CN102802712A - 用于磁共振成像的超极化造影剂分配器 - Google Patents

Abstract

一种分配器(132)、磁共振成像系统(100)以及用于在磁共振成像检查期间使用超极化造影剂(304)的方法。分配器包括用于面罩(138)的附接部件(136)。面罩适于容纳受检者(114)的表面，使得在受检者吸气时，超极化造影剂进入受检者的呼吸系统。分配器还包括适于容纳超极化造影剂的储存器(300)。分配器还包括连接至附接部件的气体流管(406)和用于将气体流管中的超极化造影剂蒸发成超极化蒸气的蒸发器(406、408、412、510、602、606)。分配器还包括用于控制蒸发器何时使超极化造影剂蒸发的控制器(402)。

Description

用于磁共振成像的超极化造影剂分配器

技术领域

本发明涉及分配器(dispenser)、磁共振成像系统以及用于在磁共振成像中使用超极化造影剂的方法，特别地，本发明涉及在磁共振成像检查期间使用蒸发的超极化造影剂的装置和方法。

背景技术

作为用于产生患者或受检者身体内图像的程序的一部分，由MRI扫描器将静态磁场用于对准原子的核自旋。这种大的静态磁场被称为B₀场。众所周知，增加用于执行MRI扫描所使用的B₀场的强度提供了增加诊断图像的空间分辨率和对比度分辨率的机会。这种分辨率和对比度的增加对使用MRI图像来诊断患者的医师而言是有益的。

磁共振成像系统通常用于对受检者中的质子或氢原子的浓度进行成像。因此，磁共振成像系统对于对受检者的软组织的成像而言非常有用。还对肺以及其脉管的结构感兴趣。然而，肺大部分是空气，其不能够通过磁共振成像而容易地成像。已知注射的磁共振成像造影剂的使用。

然而，通过静脉注射的物质到达肺血管通常花费大约15秒。许多超极化造影剂具有非常短的弛豫时间，使得造影剂的实质部分将在这15秒内失去其极化。例如，超极化¹³C具有60秒的量级的T₁弛豫时间。期刊论文Ishii等人的Magnetic Resonance in Medicine 57：459-463(2007)证明了用于评价肺灌注的超极化¹³C血管造影术的使用。在该试验研究中，将超极化羟基丙酸乙酯注射至猪的股动脉中。

发明内容

本发明在独立权利要求中提供了用于分配超极化蒸气的分配器、磁共振成像系统以及采集磁共振图像的方法。在从属权利要求中给出了本发明的实施例。

本发明的实施例通过使液体或固体超极化造影剂蒸发而解决了该问题及其他问题。分配器用于使超极化造影剂蒸发成雾或蒸气，然后，该雾或蒸气被受检者吸入。这将超极化造影剂直接递送至肺并增加超极化造影剂的有效性。

本发明能够应用于适于超极化成像的任何MRI系统。更具体而言，本发明可以在用于检测病变和异常功能过程的肺成像中应用。若干种物质能够潜在地用于极化。在经历进一步消化的不同代谢物中，可以将酶、治疗剂或靶向剂超极化，以借助快速波谱¹³C成像来研究其在体内的生物分布和去向。

如本文所使用的，术语线圈是指用于采集磁共振成像数据的射频天线。术语线圈可以指单个天线在磁共振成像数据的采集期间执行射频信号的发射和接收这两者的情况，或者，其可以指发射和接收天线。此外，考虑了包含多个单个元件的针对所提到的任一种情况的阵列配置。

如本文所使用的，术语超极化造影剂是指在磁共振成像数据的采集期间用作造影剂的超极化材料。超极化造影剂在蒸发之前可以是液体或固体的形式。在使用之前，可以使用诸如动态核极化(DNP)的过程或任何其他适当的过程来使超极化造影剂极化。除了诸如He和Xe的惰性气体之外，还可以将超极化造影剂的极化核嵌入生物相容性分子中。可以用于制造超极化造影剂的同位素包括：⁷Li、¹³C、¹⁴N、¹⁵N、¹⁷O、¹⁹F、²³Na、³¹P。由于将同位素嵌入生物相容性分子中是有益的，因而由于许多身体分子中的碳的存在而对¹³C特别感兴趣。¹⁴N和¹⁷O也提供了更容易地整合至生物相容性分子中的可能性。

