CN102597795B - 使用导航器的mr成像 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对放置于静态并且基本均匀的主磁场中的身体(10)的至少一部分进行磁共振(MR)成像的方法。该方法包括如下步骤：-通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲(α)和切换的磁场梯度(GX/GY)的成像序列(IMG)在空间受限的感兴趣体积(20)之内有选择地激励核磁化；-从所述感兴趣体积(20)采集至少一个MR成像信号；-通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列(NAV)在空间受限的导航器体积(21)之内激励核磁化，其中，所述导航器体积(21)与所述感兴趣体积(20)至少部分交叠；-从所述导航器体积(21)采集至少一个MR导航器信号；-从所采集的MR成像信号重建MR图像。本发明的目的是使MR成像能够有可靠的运动检测和高的图像质量。为此目的，本发明提出，在应用导航器序列(NAV)之前，通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲(-α)的去标记序列(UNLBL)将感兴趣体积(20)之内的核磁化变换回纵向磁化。

Description

使用导航器的MR成像
技术领域
本发明涉及磁共振(MR)领域。本发明尤其适于与用于诊断目的的MR成像方法和MR装置相结合，并将特别参考其加以描述。然而，应当认识到，本发明也适用于诸如MR波谱分析(spectroscopy)的其他类似应用。
当前，尤其是在医学诊断领域中，广泛使用MR成像方法，该方法利用磁场和核自旋之间的交互以便形成二维或三维图像，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，不需要致电离辐射并且通常不是侵入性的。
根据一般的MR方法，将待检查的患者的身体布置在强的均匀磁场中，磁场的方向同时定义测量所依据的坐标系的轴(通常为z轴)。磁场根据磁场强度针对各个核自旋产生不同的能级，可以通过施加具有定义频率(所谓的拉莫尔频率或MR频率)的交变电磁场(RF场)激励各个核自旋(自旋共振)。从宏观角度讲，各个核自旋的分布产生总体磁化，通过施加适当频率的电磁脉冲(RF脉冲)能够使总体磁化偏离平衡状态，同时磁场垂直于z轴(也称为纵轴)延伸，使得磁化绕z轴执行进动运动。进动运动描绘出锥形表面，锥形的孔径角被称为翻转角。翻转角的大小取决于所施加电磁脉冲的强度和持续时间。对于所谓的90°脉冲，自旋从z轴偏离到横平面(翻转角90°)。
在终止RF脉冲之后，磁化弛豫返回初始平衡状态，其中，再次以第一时间常数T1(自旋点阵或纵向弛豫时间)建立z方向的磁化，并且垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T2(自旋-自旋或横弛豫时间)弛豫。可以利用接收RF线圈探测磁化的变化，在MR装置的检查体积之内以某种方式布置并取向该接收RF线圈，从而在垂直于z轴的方向上测量磁化的变化。例如，在施加90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随着(局部磁场不均匀性诱发的)核自旋从具有相同相位的有序状态到所有相角非均匀分布的状态(移相)的过渡。可以利用重新聚焦脉冲(例如180°脉冲)补偿移相。这样在接收线圈中产生回波信号(自旋回波)。
为了在身体中实现空间分辨率，在均匀磁场上叠加沿三个主轴延伸的线性磁场梯度，导致自旋共振频率的线性空间相关性。那么在接收线圈中拾取的信号包含可能与身体中的不同位置相关联的不同频率的分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于空间频率域，并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码采集的多条线。通过收集若干样本对每条线进行数字化。利用傅里叶变换将一组k空间数据转换成MR图像。
背景技术
在各种MRI应用中，被检查对象(患者)的运动可能对图像质量造成不利影响。采集用于重建图像的充分多的MR信号要花费有限的一段时间。在这段有限的采集时间期间待成像的对象的运动通常会在重建的MR图像中造成运动伪影。在常规的MR成像方法中，当指定MR图像的给定分辨率时，仅可以在非常小的程度上减少采集时间。对于医学MR成像而言，运动伪影可能来自例如心脏循环、呼吸循环和其他生理过程以及患者运动。在动态MR成像扫描中，数据采集期间被检查对象的运动导致各种模糊、配准不良、失真和重影。
