[发明专利]磁共振成象设备

说明书

本发明涉及运用核磁共振(NMR)现象的磁共振(MR)设备，特别是涉及基于梯度与自旋回波(GRASE)技术实现高速成象的MR成象设备。

在此之前已经构想出能够高速成象的各种MR成象设备。举例来说，已经知道有这样一种MR成象设备，它采用GRASE技术，为高速成象产生一个脉冲序列(美国专利5,270,654以及K.Oshio和D.A.Feiberg，“GRASE(梯度与自旋回波)成象：一种新的快速MRI磁共振成象)技术”，刊登于《医学中的磁共振》，第20卷，第344-349页，1991年)。基于GRASE技术的脉冲序列是一种结合了EPI(回波平面成象)技术以及RARE(弛豫增强快速采集)的脉冲序列，EPI是一种高速成象技术，它通过转换梯度磁场的极性产生梯度回波信号，而RARE通过使用激励RF(射频)脉冲和再聚焦RF脉冲产生自旋回波信号。

下面(参看图1A至1E)对通常应用的基于GRASE技术的脉冲序列加以描述。

如图1A所示，施加一个激励RF脉冲100(亦称为90°脉冲，因为它使质子的自旋相位转过了90°)，在该脉冲后面跟有多个(在本例中是3个)再聚焦RF脉冲101-103(亦称为180°脉冲，因为它们使质子的自旋相位转过了180°)。并且如图1B所示，与这些RF脉冲同时加上脉冲110-113，以构成片选择梯度场Gs。接着，如图1C所示，加上脉冲120以构成使质子无序(disarraying)的失相(dephasing)梯度场Gr，在其后再跟着脉冲121-123，它们施加在上述RF脉冲之间，以形成读出及频率编码梯度场Gr。

再者，如图1C所示，这些Gr脉冲121-123的每一个在一个180°脉冲和下一个180°脉冲(101和102或102与103)之间作多次切换(在本例中是4次)，这样产生了自旋回波信号S3(SE1)、S8(SE2)用S13(SE3)[这些信号出现的时刻相应于90°脉冲100和180°脉冲101之间的时间间隔乘以偶数]以及梯度回波信号S1(GE1)、S2(GE2)、S4(GE3)、S5(GE4)、S6(GE5)、S7(GE6)、S9(GE7)、S10(GE8)、S11(GE9)、S12(GE10)、S14(GE11)和S15(GE12)。

如图1D所示，紧靠在产生各个回波信号S1-S15之前施加相位编码梯度场Gp的脉冲。这些Gp脉冲的大小要相应于相位编码量，使得由回波信号S1-S15获得的数据按照图2A所示的方式在K空间(亦称为原始数据空间)内排列。

说得更详细些，由自旋回波信号SE1-SE3获得的数据被排列在K空间的中央区域(低频区域)II内。由梯度回波信号GE1、GE5、GE9、GE6和GE10获得的数据以及由梯度回波信号GE3、GE7、GE11、GE4、GE8和GE12获得的数据被分别排列在K空间的外围区域(高频区域)I和III。在区域I、II和III的每个区域中，数据按回波信号产生的次序由上向下排列，即由正的高频区域通过低频区域而到负的高频区域。需要加上适当大小的相位编码梯度场脉冲Gp，以实现上述的排列。

为提供这些相位编码量，如图1D和2B所示，所加脉冲的最大值是相位编码梯度场Gp的脉冲131a，它紧接在第一个180°脉冲101之后，并且紧靠在第一个梯度回波信号S1(GE1)之前加上。结果，由梯度回波信号S1(GE1)获得的数据被排在K空间内的最高位置(正区域)处。相位编码梯度场Gp的脉冲131b-131e分别紧靠在回波信号S2(GE2)、S3(SE1)、S4(GE3)和S5(GE4)之前，并且相对于梯度场脉冲131a而言有相反的极性。脉冲131b-131e都具有相同的、小于梯度场脉冲131a的幅度。结果，由回波信号S2、S3、S4和S5获得的数据将从由信号S1获得的数据向下，等距地排列在K空间中(见图2B)。