磁共振成像(MRI)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线通过原子自旋而发射的射频信号的记录的测量。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为磁共振成像数据内所包含的解剖数据的重建的二维或三维可视化。这种可视化能够使用计算机系统来执行。

计算机系统在本文中被定义为计算机或一批计算机。对于磁共振成像而言，单个计算机可以用于操作和执行对磁共振成像数据的分析。然而，这项功能常常分布在许多不同的计算机之间，并且，可以存储磁共振成像数据，以供稍后由计算机或计算机系统进行分析。

本发明提供了用于在磁共振成像检查期间将超极化蒸气分配至受检者的分配器。分配器包括用于面罩的附接部件，面罩适于容纳受检者的表面，使得在受检者吸气时，超极化蒸气进入受检者的呼吸系统。分配器还包括适于容纳超极化造影剂的储存器。分配器还包括连接至附接部件的气体流管。分配器还包括用于使气体流中的超极化造影剂蒸发成超极化蒸气的蒸发器。分配器还包括用于控制蒸发器何时使超极化造影剂蒸发的控制器。附接部件允许面罩或管中的面罩附接至分配器。这是有益的，因为可以使用磁共振成像装置系统来处置多于一个患者。在这种情况下，使用能够移除和清洁的一次性面罩将是有益的。

储存器适于容纳超极化造影剂，后者为固体或液体形式。存在着气体流管，在该气体流管中，使超极化造影剂蒸发。控制器控制蒸发器何时使超极化造影剂蒸发。这是特别有益的，因为超极化造影剂可能极其昂贵，并且一次可能仅有非常小的量可用。这使在检查期间所使用的超极化造影剂的量最小化。控制器可以通过若干种不同的方式操作，例如，在允许超极化造影剂的分配时，控制器能够从磁共振成像系统接收信号。控制器还能够通过具有检测受检者的呼吸周期的某种传感器系统来操作。例如，可以在面罩或气体流管或将附接部件连接至面罩以便在受检者呼吸时进行检测的管中的某个点处测量压力或流量或者温度。控制器还能够通过从磁共振成像系统接收信号以及通过使用传感器系统而进行控制。

在本发明的实施例中，分配器还包括与储存器邻近的核磁共振线圈。核磁共振线圈适于在连接至核磁共振装置时测量超极化造影剂的极化度。这是有利的，因为能够测量超极化造影剂的极化度。核磁共振装置在本文中被定义为使用核磁共振来测量样本的材料性质的装置。

在本发明的实施例中，储存器适于以液体形式存储超极化造影剂。这是有利的，因为能够以固体形式生成超极化造影剂，然后，使超极化造影剂液化并放入储存器中，然后，使超极化造影剂蒸发。

在实施例中，储存器适于以固体形式存储超极化造影剂。分配器还包括适于使超极化造影剂在蒸发之前液化的加热器。该实施例是有利的，因为在超极化造影剂仍然为固体形式时，超极化造影剂的寿命更长。在超极化过程期间，超极化造影剂可能富含促进超极化过程的化学物质。这些化学物质可能是有毒的。在准备液体超极化造影剂时，使固体超极化造影剂融化，并在将任何有毒化学物质施予至受检者之前，滤除有毒化学物质。如果使用固体造影剂，则将过滤器并入分配器或药筒中可能是有益的，该药筒纳入用于超极化造影剂的分配器的储存器中。使固体超极化造影剂融化，该造影剂通过过滤器以去除任何有毒化学物质，然后，使该造影剂蒸发。

在另一实施例中，加热器适于使超极化造影剂以等于蒸发速率的速率融化。该实施例是特别有利的，因为超极化造影剂以精确地正确速率离开固体形式。这意味着超极化造影剂将具有更长的寿命。

在另一实施例中，分配器还包括适于检测受检者的吸气和呼气的呼吸传感器。控制器适于控制蒸发器，使得仅在受检者吸气期间使超极化造影剂蒸发。该实施例是有利的，因为不浪费超极化造影剂。呼吸传感器能够以通过各种方式实施，例如，可以测量通过气体流管的气体流，可以使用压力传感器检测受检者何时不呼吸，或者，甚至可以通过使用温度传感器确定从受检者的呼吸系统排出的气体的温度。