已经开发出了预期式运动校正技术，诸如所谓的导航器技术，以通过预期地调节成像参数来克服运动问题，成像参数定义成像体积之内感兴趣体积的位置和取向。在导航器技术中，从跨过被检查患者的膈膜的空间受限体积(导航器射束)采集一组MR导航器信号。为了配准MR导航器信号，可以使用所谓的2D RF脉冲。这些脉冲会激励例如笔形射束形状的空间受限导航器体积，利用梯度回波读出该射束。检测感兴趣体积运动诱发的瞬时位置的其他方法是采集位于膈膜上的二维矢状切片或采集三维低分辨率数据集。以交互方式放置相应的导航器体积，使得可以从所采集的MR导航器信号重建指示膈膜瞬时位置的位移值并将其用于实时对感兴趣体积进行运动校正。导航器技术主要用于使身体和心脏检查中呼吸运动的影响最小化，其中，呼吸运动可能严重劣化图像质量。引入了基于MR导航器信号的选通和图像校正以减少这些伪影。
上述导航器技术一般可以用于MR成像的不同领域中，以便检测成像条件的特定变化。另一范例是在造影剂推注到达感兴趣的特定器官之后触发成像序列。
在测量MR导航器信号之后，通常通过RF脉冲和磁场梯度脉冲的适当成像序列生成一系列经相位编码的自旋回波。测量这些自旋回波作为MR成像信号，用于通过例如2D傅里叶变换从其重建MR图像。
如上所述，理想地，将受限导航器体积放置在肝脏和肺之间的界面(局限于右侧偏侧膈的穹顶处)上，以便检测被检查患者的呼吸状态。这是因为肺和肝脏之间的MR信号对比度高。尤其在腹部应用中，出现问题，即采集MR成像信号的感兴趣体积与导航器体积部分交叠。通常，MR成像信号的采集与MR导航器信号的采集是交织的，没有时间延迟。因此，在测量MR成像信号之后，感兴趣体积之内的核磁化保持饱和。MR导航器信号中所得的饱和带(band)导致错误地检测到指示膈膜位置的对比度边缘。因此，已知的导航器方法难以用于对肝脏或肾脏进行MR成像。不可避免的是，导航器体积(至少部分)叠加在相应的感兴趣体积上，不利的后果是，由于不正确地检测到呼吸运动状态，相当大程度上降低了图像质量。
WO 2008/041060 A1解决了如下问题：在测量MR导航器信号之后，受限导航器体积之内的核磁化保持饱和。在这种情况下，剩余的饱和具有不利后果，即导航器体积呈现为重建MR图像中的饱和区域。在所援引的文献中提出，在生成实际成像或波谱序列之前应用导航器去标记序列。导航器去标记序列的效果是将受限导航器体积之内的核磁化转换回纵向磁化。通过这种方式，开始MR成像信号的采集，而不受导航器的干扰。然而，问题仍然存在，当以交织方式反复应用成像序列和导航器序列时，采集MR成像信号的体积之内的核磁化保持饱和。所援引的文献未提出上述问题的解决方案，上述问题与MR导航器信号中饱和带导致错误运动检测相关。
发明内容
从上文容易认识到，需要一种改进的MR成像方法。因此本发明的目的是使MR成像能够具有可靠的运动检测和高图像质量。
根据本发明，公开了一种对放置于静态并且基本均匀的主磁场中的患者身体的至少一部分进行MR成像的方法。该方法包括如下步骤：
a)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的成像序列在空间受限的感兴趣体积之内有选择地激励核磁化；
b)从所述感兴趣体积采集至少一个MR成像信号；
c)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲的去标记序列将所述感兴趣体积之内的核磁化变换回纵向磁化；
d)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列在空间受限的导航器体积之内激励核磁化，其中，所述导航器体积与所述感兴趣体积至少部分交叠；
e)从所述导航器体积采集至少一个MR导航器信号；
f)从所采集的MR成像信号重建MR图像。
本发明的要点是在MR成像信号和导航器信号的交织采集方案中在采集MR导航器信号之前施加去标记序列。去标记序列的效果是将从中采集MR成像信号的感兴趣体积之内的核磁化变换回纵向磁化。通过这种方式，先前成像序列的效果很大程度上被抵销，并且实际的导航器采集开始而没有饱和带的干扰，并且因此没有错误运动校正的风险。由于在开始下一次导航器采集之前感兴趣体积之内基本没有剩余的磁饱和，所以能够执行成像和/或波谱分析而没有对感兴趣体积位置的限制。即使诸如在腹部应用中导航器体积和感兴趣体积完全或部分重叠，也可能进行高质量的MR成像和/或波谱分析。
