[发明专利]磁共振成像方法和装置

说明书

本发明涉及利用核磁共振(NMR)现象实现磁共振(MR)成像的方法和装置，特别是涉及一种基于梯度和自旋回波(GRASE)技术的实现快速成像的方法和装置。

称为梯度和自旋回波(GRASE)技术，能够产生一个脉冲序列以快速成像的磁共振成像装置是公知的(美国No.5,270,654，以及K.Oshio和D.A.Feiberg″GRASE(梯度和自旋回波)成像：一种新的快速磁共振成像技术”第20卷，第344-349页，1991年)。基于梯度和自旋回波技术的脉冲序列是综合了回波平面成像技术(EPI)和弛豫增强快速采集(RARE))的脉冲序列，前者通过转换梯度磁场的极性产生梯度回波信号，后者通过采用一个激励射频(RF)脉冲(因使质子自旋相位旋转90°故又称为90°脉冲)和多个再聚焦射频脉冲(因使质子自旋相位旋转180°故也称为180°脉冲)产生自旋回波信号。

在上述方法中，由产生的多个回波信号中采集的一组数据被放入同一K空间(此空间也称作原始数据空间)，并且通过对该K空间作二维傅里叶变换重建图像。此方法可快速获取T₂-增强图像，其实现途径是：在一个脉冲序列周期(此即重复时间)内产生一系列的回波信号(回波信号分为两类：梯度回波信号和自旋回波信号)，以减少在重复时间内的脉冲序列周期数。T₂-增强图像中的“T₂”是横向弛豫时间(又称作自旋-自旋弛豫时间)。T₂-增强图像是突出受检者体内水份的图象。

上面论述的常规梯度和自旋回波技术虽然能实现快速成像，但是从多个回波信号(每个信号均包含不同的信息)中采集的一组数据被放入同一K空间内，所以由该K空间重建的T₂-增强图像仅有一个对比度。

本发明的目的是在改进的梯度和自旋回波技术的基础上提供一种磁共振成像方法和装置，它具有如下功能：提供多个具有信号衰减程度(作为一个参数)的图像，信号衰减源于由磁化程度差异引起的磁场不均匀；快速提供水份/脂肪组织分离图像；同时提供多重对比度图象，诸如质子密度图像，T₂-增强图像和重T₂-增强图像。

按照本发明，利用一种基于核磁共振现象的磁共振成像方法可以达到上述目的，该方法包括以下步骤：

(a)向一个受检对象发射一个激励射频脉冲及随后发射多个再聚焦射频脉冲，从而连续产生多个自旋回波信号；

(b)在发射所述激励射频脉冲和再聚焦射频脉冲的同时分别施加片选择梯度场脉冲来选择层面；

(c)在相邻两次发射所述再聚焦射频脉冲期间，多次改变读数梯度场脉冲的极性，从而产生多个分布于任意一个所述自旋回波信号之前或之后的梯度回波信号；

(d)在相邻两次发射所述再聚焦射频脉冲期间，改变所述相位编码梯度场脉冲的强度，对视为同组回波信号的多个回波信号的每一个作相位编码，所述回波信号的积分相位编码值按照所述回波信号产生的次序由正值或负值经过零位变为负值或正值，同组回波信号产生于从每个所述自旋回波信号产生时刻算起的相等的时间间隔处；

(e)施加所述读数梯度场脉冲，该脉冲与所述回波信号存在一定的定时关系；

(f)重复步骤(a)-(e)的脉冲序列，在这个过程中改变上述步骤(d)的积分相位编码值；

(g)按照加到各回波信号上的积分相位编码值，由同组回波信号采集的数据加以处理以把所述数据放入相应的K空间内，并基于这些K空间分别重建多个层面图像。

按照本发明，在步骤(a)中，第n个再聚焦射频脉冲发射时刻为

{2(n-1+1}_τ

这里n为正整数并且取所述激励射频脉冲的发射时刻为时间原点，而τ是第一个所述再聚焦射频脉冲发射的时刻。

按照本发明，提供了一种利用核共振现象的磁共振成像装置，包括：

一台主磁铁，用以在成像空间产生一个均匀的静磁场；

附加于主磁铁的第一、第二和第三梯度场线圈各一个，用以产生三种梯度场脉冲，即片选择梯度场脉冲，读数梯度场脉冲和相位编码梯度场脉冲，这些脉冲将在所述成像空间的三个正交方向上产生强度变化的磁场；

一个射频线圈，用于向成像空间内的受检对象发射一个激励射频脉冲和多个再聚焦射频脉冲，并检取来自该受检对象的回波信号；

射频发射装置，用以按预先设定的时序经射频线圈连续发射所述的激励射频脉冲和再聚焦射频脉冲；