能够使用温度传感器、气体流量传感器和/或压力传感器来实施呼吸传感器。

在另一实施例中，控制器适于从磁共振成像系统的计算机接收指令。计算机系统适于指导控制器何时允许蒸发器使超极化造影剂蒸发。该实施例是有利的，因为在成像序列期间，仅在必要时施予超极化造影剂。如果超极化造影剂的寿命极其短，那么，除非磁共振成像系统正出于对超极化造影剂的浓度进行成像的目的而采集磁共振成像数据，否则分配超极化蒸气是无用的。

在另一实施例中，使用气雾器来使超极化造影剂蒸发。气雾器在本文中被理解为出于汽化或蒸发的目的将液体喷射成气体流的设备。该实施例是有利的，因为能够将液体超极化造影剂喷射成气体流并使该造影剂蒸发。

在另一实施例中，使用压电振动器来使超极化造影剂蒸发。这可以采用填充有超极化造影剂的储存器的形式，或者，可以采用将超极化造影剂喷射至气体流中的压电喷嘴的形式。

在另一实施例中，储存器适于以固体形式存储超极化造影剂。蒸发器包括粉碎器(chopper)，粉碎器适于将超极化造影剂粉碎成足够小的颗粒，从而颗粒在被受检者吸入之前融化或蒸发。该实施例是有利的，因为它使被受检者吸入之前的超极化造影剂的寿命最大化。

在另一实施例中，储存器适于容纳含有超极化造影剂的药筒。这是有利的实施例，因为药筒提供了一种将超极化造影剂带入分配器中的方便的方式。

在另一实施例中，分配器还包括适于保持至少两个药筒的药筒保持器。药筒保持器适于自动地改变将哪个药筒安装于储存器中。该实施例是有利的，因为能够准备超极化造影剂，以供在长期的时期期间使用。在检查的过程期间或在若干不同的检查过程期间，能够将超极化造影剂自动装入到储存器中。

在另一实施例中，分配器还包括旁通阀，该旁通阀适于选择是否将通过气体流管的气体流导向面罩或导向清洁出口，该清洁出口用于在自清洁程序期间排出。控制系统适于控制旁通阀，以便在自清洁程序期间使气体流导向清洁出口。该实施例是有利的，因为如果系统无需拆卸和清洁，则系统能够在长期的时期期间使用。

在另一实施例中，气体流管的至少一部分具有适于使超极化蒸气的凝结物再次蒸发的电加热器。该实施例是有利的，因为超极化材料可能在气体流管上凝结。该实施例使得超极化造影剂的使用更有效，并且，能够与自清洁程序协同使用。

在另一实施例中，分配器、面罩和/或药筒可以具有用于识别的RFID标签。

在另一实施例中，分配器、面罩和/或药筒可以具有条形码。

在另一实施例中，分配器、药筒和/或面罩是一次性的。

在另一方面，本发明提供了一种磁共振成像系统，该磁共振成像系统适于采集磁共振成像图像，包括用于生成用于对核的磁自旋进行取向的磁场的磁体。磁体可以是超导磁体、电阻式磁体或超导磁体与电阻式磁体的组合。还可以使用环形磁体或所谓的开放型磁体。磁共振成像系统还包括射频系统，该射频系统包括被校准以采集质子的磁共振成像数据的第一线圈。射频系统还包括被校准以针对超极化造影剂采集磁共振成像数据的第二线圈。应当理解的是，第一线圈和第二线圈可以整合成单个线圈组件，并且，可以共享共同的部分。基本上，第一线圈和第二线圈可以是相同的线圈。磁共振成像系统还包括用于对核的磁自旋的取向进行空间编码和操控的磁场梯度线圈。磁共振成像系统还包括用于将电流供给至磁场梯度线圈的磁场梯度电源。磁共振成像系统还包括用于从磁共振成像数据构建图像以及用于控制磁共振成像系统的操作的计算机系统。在本文中应当理解的是，计算机系统可以是指一个或多个计算机嵌入式系统或控制器。如先前所提到的，在某些情况下，一个计算机控制磁共振成像系统，而另一计算机或计算机系统从数据重建图像。磁共振成像系统还包括根据本发明的实施例的分配器。

