CN100376207C - 磁共振成像方法和磁共振成像线圈 - Google Patents

磁共振成像方法和磁共振成像线圈 Download PDF

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Abstract

为了提供一种能够改善SNR(信号噪声比)的MRI线圈，使这种MRI线圈由一对多匝线圈20A和20B组成，所述一对多匝线圈20A和20B在x方向上跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置，并且多匝线圈20A的匝心在(-y)方向上偏移，而多匝线圈20B的匝心在(+y)方向上偏移。

Description

磁共振成像方法和磁共振成像线圈
技术领域
本发明涉及一种MR(磁共振)成像方法和一种MRI(磁共振成像)线圈，更具体讲，涉及一种能够改善SNR(信号噪声比)的MR成像方法和MRI线圈。
背景技术
迄今为止已经提出了一种实施以多个线圈实现的并行MRI的技术，所述多个线圈被放置在相位编码方向上，彼此之间具有显著不同的灵敏度分布。并行MRI是一种用来产生MR图像的技术，通过利用多个线圈接收来自受检对象的信号并对所述信号进行并行处理以减少成像时间。
而且，在SENSE(灵敏度编码)技术中，SNR与g因数(几何因数)成反比是已知的。SENSE技术是一种并行MRI，它是一种对相位编码步长分样而不是通过多个线圈并行接收信号以减少成像时间的技术。“g因数”是一个由线圈的位置和SENSE算法确定的值。
日本专利申请特许公开第2003-79595([0009])号，“Getting aGood Command of MRI(对MRI得到好的操作)”(日本原标题“MRI OuyouJizai”)，由Jun’ichi Hachiya和其他人编辑，由Medical Review Co.，Ltd.(2001年11月10日)出版，第9-10页。
这种传统的并行MRI和SENSE技术采用了一对单匝线圈(单匝线圈是匝数为1的线圈)，所述对的单匝线圈跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置。
然而，单匝线圈在紧密接近其线圈平面时不具有高的灵敏度，因此，在面对面的方向上灵敏度的变化率并不高，并且增大了g因数，导致了不能获得足够高的SNR的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够改善SNR的MR成像方法和MRI线圈。
在本发明的第一方面，它提供了一种MR成像方法，其特征在于包括：采用了具有一对线圈的MRI线圈，所述一对线圈跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
根据第一方面的MR成像方法，由于采用了多匝线圈(匝数是2或更多的线圈)，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度相对于单匝线圈被提高了。因此在面对面的方向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在视场(FOV)中获得了足够高的SNR。
在本发明的第二方面，它提供了一种MR成像方法，其特征在于包括：采用了一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的多匝线圈，所述对的多匝线圈的匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的。
根据第二方面的MR成像方法，由于采用了多匝线圈，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度相对于单匝线圈被提高了。因此在面对面的方向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在面对面的方向上的FOV中获得了足够高的SNR。
而且，单匝线圈在与线圈平面平行的方向上具有对称的灵敏度分布，并且具有相位编码方向不能限定为与线圈平面平行的方向的问题；另一方面，在第二方面的MR成像方法中，由于所述对的多匝线圈的匝数和和节距至少其一在线圈之间是不同的，所以灵敏度分布在与线圈平面平行的方向上变得不对称，并且有可能将相位编码方向限定为与线圈平面平行的方向。换句话说，有可能限定FOV与线圈平面平行。
在本发明的第三方面，它提供了具有上述配置的MR成像方法，其特征在于：相位编码方向被限定为所述面对面的方向。
根据第三方面的MR成像方法，由于相位编码方向被限定为所述如在传统技术中线圈的面对面的方向，所以如在传统技术中一样可以采用传统的成像算法。
在本发明的第四方面，它提供了具有上述配置的MR成像方法，其特征在于：对相位编码步长分样。
根据第四方面的MR成像方法，可以减少用于在与面对面的方向平行的FOV上MR成像所需的时间。
在本发明的第五方面，它提供了具有上述配置的MR成像方法，其特征在于：相位编码方向被限定为与线圈平面平行的方向。
根据第五方面的MR成像方法，可以限定FOV与线圈平面平行。
在本发明的第六方面，它提供了具有上述配置的MR成像方法，其特征在于：对相位编码步长分样。