必须要指出的是，可以将上述2D RF脉冲用于根据本发明采集MR导航器信号。采集位于膈膜顶部的二维矢状切片，或者采集三维低分辨率数据集作为导航器信号也是可行的。用于在空间受限导航器体积中生成MR导航器信号的备选方法是利用后继的切片选择性RF脉冲来激励核磁化。选择受RF脉冲作用的切片，使得它们沿着期望的射束形状的体积彼此交叉。然后在沿着切片的交线方向存在读出梯度的条件下，可以容易地检测到MR导航器信号作为自旋回波。可以通过这种方式监测沿这一方向的身体的被检查部分的运动。
根据本发明的一个方面，成像采集包括若干图像采集序列，例如，以针对若干k空间分布特性或从若干感兴趣体积，诸如不同的切片，采集磁共振信号。在本发明的这一方面中，针对每个导航器采集来自若干切片的磁共振信号，那么对于在导航器之前采集的切片，去标记相位是足够的。特别地，然后先前的切片已经历延迟，并且剩余的横向磁化强度非常小。
根据本发明的优选实施例，从至少一个MR导航器信号导出指示身体的运动的至少一个位移值，其中，在若干次重复至少步骤a)到e)期间，基于所述至少一个位移值来调节所述感兴趣体积的位置。在这一实施例中，应用预期式运动校正，通过预期地调节成像参数来克服关于运动方面的问题，所述成像参数定义感兴趣体积在成像体积之内的位置和取向。例如，可以应用本发明的导航器技术使患者的呼吸运动的影响最小化，呼吸运动可能会严重劣化图像质量。或者，可以应用基于MR导航器信号的MR成像信号采集的选通以减少这些伪影。
根据本发明的另一优选实施例，接下来对被检查身体施加成像序列、去标记序列和导航器序列，其中时间延迟可以忽略。由于在施加去标记序列之后MR导航器信号中的饱和带显著减小，所以可以迅速相继地施加成像序列和后续导航器序列，而无需等待感兴趣体积之内核磁化的弛豫。通过这种方式能够显著减少总扫描时间。参照这种背景，“无时间延迟”这种表达的含义包括显著短于相关弛豫时间T1或T2的所有延迟值。
如上所述，应当认识到，本发明也可以应用于MR波谱分析。就此而言，公开了一种MR波谱分析方法，该方法包括如下步骤：
a)通过向对象施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的波谱序列在所述对象之内的空间受限的感兴趣体积之内有选择地激励核磁化；
b)从所述感兴趣体积采集至少一个MR波谱分析信号；
c)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲的去标记序列将所述感兴趣体积之内的核磁化变换回纵向磁化；
d)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列在空间受限的导航器体积之内激励核磁化，其中，所述导航器体积与所述感兴趣体积至少部分交叠；
e)从所述导航器体积采集至少一个MR导航器信号；
f)从所采集的MR波谱分析信号导出MR波谱。
可以利用MR装置执行至此描述的本发明的MR成像或波谱分析方法，所述MR装置包括：至少一个主磁体线圈，其用于在检查体积之内生成均匀稳定的磁场；若干梯度线圈，其用于在所述检查体积之内沿着不同空间方向生成切换的磁场梯度；至少一个RF线圈，其用于在所述检查体积之内生成RF脉冲和/或用于从定位于所述检查体积中的患者的身体接收MR信号；控制单元，其用于控制时间上相继的RF脉冲和切换的磁场梯度；以及重建单元，其用于从MR信号重建MR图像。可以通过对MR装置的重建单元和/或控制单元进行相应编程设计来实现本发明的方法。
可以在当前临床使用的大多数MR装置中有利地执行本发明的方法。为此目的，仅需要利用控制MR装置的计算机程序，使其执行本发明的上述方法步骤。计算机程序可以存在于数据载体上或存在于数据网络中，以便被下载供安装在MR装置的控制单元中。
附图说明
附图披露了本发明的优选实施例。然而应当理解，附图仅仅出于图示说明的目的，并不作为本发明的限制定义。在附图中：
图1示出了用于执行本发明的方法的MR装置；
图2示意性示出了患者身体之内感兴趣体积和导航器体积的位置；
图3(a、b)示出了图示说明根据本发明的去标记序列的实施例的图；
图4(a、b、c)示出了图示说明根据本发明的去标记序列的更多实施例的图。
具体实施方式
参考图1，示出了MR装置1。该装置包括超导或电阻主磁体线圈2，从而沿着通过检查体积的z轴生成基本均匀的、时间上恒定的主磁场。
磁共振生成和操纵系统施加一系列RF脉冲和切换的磁场梯度，以反转或激励核磁自旋、诱发磁共振、对磁共振重新聚焦、操纵磁共振、对磁共振进行空间和其他编码、使自旋饱和等，以执行MR成像。
更具体而言，梯度脉冲放大器3施加电流脉冲以沿着检查体积的x、y和z轴选择全身梯度线圈4、5和6中的一些。RF频率发射器7经由发送/接收开关8向全身体积RF线圈9发射RF脉冲或脉冲群，以向检查体积中发射RF脉冲。典型的成像序列或导航器序列包括一组短时间的RF脉冲段，它们彼此结合在一起，并且任何施加的磁场梯度实现对核磁共振的选定操纵。RF脉冲用于使饱和、激励共振、反转磁化、对共振重新聚焦或操纵共振并选择定位于检查体积中的身体10的一部分。MR信号还由全身体积RF线圈9拾取。