在另一实施例中，分配器的储存器以相对于磁体的磁场固定的位置进行安装。选择所述位置，使得磁体的磁场保持对超极化造影剂的超极化。该实施例是有利的，因为磁场有助于增加超极化造影剂的寿命。

在另一方面中，本发明提供了一种使用根据本发明的实施例的磁共振成像系统来采集受检者的磁共振成像系统的方法。该方法包括使用第一线圈来从受检者的感兴趣区域内采集第一组磁共振成像数据的步骤。校准第一线圈，以采集质子磁共振成像数据。质子磁共振成像数据是指使用氢原子的磁共振成像数据的采集。在受检者体内，将氢分子并入诸如水、脂肪或身体组织的分子中。

该方法还包括使用第一组磁共振成像数据和模型来利用计算机系统校准第二射频线圈。该步骤是特别有利的，因为超极化造影剂的寿命极其小，校准第二线圈不一定实用，而代之将模型与第一组磁共振成像数据协同使用以构建校准更为实用。模型能够以多种不同的方式构建；能够通过将来自第一线圈的磁共振成像数据与制造第二射频线圈所进行的测量相关联而以经验为主地引导模型。还能够使用受检者的射频模型并使用利用第一线圈获得的关于受检者的信息来对射频范围内的可能响应是什么进行建模来构建校准。该方法还包括使用分配器来对受检者施予超极化蒸气。该方法还包括使用第二线圈在感兴趣区域中采集第二组磁共振成像数据。该方法还包括使用计算机系统从第二组磁共振成像数据构建磁共振成像图像。在本文中，应当理解的是，计算机系统不一定处于与磁共振成像系统相同的物理位置。例如，一批计算机能够通过网络链接而连接至磁共振成像系统。

附图说明

下文将仅通过示例并参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1图示了根据本发明的实施例的磁共振成像系统；