根据第六方面的MR成像方法，可以减少用于在与线圈平面平行的FOV上MR成像所需的时间。
在本发明的第七方面，它提供了一种MR成像方法，其特征在于包括：采用了具有多个线圈的MRI线圈，所述多个线圈被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
根据第七方面的MR成像方法，由于采用了多匝线圈，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度相对于用单匝线圈的被提高了。因此在线圈架径向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在线圈架径向上的FOV中获得了足够高的SNR。
在本发明的第八方面，它提供了一种MR成像方法，其特征在于包括：采用了具有多个多匝线圈的MRI线圈，所述多个多匝线圈被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处，所述多个多匝线圈的匝数和节距至少其一在相邻角度位置处的线圈之间是不同的。
根据第八方面的MR成像方法，由于采用了多匝线圈，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度相对于用单匝线圈的被提高了。因此在线圈架径向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在线圈架径向上的FOV中获得了足够高的SNR。
而且，单匝线圈在沿着线圈架中心轴的方向上具有对称的灵敏度分布，并且具有相位编码方向不能限定为沿着线圈架中心轴的方向的问题；另一方面，在第八方面的MR成像方法中，由于所述多匝线圈的匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的，所以灵敏度分布在沿着线圈架中心轴的方向上变得不对称，并且有可能将相位编码方向限定为沿着线圈架中心轴的方向。换句话说，有可能限定FOV与沿着线圈架中心轴的方向平行。
在本发明的第九方面，它提供了一种MRI成像方法，其特征在于包括：采用具有多个线圈的MRI线圈，所述多个线圈沿着一个用于容纳受检对象的空间被并排放置，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
如果多个线圈沿用于容纳受检对象的空间被并排放置，则相位编码方向可以限定为所述线圈的并排方向。然而，由于单匝线圈在紧密接近线圈平面时不具有高的灵敏度，因此，在并排方向上灵敏度的变化率低，并且g因数大，从而导致了不能获得足够高的SNR的问题。
相反，根据第九方面的MR成像方法，采用的多匝线圈在紧密接近线圈平面时比用单匝线圈的提供了更高的灵敏度。因此，在并排方向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在并排方向上的FOV中获得了足够高的SNR。
在本发明的第十方面，它提供了一种MRI成像方法，其特征在于包括：采用MRI线圈，所述MRI线圈在一对跨在用于容纳受检对象的空间的彼此面对的平面的一侧具有多个并排放置的多匝线圈，并在另一侧也具有多个并排放置的多匝线圈，所述多匝线圈的对面的线圈的匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的，并且所述多匝线圈的相邻的线圈具有相同的匝数和相同的节距或者其匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的。
根据第十方面的MR成像方法，由于采用了多匝线圈，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度相对于用单匝线圈的被提高了。因此在面对面的方向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在面对面的方向上的FOV中获得了足够高的SNR。
而且，由于多匝线圈被并排放置，所以在并排方向上灵敏度的变化率增大，而g因数减小，导致在并排方向上的FOV中也获得了足够高的SNR。
在本发明的第十一方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
通过利用根据第十一方面的MRI，第一方面的MR成像方法可以被适当地实施。
在本发明的第十二方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的线圈，所述线圈是多匝线圈，并且其匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的。
通过利用根据第十二方面的MRI，第二方面的MR成像方法可以被适当地实施。
在本发明的第十三方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：多个被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
通过利用根据第十三方面的MRI，第七方面的MR成像方法可以被适当地实施。
在本发明的第十四方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：多个被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处的多匝线圈，所述多个多匝线圈的匝数和节距至少其一在相邻角度位置处的线圈之间是不同的。