为了利用并行成像来生成身体10的有限区域的MR图像，邻接用于成像的选定区域放置一组局部阵列RF线圈11、12和13。阵列线圈11、12、13可以用于接收身体线圈RF发射诱发的MR信号。
所得的MR信号被全身体积RF线圈9和/或阵列RF线圈11、12和13拾取并被接收器14解调，接收器14优选包括前置放大器(未示出)。接收器14经由发送/接收开关8连接到RF线圈9、11、12和13。
主计算机15控制梯度脉冲放大器3和发射器7以生成多种成像序列中的任一种，诸如回波平面成像(EPI)、回波体积成像、梯度和自旋回波成像、快速自旋回波成像等。对于选定的序列，接收器14接收每个RF激励脉冲之后迅速相继的单个或多个MR数据线。数据采集系统16执行对接收信号的模拟到数字转换，并将每个MR数据线转换成适于进一步处理的数字格式。在现代MR装置中，数据采集系统16是专用于采集原始图像数据的独立计算机。
最后，重建处理器17采用傅里叶变换或其他适当的重建算法将数字原始图像数据重建成图像表示。MR图像可以表示贯通患者的平面切片、平行平面切片的阵列、三维体积等。然后在图像存储器中存储图像，可以例如经由视频监视器18访问图像存储器，以将图像表示的切片、投影或其他部分转换成用于可视化的适当格式，视频监视器18提供了所得的MR图像的人可读显示。
主计算机15和重建处理器17包括程序设计能力，通过该能力使它们能够执行本发明的上述MR成像方法。
图2示出了根据本发明的在身体10之内的空间受限感兴趣体积20和导航器体积21的位置。公知的导航器技术能够在空间受限的笔形射束形状的导航器体积21之内激励核磁化并采集对应的MR导航器信号。图2图示了腹部应用，其中，从包括例如肝脏、肾脏或肾动脉的感兴趣体积20采集MR成像信号。为了检测患者的呼吸状态，肺和膈膜之间MR信号的幅度差异大表明在膈膜/肺界面上理想地放置了导航器体积21。在图示的腹部应用中，感兴趣体积20与导航器体积21交叠。
在图3a中示意性描绘了根据本发明方法的第一序列设计。该图示出了时间上相继的射频脉冲RF和磁场梯度脉冲GX、GY。在本发明的MR成像流程期间，向放放置于静态并且基本均匀的主磁场(如图1所示)中的患者施加这些脉冲。
该序列开始于成像序列IMG，其在图示的实施例中是梯度回波序列。成像序列IMG包括空间选择性RF脉冲α，通过其在感兴趣体积20之内激励核磁化。在采集期ACQ期间采集由RF脉冲α和切换的磁场梯度GX/GY生成的MR成像信号。测量这些MR成像信号并将其用于重建诊断MR图像，例如患者肾脏或肾动脉的MR图像。
在成像序列IMG之后，施加去标记序列UNLBL，没有时间延迟。去标记序列在其开始包括切换的磁场梯度GX/GY，其用于重新确定核磁化的相位。之后，施加反转的空间选择性RF脉冲-α，将感兴趣体积20之内的核磁化变换回纵向磁化。此外，应用空间非选择性180°RF脉冲以克服由于主磁场不均匀造成的效果。
去标记序列UNLBL之后是本领域公知的导航器序列NAV，再次没有时间延迟。图3a中未示出导航器序列NAV的细节。导航器序列NAV可以包括由成形RF脉冲构成的2D脉冲，在此期间迅速切换磁场梯度GX/GY。由这些脉冲在患者右膈膜穹顶处激励受限的二维笔形射束形状的导航器体积21之内的核磁化。在应用导航器序列NAV期间，在导航器体积21的纵轴方向上存在读出梯度的条件下测量MR导航器信号，由此能够重建导航器体积的一维图像。使用这幅图像监测呼吸期间患者膈膜的位置。
在测量MR导航器信号之后，施加另一交织的相继图示成像序列IMG、去标记序列UNLBL和导航器序列NAV，例如用于生成MR图像的动态系列。因为存在去标记序列UNLBL，所以在开始下一导航器序列NAV之前，在感兴趣体积20之内基本没有饱和的核磁化。因此，在采集的MR导航器信号中出现减少的饱和带，可以防止错误检测膈膜位置，能够可靠地导出瞬时呼吸运动状态。为了进一步改善膈膜位置检测的可靠性，可以考虑先前应用的体积选择的知识。可以使用对应的位移值预期地调节成像参数，成像参数定义后续成像序列IMG的感兴趣体积的位置和取向。通过这种方式可以获得一系列高质量的MR图像。去标记序列UNLBL在典型情况下导致总扫描时间轻微扩展10到20ms。
图3b中示出了根据本发明方法的另一序列设计。在本实施例中，成像序列IMG是自旋回波序列，其中，利用空间选择性90°RF脉冲、后续180°RF脉冲来生成MR成像信号。为了恢复感兴趣体积21之内的磁化，去标记序列包括对应的-180°和-90°反转RF脉冲。为了克服由于主磁场不均匀造成的效果，在去标记序列UNLBL期间可以额外施加空间选择性180°RF脉冲，如图3b中所示。