图2示出了根据本发明的实施例的方法的流程图；

图3图示了根据本发明的实施例的分配器；

图4图示了根据本发明的又一实施例的分配器；

图5图示了根据本发明的又一实施例的分配器；

图6图示了根据本发明的又一实施例的分配器；

图7图示了根据本发明的实施例的具有药筒保持器的分配器；

图8图示了根据本发明的又一实施例的具有药筒保持器的分配器；

图9图示了根据本发明的又一实施例的具有药筒保持器的分配器；

图10图示了根据本发明的实施例的磁共振成像系统的功能框图；

图11示出了根据本发明的实施例的又一方法的流程图；

图12图示了根据本发明的又一实施例的分配器；

图13图示了解释在自清洁操作期间使用的旁通阀的操作的图解；

图14图示了根据本发明的实施例的整合至气体流管中的加热系统；以及

图15示出了根据本发明的实施例的又一方法的流程图。

参考标记列表：

100    磁共振成像系统

102    磁体

104    第一线圈

106    第二线圈

108    射频收发器

110    磁场梯度线圈

112    磁场梯度线圈电源

114    受检者

116    受检者支撑物

118    感兴趣区域

120    计算机系统

122    硬件接口

124    用户接口

126    微处理器

128    计算机程序产品

130    模型模块

132    分配器

134    药筒

136    附接部件

138    面罩

140    具有固定于102的磁场的位置的区域

300    储存器

302    气体入口

304    超极化造影剂

400    电气控制

402    用于控制器和传感器的电子器件

404    阀

406    气体流管

408    液体流管

410    至附接部件的出口

412    喷嘴

414    支撑物

500    旁通阀

502    清洁出口

504    显示气体流的方向的箭头

506    显示振动的幅度的箭头

508    液滴

510    压电致动器

600    置

602    用于压电致动器的支撑物

606    振动喷嘴

700    药筒保持器

702    旋转的方向

900    药筒保持器

1000   控制台

1002   磁共振成像波谱仪

1004   磁共振成像磁体和磁场梯度

1200   冷冻超极化造影剂

1202   致动器

1204   冷却系统

1206   旋转粉碎器

1208   旋转的方向

1210   冷冻颗粒

1400   电加热系统

具体实施方式

这些图中的相似编号的元件是完全相同的元件或执行相同的功能。如果功能完全相同，则在稍后的图中不一定论述先前已论述的元件。

图1示出了根据本发明的实施例的磁共振成像系统100。存在着磁体102，磁体102生成用于对准磁体内的核自旋的高磁场。在磁体的孔的内侧，存在着磁场梯度线圈110以及第一线圈104和第二线圈106。磁场梯度线圈110连接至磁场梯度线圈电源112。第一线圈104和第二线圈106连接至射频收发器108。应当理解的是，能够使用分离的激励和接收线圈或天线，或者还能够使用组合的天线。在其他实施例中，108可以是发射器和分离的接收器。还存在着位于磁体102的孔内的受检者支撑物116上的受检者114。存在着感兴趣区域118，针对该感兴趣区域118采集磁共振成像数据。与磁体102邻近的是分配器132，分配器132适于将超极化蒸气分配至受检者114。分配器132与两个药筒134一起示出。分配器132还具有附接部件136，附接部件136用于将面罩138连接至分配器132。面罩132显示为在受检者114的鼻子和嘴上。通过这种方式，受检者114能够在磁共振成像数据的采集期间吸入超极化蒸气。分配器132位于区域140内，具有相对于磁体102的磁场固定的位置。选择区域140，使得磁场足以维持药筒134中的超极化材料。

还示出了计算机系统120。该计算机系统具有适于控制磁共振成像系统的硬件接口122。硬件接口连接至分配器132、磁场梯度线圈电源112以及射频收发器108。硬件接口还连接至微处理器126。该微处理器具有包含用于控制和操作磁共振成像系统的机器可执行指令的计算机程序产品128。该计算机程序产品的组件是模型模块130。该模型模块是能够利用使用第一线圈采集的磁共振成像数据以便计算针对第二线圈106的校准的模块。计算机系统120还与用户接口124一起显示，在用户接口124，能够向用户或使用者显示信息，并且还能够从操作者接收指令或命令。由于分配器位于足够大以执行磁共振成像的磁场区域中，因而所选择的材料和部件是非磁性的，以便防止其被B₀场吸引。

图2示出了根据本发明的方法的实施例。在步骤200中，针对感兴趣区域使用第一线圈采集第一组MRI数据。校准第一线圈，以采集质子磁共振成像数据。在步骤202中，使用第一组磁共振成像数据和模型来校准第二线圈。由于超极化材料的衰减的快速的速率，这是有利的，因为正常的质子磁共振成像数据用于确定校准是什么，并且这产生必要的超极化造影剂的量并使得程序更迅速地进行。在步骤204中，使用分配器向受检者施予超极化蒸气。在步骤206中，使用第二线圈采集感兴趣区域的第二组磁共振成像数据。最后，在步骤208中，使用计算机系统从第二组磁共振成像数据构建磁共振成像图像。在磁共振成像数据的构建期间，也可以使用第一组磁共振成像数据。在这种情况下，超极化造影剂的浓度叠加在质子磁共振成像图像上。

图3示出了根据本发明的实施例的分配器的实施例。将受检者114面部上的面罩138与受检者114一起显示。面罩138附接于附接部件136。附接部件136被示为分配器132的一部分。进入分配器132的是气体入口302。这将气体供给至分配器132。沿着与气体入口302相邻的还可以是用于控制分配器132的电气或光学或无线连接。在分配器132的顶部上是储存器300。储存器适于容纳超极化造影剂304。这是理想化图，所以超极化造影剂可以是液体、固体的形式，或者其可以是包含液体或固体的药筒的形式。无线连接或诸如光纤连接的光学连接可以用于远程控制分配器132。由于分配器可以位于磁共振成像系统的磁场内，因而难以采用用于远程控制分配器132的同时安全的电气连接。