通过利用根据第十四方面的MRI，第八方面的MR成像方法可以被适当地实施。
在本发明的第十五方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：多个沿用于容纳受检对象的空间被并排放置的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈。
通过利用根据第十五方面的MRI，第九方面的MR成像方法可以被适当地实施。
在本发明的第十六方面，它提供了一种MRI线圈，其特征在于包括：在一对跨在用于容纳受检对象的空间上的彼此面对的平面的一侧，多个多匝线圈被并排放置，而在另一侧，多个多匝线圈也被并排放置，所述多匝线圈的对面的线圈的匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的，并且所述多匝线圈的相邻的线圈具有相同的匝数和相同的节距或者其匝数和节距至少其一在线圈之间是不同的。
通过利用根据第十六方面的MRI，第十方面的MR成像方法可以被适当地实施。
根据本发明的MR成像方法和MRI线圈，由于采用了多匝线圈，所以在紧密接近线圈平面时的灵敏度增大，而g因数减小，导致获得了足够高的SNR。
本发明的MRI线圈可以应用最好成像时间更为短暂的场合(例如，对心、肺、肝或胰的成像，在外周血管上的血管成像，或反差增强成像)的MR成像。
根据下面对如在附图中说明的本发明的优选实施例的描述，本发明进一步的目的和优点将更清楚。
附图说明
图1包括根据实例1的MRI线圈的透视图和灵敏度分布曲线图。
图2包括根据实例2的MRI线圈的透视图和灵敏度分布曲线图。
图3是根据实例3的MRI线圈的透视图。
图4是根据实例3的MRI线圈的部件分解图。
图5是根据实例4的MRI线圈的透视图。
图6是根据实例5的MRI线圈的透视图。
具体实施方式
现在将参考附图中所示的例子更详细地描述本发明。应该注意到，本发明不局限于这些例子。
[实例1]
图1(a)是示出了根据实例1的MRI线圈100的透视图。
MRI线圈100包括一对在跨在用于容纳受检对象的空间的x方向上被彼此面对放置的线圈，所述线圈中的一个是多匝线圈10A，并且另一个是单匝线圈10B。
多匝线圈10A和单匝线圈10B沿着yz平面具有它们各自的线圈平面。
图1(b)是在x方向上多匝线圈10A和单匝线圈10B的灵敏度分布曲线图。
多匝线圈10A的灵敏度分布Sa在紧密接近线圈平面时具有更高的灵敏度。它在面对面的方向上也呈现出更高的灵敏度变化率。因此减少了g因数，并且在FOV面对面方向上可以获得足够高的SNR。
单匝线圈10B的灵敏度分布Sb在紧密接近线圈平面时具有更低的灵敏度。它在面对面的方向上也呈现出更低的灵敏度变化率。因此增大了g因数，并且在FOV面对面方向上不能获得足够高的SNR。然而，单匝线圈10B的结构更简单。
因此，并行MRI或SENSE技术可以在FOV上与如图1(a)所示的面对面方向(x方向)平行地实施，所述FOV具有限定为面对面方向的相位编码方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
通过使用实例1的MRI线圈100以实施根据并行MRI或SENSE技术的MR成像可以改善SNR。
[实例2]
图2(a)是示出了根据实例2的MRI线圈200的透视图。
MRI线圈200包括一对在跨在用于容纳受检对象的空间的x方向上被彼此面对放置的多匝线圈20A和20B。
多匝线圈20A和20B沿着yz平面具有它们各自的线圈平面。
多匝线圈20A和20B在y方向上具有不同的线圈节距。具体而言，多匝线圈20A的匝心在(-y)方向上偏移，而多匝线圈20B的匝心在(+y)方向上偏移。
图2(b)是在y方向上多匝线圈20A和20B的灵敏度分布曲线图。
多匝线圈20A的灵敏度分布Sa在(-y)方向上较高，而在朝着(+y)方向上较低。相反，多匝线圈20B的灵敏度分布Sb在(+y)方向上较高，而在朝着(-y)方向上较低。
因此，并行MRI或SENSE技术可以在FOV上与如图2(a)所示的y方向平行的方向上实施，其相位编码方向就限定为y方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
并行MRI或SENSE技术也可以在FOV上与面对面方向平行地实施，且相位编码方向就限定为面对面的方向，如例1那样。此外，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
通过使用实例2的MRI线圈200以实施根据并行MRI或SENSE技术的MR成像可以改善SNR。
[实例3]
图3是示出了根据实例3的MRI线圈300的透视图。
MRI线圈300包括4个多匝线圈30A、30B、30C和30D，其被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的圆柱形线圈架31的外表面上的相隔90°角的位置处。
图4是MRI线圈300的部件分解图。
多匝线圈30A-30D在沿着线圈架中心轴的方向(c方向)上具有各自的线圈节距，相邻线圈之间的线圈节距不同。具体而言，多匝线圈30A和30C的匝心向图4的左边偏移，而多匝线圈30B和30D的匝心向图4的右边偏移。