图4(a、b、c)示出了例示根据本发明的去标记序列更多实施例的图。该图示出了时间上相继的射频脉冲RF和磁场梯度脉冲GX、GY。在本发明的MR成像流程期间，向放置于静态并且基本均匀的主磁场(如图1所示)中的患者施加这些脉冲。
该序列以第一成像序列IMG1开始，接着是第二成像序列IMG2，其在所示实施例中为梯度回波序列。成像序列IMG1、IMG2包括空间选择性RF脉冲α，通过其在感兴趣体积20之内激励核磁化。在采集期ACQ期间采集由RF脉冲α和切换的磁场梯度GX/GY生成的MR成像信号。测量这些MR成像信号并将其用于重建诊断MR图像，例如患者肾脏或肾动脉的MR图像。
在成像序列IMG1和IMG2之后，施加去标记序列UNLBL，没有时间延迟。去标记序列在其开头包括切换的磁场梯度GX/GY，用于重新确定核磁化的相位。之后，施加反转的空间选择性RF脉冲-α，将感兴趣体积20之内的核磁化变换回纵向磁化。此外，应用空间非选择性180°RF脉冲以克服由于主磁场不均匀造成的效果。
去标记序列UNLBL之后是本领域公知的导航器序列NAV，再次没有时间延迟。图3a中未示出导航器序列NAV的细节。导航器序列NAV可以包括由成形RF脉冲构成的2D脉冲，在此期间迅速切换磁场梯度GX/GY。由这些脉冲在患者右膈膜穹顶处激励受限的二维笔形射束形状的导航器体积21之内的核磁化。在应用导航器序列NAV期间，在导航器体积21的纵轴方向上存在读出梯度的条件下测量MR导航器信号，由此能够重建导航器体积的一维图像。使用这幅图像监测呼吸期间患者膈膜的位置。
在测量MR导航器信号之后，施加另一交织的相继图示成像序列IMG1、IMG2、去标记序列UNLBL和导航器序列NAV，例如用于生成MR图像的动态系列。因为存在去标记序列UNLBL，所以在开始下一导航器序列NAV之前，在感兴趣体积20之内基本没有饱和的核磁化。因此，在采集的MR导航器信号中出现减少的饱和带，可以防止错误检测膈膜位置，能够可靠地导出瞬时呼吸运动状态。为了进一步改善膈膜位置检测的可靠性，可以考虑先前应用的体积选择的知识。可以使用对应的位移值预期地调节成像参数，成像参数定义后续成像序列IMG的感兴趣体积的位置和取向。通过这种方式可以获得一系列高质量的M R图像。去标记序列UNLBL在典型情况下导致总扫描时间轻微扩展10到20ms。
图4b中示出了根据本发明方法的另一序列设计。在本实施例中，成像序列IMG1、IMG2是自旋回波序列，其中，利用空间选择性90°RF脉冲、后续180°RF脉冲来生成MR成像信号。为了恢复感兴趣体积21之内的磁化，去标记序列包括对应的-180°和-90°反转RF脉冲。为了克服由于主磁场不均匀造成的效果，在去标记序列UNLBL期间可以额外施加空间选择性180°RF脉冲，如图3b中所示。
在图4c中，示出了一个范例，其中，成像序列IMG1和IMG2是增压自旋回波序列，去标记序列UMLBL采用反转-180°脉冲和-90°脉冲。使用另一选择性180°补偿B0(主磁场)的不均匀性。这种方法在实践中导致有效地重建被激励切片，同时避免了错误检测膈膜边缘。在实践中，采集时间仅发生大约10-20ms的轻微扩展。

Claims (11)

1.一种对放置于静态并且基本均匀的主磁场中的身体(10)的至少一部分进行磁共振(MR)成像的方法，所述方法包括如下连续步骤：
a)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲α和切换的磁场梯度(GX/GY)的成像序列(IMG)在感兴趣体积(20)之内有选择地激励核磁化；
b)从所述感兴趣体积采集至少一个MR成像信号；
c)通过向所述部分施加包括至少一个反转的RF脉冲–α的去标记序列(UNLBL)将所述感兴趣体积(20)之内的所述核磁化变换回纵向磁化；
d)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列(NAV)在导航器体积(21)之内激励核磁化，其中，所述导航器体积(21)与所述感兴趣体积(20)至少部分交叠；
e)从所述导航器体积(21)采集至少一个MR导航器信号，从所述至少一个MR导航器信号导出指示所述身体(10)的运动的至少一个位移值；
f)在若干次重复步骤a)到e)期间基于所述至少一个位移值调节所述感兴趣体积(20)的位置；