图4示出了使用气雾化系统的分配器132。示出了含有液体超极化造影剂304的药筒134。在这种情况下，药筒134形成储存器300。存在着阀404，阀404控制液体超极化造影剂304至液体流管408中的流动。与药筒134邻近的是支撑物414，支撑物414还能够充当或包含确保正确的药筒/剂的使用的键控机构。在固体代替超极化造影剂304的实施例中，加热器能够位于支撑物414内。与阀404邻近示出了用于控制器和任何可能的传感器的电子器件402。存在着将电子器件402连接至控制器或用于发送控制信号并从电子器件402接收控制信号的电气或光学或无线控制线400。液体流管408的下方是气体液体流管406，其中，液体流管408进入气体管406，存在着将超极化造影剂304喷射至气体流管406中的喷嘴412。形成超极化蒸气或雾，然后，该超极化蒸气或雾通过出口410而从分配器132排出至附接部件。可以将发射和接收核磁共振(NMR)线圈整合至支撑物414中。该NMR线圈可以连接至NMR波谱仪以探查储存器300中超极化材料的极化水平。还可以将该NMR探查的信号并入控制成像序列和蒸发器的操作的触发算法中。例如，由于超极化材料的极化水平衰减，因而可以增加超极化材料的剂量以进行补偿。

图5示出了使用压电致动器510以使超极化造影剂304蒸发的分配器132。分配器132的中心是气体流管406。在较低的部分中，存在着压电致动器510。在压电致动器510的上面，存在着超极化造影剂304的储存器300。超极化造影剂通过液体流管408而滴至压电致动器510上。箭头504指示通过气体流管406的气体流的方向。标记的箭头506指示压电致动器510的振动的幅度。压电致动器510上下振动，并引起在气体流管中形成超极化造影剂的液滴508。这引起超极化造影剂304变成超极化蒸气。然后，该超极化造影剂通过出口410而排出至附接部件。在该实施例中还示出了旁通阀500，旁通阀500通往在自清洁程序期间使用的清洁出口502。

图6示出了使用由压电致动器510致动的振动喷嘴606的分配器132的另一实施例。也存在着气体流管406。箭头504示出了通过气体流管406的气体流的方向。存在着填充有超极化造影剂304的储存器300。在该实施例中，在储存器300的顶部上示出了罩600。存在着控制通过液体流管408的超极化造影剂304的流动的阀404。液体流管408通过用于压电致动器602的支撑物并然后通过压电致动器510并最后行进至振动尖端606中。压电致动器安装至用于压电致动器602的支撑物上，并且振动喷嘴606安装至压电致动器510上。当压电致动器510被致动时，振动尖端将来回移动并实质振动。随着超极化造影剂304从液体流管408排出至气体流管406中，振动喷嘴引起在气体流管406中形成超极化造影剂的液滴508。然后，蒸发的超极化造影剂从分配器通过出口410而排出至附接部件。

在图7中，示出了具有旋转的药筒保持器700的分配器132。在分配器132的一端是气体入口302。在另一端是附接部件136。安装在分配器132的顶部上的是药筒保持器700。在药筒保持器700中是多个药筒134。药筒保持器通过旋转而改变将哪个药筒插入到分配器132中。使用箭头702示出了旋转的方向(该方向还可以是相反的方向……)。

图8示出了与在图7中所示的实施例相似的具有药筒保持器700的分配器132的实施例。在图7中，药筒保持器700的旋转轴直接在分配器132上。在图8中，旋转轴不穿过分配器132。除此之外，在图8和图7中所示的实施例的功能完全相同。

图9示出了具有内部给送药筒保持器900的分配器的实施例。在分配器的一端是入口302，而另一侧是附接部件136。药筒保持器900含有用于超极化造影剂的各个药筒134的地方。药筒保持器以线性方式移动，并将每个药筒134引入到能够由分配器132使用的位置。

图10示出了根据本发明的实施例的磁共振成像系统100的功能框图。存在着连接至磁共振成像磁体和磁场梯度1004的磁共振成像波谱仪1002。存在着用于控制和分析来自磁共振成像系统100的数据的控制台1000或计算机系统。磁共振成像波谱仪1002连接至蒸发器电子器件402。蒸发器电子器件402控制分配器132。存在着将超极化造影剂给送至分配器132的储存器300。那么，最后，分配器132连接至面罩138。

图11示出了用于在对受检者施予超极化蒸气时控制用于采集磁共振成像图像的磁共振成像系统的方法的实施例。在步骤1100中，将面罩和线圈安装在受检者身上。分配器连接至面罩。在步骤1102中，将受检者放置到磁体中。在步骤1104中，开始磁共振成像。在该步骤中，为质子图像准备视场。在步骤1106中，将超极化造影剂放置在储存器或分配器中。在步骤1108中，使超极化造影剂蒸发。在步骤1110中，执行超极化造影剂的磁共振成像。在步骤1112中，分析图像，并向受检者施予超极化造影剂的第二样本。在步骤1114中，将受检者从磁体移除。