因此，多匝线圈30A和30C的灵敏度分布在图4的左侧较高，而向着右侧较低。相反，多匝线圈30B和30D的灵敏度分布在图4的右侧较高，而向着左侧较低。
因而，并行MRI或SENSE可以在FOV上与c方向平行地实施，其相位编码方向就限定为c方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
并行MRI或SENSE技术也可以在FOV上与径向平行地实施，如实例1所示，其相位编码方向就限定为多匝线圈30A和30C或多匝线圈30B和30D的面对面方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
通过使用实例3的MRI线圈300以实施根据并行MRI或SENSE技术的MR成像可以改善SNR。
[实例4]
图5是示出了根据实例4的MRI线圈400的透视图。
MRI线圈400包括多匝线圈40A和40B，其被并排放置在一对平面的一个平面中，所述一对平面是跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对，并且多匝线圈40C和40D被并排放置在另一个平面中。
多匝线圈40A-40D沿着xz平面具有各自的线圈平面。
多匝线圈40A和40B在x方向上彼此相邻。
多匝线圈40C和40D在x方向上彼此相邻。
多匝线圈40A和40B以及多匝线圈40C和40D分别在y方向上彼此面对。
彼此面对的多匝线圈40A和40C在z方向上具有不同的线圈节距。具体而言，多匝线圈40A的匝心在(-z)方向上偏移，而多匝线圈40C的匝心在(+z)方向上偏移。
同样，彼此面对的多匝线圈40B和40D在z方向上具有不同的线圈节距。具体而言，多匝线圈40B的匝心在(-z)方向上偏移，而多匝线圈40D的匝心在(+z)方向上偏移。
因而，并行MRI或SENSE技术可以在FOV上与z方向平行地实施，其相位编码方向限定为z方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
并行MRI或SENSE技术也可以在FOV上与面对面方向(y方向)平行地实施，其相位编码方向限定为面对面方向，如实例1所示。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
而且，并行MRI或SENSE技术可以在FOV上与并排方向(x方向)平行地实施，其相位编码方向限定为并排方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
通过使用实例4的MRI线圈400以实施根据并行MRI或SENSE技术的MR成像可以改善SNR。
[实例5]
图6是示出了根据实例5的MRI线圈500的透视图。
MRI线圈500包括多匝线圈50A和50B，其被并排放置在相面对的一对平面的一个平面中，所述一对平面跨在用于容纳受检对象的空间上，并且多匝线圈50C和50D被并排放置在另一个平面中。
多匝线圈50A-50D沿着xz平面具有各自的线圈平面。
多匝线圈50A和50B在x方向上彼此相邻。
多匝线圈50C和50D在x方向上彼此相邻。
多匝线圈50A和50B以及多匝线圈50C和50D分别在y方向上彼此面对。
彼此面对的多匝线圈50A和50C在z方向上具有不同的线圈节距。具体而言，多匝线圈50A的匝心在(-z)方向上偏移，而多匝线圈50C的匝心在(+z)方向上偏移。
同样，彼此面对的多匝线圈50B和50D在z方向上具有不同的线圈节距。具体而言，多匝线圈50B的匝心在(+z)方向上偏移，而多匝线圈50D的匝心在(-z)方向上偏移。
因此，相邻的多匝线圈50A和50B在z方向上具有不同的线圈节距。类似地，相邻的多匝线圈50C和50D在z方向上具有不同的线圈节距。
因而，并行MRI或SENSB技术可以在FOV上与z方向平行地实施，其相位编码方向限定为z方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
并行MRI或SENSE技术也可以在FOV上与面对面方向(y方向)平行地实施，其相位编码方向限定为面对面方向，如实例1所示。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
而且，并行MRI或SENSE技术可以在FOV上与并排方向(x方向)平行地实施，其相位编码方向限定为并排方向。而且，通过对相位编码步长分样可以减少成像时间。
通过使用实例5的MRI线圈500以实施根据并行MRI或SENSE技术的MR成像可以改善SNR。
[实例6]
虽然通过在实例2-5中线圈节距的不同获得了想要的灵敏度分布，但是不用使线圈节距不同或除了使线圈节距不同以外，还可以通过使匝数不同来替代地获得想要的灵敏度分布。
在不背离本发明的精神和范围的情况下可以设计本发明的许多很大不同的实施例。应该理解，本发明只由所附的权利要求书来限定，并不局限于在说明书中描述的特定实施例。

Claims (20)

1.一种MR成像方法，包括下述步骤：采用具有一对线圈的MRI线圈，所述一对线圈跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置，所述线圈中的至少一个是多匝线圈，其中所述线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