g)从所采集的MR成像信号重建MR图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，由自旋回波序列采集所述MR成像信号，并且所述去标记序列包括反转的180°RF脉冲和反转的90°RF脉冲。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，接下来无时间延迟地向所述部分施加所述成像序列(IMG)、所述去标记序列(UNLBL)和所述导航器序列(NAV)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述导航器序列(NAV)和/或所述去标记序列(UNLBL)包括至少一个成形的RF脉冲和至少一个切换的磁场梯度(GX、GY)。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述导航器序列(NAV)和/或所述去标记序列(UNLBL)包括至少一个成形的RF脉冲和至少一个切换的磁场梯度(GX、GY)。
6.根据权利要求1、2或5所述的方法，其中，所述去标记序列包括至少一个空间选择性或非选择性180°RF脉冲。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述去标记序列包括至少一个空间选择性或非选择性180°RF脉冲。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述去标记序列包括至少一个空间选择性或非选择性180°RF脉冲。
9.一种磁共振(MR)波谱分析的方法，所述方法包括如下连续步骤：
a)通过向对象施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的波谱序列在所述对象之内的感兴趣体积之内有选择地激励核磁化；
b)从所述感兴趣体积采集至少一个MR波谱分析信号；
c)通过向所述对象施加包括至少一个RF脉冲的去标记序列将所述感兴趣体积之内的所述核磁化变换回纵向磁化；
d)通过向所述对象施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列在导航器体积之内激励核磁化，其中，所述导航器体积与所述感兴趣体积至少部分交叠；
e)从所述导航器体积采集至少一个MR导航器信号，从所述至少一个MR导航器信号导出指示所述对象的运动的至少一个位移值；
f)在若干次重复步骤a)到e)期间基于所述至少一个位移值调节所述感兴趣体积(20)的位置；
g)从所采集的MR波谱分析信号导出MR波谱。
10.一种MR成像装置，包括：
主磁体线圈(2)，其用于在检查体积之内生成均匀、稳定的磁场，
若干梯度线圈(4、5、6)，其用于在所述检查体积之内沿不同空间方向生成切换的磁场梯度，
至少一个RF线圈(9、11、12、13)，其用于在所述检查体积之内生成RF脉冲和/或从定位于所述检查体积中的患者的身体(10)接收MR信号，
控制单元(16)，其用于控制时间上相继的RF脉冲和切换的磁场梯度，以及
重建单元(18)，其用于从所述MR信号重建MR图像，其中，所述装置(1)被配置成执行如下步骤：
a)通过向一部分施加包括至少一个RF脉冲α和切换的磁场梯度(GX/GY)的成像序列(IMG)在感兴趣体积(20)之内有选择地激励核磁化；
b)从所述感兴趣体积(20)采集至少一个MR成像信号；
c)通过向所述部分施加包括至少一个反转的RF脉冲–α的去标记序列(UNLBL)将所述感兴趣体积(20)之内的核磁化变换回纵向磁化；
d)通过向所述部分施加包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列(NAV)在导航器体积(21)之内激励核磁化，其中，所述导航器体积(21)与所述感兴趣体积(20)至少部分交叠；
e)从所述导航器体积(21)采集至少一个MR导航器信号，从所述至少一个MR导航器信号导出指示所述身体(10)的运动的至少一个位移值；
f)在若干次重复步骤a)到e)期间基于所述至少一个位移值调节所述感兴趣体积(20)的位置；
g)从所采集的MR成像信号重建MR图像。
11.一种用于磁共振(MR)成像的装置，包括如下模块：
a)用于生成包括至少一个RF脉冲α和切换的磁场梯度(GX/GY)的成像序列(IMG)的模块；
b)用于从感兴趣体积(20)采集至少一个MR成像信号的模块；
c)用于通过生成包括至少一个反转的RF脉冲–α的去标记序列(UNLBL)将所述感兴趣体积(20)之内的核磁化变换回纵向磁化的模块；
d)用于生成包括至少一个RF脉冲和切换的磁场梯度的导航器序列(NAV)的模块；
e)用于从空间重构的导航器体积(21)采集至少一个MR导航器信号的模块，其中，所述导航器体积与所述感兴趣体积(20)至少部分交叠，其中，从所述至少一个MR导航器信号导出指示身体(10)的运动的至少一个位移值；