图12示出了使用蒸发器的分配器132，该蒸发器包括适于将固体超极化造影剂1200粉碎成颗粒1210的粉碎器。存在着气体流管406。存在着示出了通过气体流管406的气体流的方向的箭头。位于气体流管406内是旋转粉碎器1206。箭头1208示出了旋转粉碎器1206的旋转的方向。还可以将粉碎器的方向反转。旋转粉碎器1206将固体超极化造影剂1200粉碎成超极化造影剂颗粒1210。超极化造影剂颗粒1210足够小，使得它们在到达受检者的呼吸系统之前融化和蒸发。用于固体超极化造影剂1200的储存器300直接位于旋转粉碎器1206上方。存在着用于将超极化造影剂1200移动至旋转粉碎器1200中的致动器1202。存在着邻近致动器1202安装的冷却系统1204，冷却系统1204用于以固体形式保持固体超极化造影剂1200。如先前所论述的，如果有毒化学物质被并入固体超极化造影剂中，则有益的是，在超极化造影剂到达受检者的呼吸系统之前，过滤超极化造影剂。由于不能过滤固体超极化造影剂，因而应当过滤通过颗粒1210的融化而产生的蒸气。这可以通过将过滤器放在分配器的气体流管、附接部件中或并入面罩中来实现。

图13示出了旁通阀500的操作。在自清洁程序期间使用旁通阀500。气体排出分配器132。以标记的箭头504示出了气体流的可能方向。在该图中，阀处于这样的位置，使得没有气体流到面罩，并使用高压清洁而使所有气体均导向清洁出口502。

图14示出了用于减少流管406中的凝结的电气加热系统1400。箭头504指示通过气体流管406的气体的行进方向。在电气加热系统1400上方示出了用于使超极化造影剂蒸发的分配器132。当启动电气加热系统时，这将引起已凝结在气体流管406上的任何超极化造影剂再次蒸发。还可以启动电气加热系统以防止气体流管上的凝结。这对于图13中所示的实施例是特别有利的，其中，示出了超极化造影剂的冷冻颗粒。由于寒冷的温度，超极化造影剂颗粒很有可能引起通过气体流管而流动的气体的局部冷却。

图15示出了根据本发明的实施例的采集磁共振成像图像的方法。在步骤1500中，采集感兴趣区域的质子图像。在步骤1502中，使用在步骤1500中采集的质子图像来校准适于接收超极化造影剂的MRI信号的线圈。在步骤1504中，为施予准备超极化造影剂。在步骤1506中，采集MRI图像，并施予超极化造影剂。然后，该方法分支成两种可能的变型。在第一种变型中，在步骤1508中，仅采集针对超极化造影剂的磁共振成像数据。然后，在步骤1514中，将在步骤1500中采集的质子图像的数据和在步骤1508中采集的磁共振成像数据融合，以将超极化造影剂和质子图像数据这两者可视化。在对此的另一备选方案中，在步骤1506之后，立即在步骤1510中同时地对超极化造影剂和质子数据进行成像。然后，在步骤1512中，应用诸如运动校正的事情，这可以是诸如使用导航仪来监测呼吸运动或在心跳的某个阶段期间触发的事情。由于来自超极化造影剂的信号很有可能比质子信号小得多，因而同时对质子信号进行成像对执行运动校正是有利的。然后，在1512之后的步骤中，将质子MRI成像数据和针对超极化造影剂的MRI数据组合，以便可视化。

Claims (15)

1.一种分配器(132)，其用于在磁共振成像检查期间将超极化蒸气分配至受检者，所述分配器包括：

-附接部件(136)，其用于面罩，所述面罩适于容纳所述受检者(114)的表面，使得在所述受检者吸气时，所述超极化蒸气进入所述受检者的呼吸系统，

-储存器(300)，其适于容纳超极化造影剂(304)，

-气体流管(406)，其连接至所述附接部件，

-蒸发器(406、408、412、510、602、606)，其用于将所述气体流管中的所述超极化造影剂蒸发成所述超极化蒸气，以及

-控制器(402)，其用于控制所述蒸发器何时使所述超极化造影剂蒸发。

2.如权利要求1所述的分配器，其中，所述分配器还包括与所述储存器邻近的核磁共振线圈，其中，所述核磁共振线圈适于在连接至核磁共振装置时测量所述超极化造影剂的极化度。