2.根据权利要求1的MR成像方法，还包括：通过并行处理来自每个线圈的信号进行平行磁共振成像，以减少图像重建时间。
3.根据权利要求1的MR成像方法，还包括采用具有一对线圈的MRI线圈，其中每个线圈具有不同的构造。
4.根据权利要求1的MR成像方法，还包括采用具有一对线圈的MRI线圈，该对线圈配置成对相位编码步长分样。
5.一种MR成像方法，包括下述步骤：采用一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的多匝线圈，所述对的多匝线圈的匝数和节距至少其一在多匝线圈之间是不同的，其中该多匝线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
6.一种MR成像方法，包括下述步骤：采用具有多个线圈的MRI线圈，所述多个线圈被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处，所述线圈中的至少一个是多匝线圈，其中所述线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
7.一种MR成像方法，包括下述步骤：采用具有多个多匝线圈的MRI线圈，所述多个多匝线圈被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处，所述多个多匝线圈的匝数和节距至少其一在相邻角度位置处的多匝线圈之间是不同的，其中所述多匝线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
8.一种MRI线圈系统，包括：一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈，其中所述线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
9.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中配置所述线圈来进行灵敏度编码。
10.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中所述多匝线圈的每匝包括一个环，所述多匝线圈的每个环包括平行于成像平面的纵轴的平面。
11.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中所述线圈经配置来并行处理来自每个线圈的信号以减少图象重建时间。
12.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中每个线圈具有不同的构造。
13.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中该对线圈配置成对相位编码步长分样。
14.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中g因数由该对线圈的位置确定。
15.根据权利要求8的MRI线圈系统，其中g因数由SENSE算法确定。
16.一种MRI线圈系统，包括：一对跨在用于容纳受检对象的空间上而彼此面对放置的多匝线圈，所述多匝线圈匝数和节距至少其一在该多匝线圈之间是不同的，其中所述多匝线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
17.一种MRI线圈系统，包括：多个被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈，其中所述线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
18.一种MRI线圈系统，包括：多个被放置在包围一个用于容纳受检对象的空间的线圈架的外表面上不同角度位置处的多匝线圈，所述多个多匝线圈的匝数和节距至少其一在相邻角度位置处的多匝线圈之间是不同的，其中所述多匝线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
19.一种MRI线圈系统，包括：多个沿着用于容纳受检对象的空间而被并排放置的线圈，所述线圈中的至少一个是多匝线圈，其中所述线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
20.一种MRI线圈系统，包括：在一对跨在用于容纳受检对象的空间上的彼此面对的平面的一侧上，第一组多匝线圈被并排放置，而在另一侧上，第二组多匝线圈也被并排放置，其中第一组中第一个所述多匝线圈的匝数和节距至少其一与第二组中一个所述多匝线圈的匝数或节距是不同的，第一组中该第一个所述多匝线圈的匝数和节距与该第一组中第二个所述多匝线圈相同或者其匝数和节距至少其一与该第一组中第二个所述多匝线圈的是不同的，其中第一组中该第一个所述多匝线圈与该第一组中第二个所述多匝线圈是相邻的，其中该第一和第二组的所述多匝线圈在相位编码方向上具有不同灵敏度分布并经配置来进行平行磁共振成像。
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