f)在若干次重复步骤a)到e)期间基于所述至少一个位移值调节所述感兴趣体积(20)的位置；
g)用于从所采集的MR成像信号重建MR图像的模块。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2320245A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging using navigators
JP5762476B2 (ja) * 2013-07-05 2015-08-12 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴装置およびプログラム
US10222437B2 (en) * 2013-10-21 2019-03-05 Koninklijke Philips N.V. MR imaging with temperature mapping
JP6568210B2 (ja) * 2014-09-26 2019-08-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． シングルボクセル分光法のための撮像システム
CN105676155B (zh) * 2014-11-19 2019-02-22 西门子(深圳)磁共振有限公司 磁共振成像系统的磁场不均匀性值获取方法和装置和失真校正方法和装置
EP3304060B1 (en) * 2015-05-29 2024-09-18 The Regents of the University of California Ph-weighted mri using fast amine chemical exchange saturation transfer (cest) imaging
DE102015222835B4 (de) * 2015-11-19 2019-06-13 Siemens Healthcare Gmbh Magnetresonanzbildgebungsverfahren mit simultaner Bildaufnahme von mehreren Teilvolumen mit einer synchronen Bildaufnahme von Navigatoren
KR101811720B1 (ko) 2016-03-02 2017-12-22 삼성전자주식회사 자기 공명 영상 장치 및 그에 따른 자기 공명 영상 생성 방법
CN107212887B (zh) * 2016-03-22 2021-06-22 西门子(深圳)磁共振有限公司 一种心脏弥散成像的受激回波序列扫描方法和装置
US10588523B2 (en) * 2016-04-15 2020-03-17 Siemens Healthcare Gmbh 4D flow measurements of the hepatic vasculatures with two-dimensional excitation
CN109901088B (zh) * 2017-12-11 2023-08-22 通用电气公司 用于磁共振成像的运动追踪方法、计算机程序、存储设备
CN108324275B (zh) * 2018-01-03 2021-05-28 上海东软医疗科技有限公司 一种磁共振成像信号和波谱信号的采集方法和装置
US11163029B2 (en) * 2019-08-14 2021-11-02 GE Precision Healthcare LLC MRI system with improved navigator
EP3842819A1 (en) * 2019-12-23 2021-06-30 Koninklijke Philips N.V. 3d mr imaging with intrinsic motion detection

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2378184C (en) 1999-08-05 2009-05-26 The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services Methods and apparatus for mapping internal and bulk motion of an object with phase labeling in magnetic resonance imaging
