[发明专利]使用双极扩散梯度的双回波稳态MR成像

说明书

本发明涉及一种对放置在MR设备(1)的检查体积中的目标(10)进行MR成像的方法。本发明的一个目的是实现无失真的高质量扩散加权成像(DWI)，同时最小化由运动引起的伪影。本发明的方法包括以下步骤：使目标(10)经受双回波稳态成像序列，在两个相继的RF脉冲之间的每个间隔中生成自由感应衰减信号(FID)和回波信号(ECHO)，其中，在所述FID信号与所述回波信号之间的间隔内施加一对相位积分相等并且极性相反的扩散梯度波形(G_DIF)；以变化的相位编码，在成像序列的若干重复中采集所述FID信号和所述回波信号；并且根据所采集的FID信号和回波信号来重建扩散加权MR图像。此外，本发明涉及用于执行该方法的MR设备以及要在MR设备上运行的计算机程序。

技术领域

本发明涉及磁共振(MR)成像的领域。其涉及一种对象的MR成像的方法。本发明还涉及MR设备并且涉及要在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

当今广泛地使用图像形成MR方法，其利用磁场与核自旋之间的相互作用以形成二维或三维图像，特别是在医学诊断的领域使用，因为对于对软组织的成像，它们相对于其他方法在许多方面是有优势的，不需要电离辐射并且通常是非侵入性的。

根据一般的MR方法，对象，例如要被检查的患者的身体，被布置于强的均匀的磁场中，所述磁场的方向同时定义了测量所基于的坐标系的轴(通常是z轴)。磁场产生取决于磁场强度的针对个体核自旋不同的能级，所述能级可以通过施加具有限定频率(所谓的拉莫尔频率，或MR频率)的电磁交变场(RF场)而被激发(自旋共振)。从宏观的视角，个体核自旋的分布产生总体磁化，其可以通过施加合适的频率的电磁脉冲(RF脉冲)而被偏离出平衡态，使得自旋执行关于z轴的进动。进动描绘锥形的表面，其孔径角被称为翻转角。翻转角的幅度依赖于所施加的电磁脉冲的强度和持续时间。在所谓的90°脉冲的情况下，自旋被从z轴偏转到横向平面(翻转角90°)。

在RF脉冲结束后，磁化弛豫回初始的平衡态，其中，z方向的磁化以第一时间常数T1(自旋晶格弛豫或纵向弛豫时间)再次建立，并且在垂直于z方向的磁化以第二时间常数T2(自旋自旋或横向弛豫时间)弛豫。磁化的变化可以借助于接收RF线圈检测到，其以如下的方式在MR设备的检查体积内被布置和取向：使得磁化的变化在垂直于z轴的方向被测量。在本说明书的上下文中，MR设备和MR成像设备可互换使用。横向磁化的衰减伴随有，例如，在施加90°脉冲之后，核自旋(由磁场不均匀性引起的)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)的转变。所述失相可以借助于重新聚焦脉冲(例如，180°脉冲)来补偿。这在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。

为实现身体中的空间分辨，沿着主轴延伸的恒定磁场梯度被叠加到均匀磁场上，造成自旋共振频率的线性空间依赖性。在所述接收天线中拾取的信号则包括不同频率的分量，所述分量可以与所述身体/对象中的不同位置相关联。经由所述接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称作k空间数据。所述k空间数据通常包括用不同的相位编码采集的多条线。每条线都通过收集若干样本进行数字化。k空间数据的集合借助于图像重建算法而被转换成MR图像。

MR成像对扩散敏感。已知的扩散加权成像(DWI)技术通常通过使用包括扩散梯度的成像序列来执行，其中，质子(水分子)沿着扩散梯度的方向的扩散减小了所采集的MR信号的幅度。

DWI技术在整个身体的应用中特别容易受到宏观生理运动的影响，因为运动导致的信号衰减能够混淆感兴趣测量结果。MR检查过程中的对象移动在像儿童、老年人或者具有阻止他们躺卧的医学状况的患者(例如帕金森症)的人群中可能特别有问题。运动以两种主要方式影响数据：要被成像的组织的偏移(导致重建的MR图像中出现鬼影伪影)，以及暴露于不正确的扩散编码。

为了避免运动导致的显著伪影，通常使用单击发成像序列(例如单击发回波平面成像(EPI))来采集DWI数据。然而，图像质量可能是低的，并且单击发DWI中的空间分辨率受到限制。由于回波平面技术与主磁场不均匀性以及有限的空间分辨率相结合导致的显著几何失真使得难以以高精度测量扩散特性。