3.如权利要求1或2所述的分配器，其中，所述储存器适于以液体形式存储所述超极化造影剂。

4.如权利要求1或2所述的分配器，其中，所述储存器适于以固体形式存储所述超极化造影剂，其中，所述分配器还包括适于使所述超极化造影剂在蒸发之前液化的加热器。

5.如权利要求4所述的分配器，其中，所述加热器适于使所述超极化剂以等于蒸发速率的速率融化。

6.如前述权利要求中的任一项所述的分配器，其中，所述分配器还包括适于检测所述受检者的吸气和呼气的呼吸传感器，其中，所述控制器适于基于所述检测到的吸气和呼气而控制所述蒸发器，从而仅在所述受检者的吸气期间使所述超极化造影剂蒸发。

7.如前述权利要求中的任一项所述的分配器，其中，所述控制器适于从磁共振成像系统(100)的计算机系统(120)接收指令，其中，所述计算机系统适于指导所述控制器何时允许所述蒸发器使所述超极化造影剂蒸发。

8.如权利要求1或2所述的分配器，其中，所述储存器适于以固体形式存储所述超极化造影剂，其中，所述蒸发器包括粉碎器(1206)，所述粉碎器适于将所述超极化造影剂粉碎成足够小的颗粒，使得所述颗粒在被所述受检者吸入之前融化和蒸发。

9.如前述权利要求中的任一项所述的分配器，其中，所述储存器适于容纳含有所述超极化造影剂的药筒(134)。

10.如权利要求11所述的分配器，其中，所述分配器还包括药筒保持器(700、900)，所述药筒保持器适于保持至少两个药筒，并且其中，所述药筒保持器适于自动改变将哪个药筒安装于所述储存器中。

11.如前述权利要求中的任一项所述的分配器，其中，所述分配器还包括旁通阀(500)，所述旁通阀适于选择是否将通过所述气体流管的气体流导向面罩或导向清洁出口，其中，所述控制系统适于控制所述旁通阀，以便在自清洁程序期间使所述气体流导向所述清洁出口。

12.如前述权利要求中的任一项所述的分配器，其中，所述气体流管的至少一部分具有适于使所述超极化蒸气的凝结再次蒸发的电加热器(1400)。

13.一种磁共振成像系统(100)，其适于采集磁共振成像图像，包括：

-磁体(102)，其用于生成用于对核的磁自旋进行取向的磁场，

-射频系统(104、106、108)，其包括被校准以采集质子的磁共振成像数据的第一线圈(104)和被校准以针对所述超极化造影剂而采集磁共振成像数据的第二线圈(106)，

-磁场梯度线圈(110)，其用于对核的磁自旋的所述取向进行空间编码和操控，

-磁场梯度线圈电源(112)，其用于将电流供给至所述磁场梯度线圈，

-计算机系统(120)，其用于从所述磁共振成像数据构建图像并用于控制所述磁共振成像系统的操作，

-如前述权利要求中的任一项所述的分配器(132)。

14.如权利要求15所述的磁共振成像系统，其中，所述分配器的所述储存器以相对于所述磁体的所述磁场固定的位置(140)安装，并且其中，选择所述位置，使得所述磁体的所述磁场保持所述超极化造影剂的超极化。

15.一种使用如权利要求15或16所述的磁共振成像系统采集受检者的磁共振成像图像的方法，所述方法包括：

-使用所述第一线圈采集所述受检者的感兴趣区域的第一组磁共振成像数据(200)，

-使用所述第一组磁共振成像数据和模型(130)利用所述计算机系统(202)校准所述第二线圈，

-使用所述分配器(204)对所述受检者施予超极化蒸气，

-使用所述第二线圈(206)采集所述感兴趣区域的第二组磁共振成像数据图像，以及

-使用所述计算机系统(208)从所述第二组磁共振成像数据构建磁共振成像图像。

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