JP2001299725A (ja) 2000-03-27 2001-10-30 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 保息式腹部ｍｒ撮像のためのスライスの順序付けの方法
JP4330247B2 (ja) 2000-04-14 2009-09-16 株式会社日立メディコ 核磁気共鳴イメージング装置
JP4071430B2 (ja) 2000-09-26 2008-04-02 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 磁気共鳴撮影装置
JP2002102200A (ja) * 2000-09-26 2002-04-09 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 磁気共鳴信号獲得方法および装置、記録媒体並びに磁気共鳴撮影装置
JP2002165774A (ja) 2000-12-01 2002-06-11 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメージング装置
USRE44644E1 (en) 2000-12-21 2013-12-17 University Of Virginia Patent Foundation Method and apparatus for spin-echo-train MR imaging using prescribed signal evolutions
US7239138B2 (en) * 2002-10-11 2007-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance method and device
US8126237B2 (en) * 2004-11-12 2012-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging and correcting device
WO2007004123A2 (en) 2005-06-30 2007-01-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri-navigator sequence with restored magnetization
WO2008041060A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri-navigator sequence with restored magnetization
EP2320245A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging using navigators

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In Vivo Assessment of the Trabecular Bone Microstructure of the Distal Radius Using a Compact MRI System;Shinya HANDA等;《Magnetic Resonance in Medical Science》;20090101;第8卷(第1期);39-42 *
In vivo micro-imaging using alternating navigator echoes with applications to cancellous bone structural analysis;SONG H K ET AL;《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》;19990101;第41卷(第5期);947-953 *
Role of magnetic resonance for assessing structure and function of trabecular bone;WEHRLI F W ET AL;《TOPICS IN MAGNETICS RESONANCE IMAGING》;20021001;第13卷(第5期);335-356 *

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Publication number Publication date
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