时定义测量所基于的坐标系的轴(通常为 z轴)。磁场取决于磁场强度针对个体核自旋产生不同的能级，所述个体核 自旋能够通过施加定义的频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的电磁交 变场(RF场，也被称为B₁场)而被激励(自旋共振)。从宏观的观点来看， 个体核自旋的分布产生总体磁化，能够通过施加适当频率的电磁脉冲(RF 脉冲)而将所述总体磁化从平衡状态偏转，而该磁场垂直于z轴延伸，使 得磁化执行关于z轴的进动运动。所述进动运动描述锥的表面，所述锥的 孔角被称为翻转角。翻转角的幅度取决于所施加的电磁脉冲的强度和持续 时间。在所谓的90°的脉冲的情况中，自旋从z轴偏转至横向平面(翻转 角90°)。

在RF脉冲结束之后，磁化弛豫回到原始的平衡状态，在所述原始的平 衡状态中，以第一时间常数T₁(自旋晶格或纵向弛豫时间)再次构建在z 方向上的磁化，并且，以第二时间常数T₂(自旋-自旋或横向弛豫时间)弛 豫在垂直于z方向的方向上的磁化。能够借助于一个或多个接收RF线圈来 检测磁化的变化，所述接收RF线圈以在垂直于z轴的方向上测量磁化的变 化的方式被布置并定向在MR设备的检查体积内。在施加例如90°脉冲之 后，横向磁化的衰减伴随有核自旋从具有相同相位的有序状态到所有相位 角均匀地分布的状态(失相)的(由局部磁场非均匀性诱发的)转变。能 够借助于重新聚焦脉冲(例如，180°脉冲)来补偿失相。这产生接收线圈 中的回波信号(自旋回波)。

为了实现身体中的空间分辨率，将沿着三个主轴延伸的线性磁场梯度 叠加在均匀磁场上，引起自旋共振频率的线性空间相关性。然后在接收线 圈中拾取的信号包含能够与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。 经由RF线圈获得的MR信号数据与空间频域相对应，并且被称为k空间数 据。k空间数据通常包括利用不同的相位编码采集的多条线。通过收集多个 样本来使每条线数字化。借助于傅里叶变换将一组k空间数据转换为MR 图像。

在多个MR引导的诊断和治疗流程中，对组织温度的测量是尤其重要 的。因此，例如，在MR-HIFU(“磁共振引导的高强度聚焦超声”)应用(其 中通过超声能量的聚焦辐照来局部地加热和破坏组织)中，需要在该流程 中监测温度分布的局部改变，以便能够以靶向方式控制超声的辐照。加热 管理方案必须适于保持使对健康组织的局部温度增加在可允许的界限内， 同时对要被破坏的靶(例如，恶性肿瘤)进行足够的加热。除了MR-HIFU 以外，存在多种其他治疗流程以及诊断和功能MR研究，其中可能对温度 改变的空间分布感兴趣，并且需要对其进行监测。