CN104345289A - 用于确定水的t1 时间和脂肪的t1 时间的方法和磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定检查对象(O)的预定的体积片段中的水的T1时间和脂肪的T1时间的方法和磁共振设备(5)。方法包括以下步骤：接通磁场梯度(G_x)，以产生多个梯度回波(34)；从具有第一翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第一回波(34)；根据该第一回波按照迪克松方法对于每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化；从具有第二翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间采集第二回波(34)；根据该第二回波按照迪克松方法对于每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化；和根据第一水磁化、第一脂肪磁化、第一翻转角、第二水磁化、第二脂肪磁化和第二翻转角，对于每个体素确定水的T1时间和脂肪的T1时间。

Description

用于确定水的T1 时间和脂肪的T1 时间的方法和磁共振设备

技术领域

本发明涉及用于对于预定的体积片段的每个体素分开地确定水的T1时间和脂肪的T1时间的一种方法和一种磁共振设备。

背景技术

按照现有技术公知，利用所谓的迪克松方法(Dixon-Methode)进行水和脂肪信号的分离。迪克松方法利用脂肪和水的不同共振频率。由于该不同的共振频率，在水磁化和脂肪磁化之间的相位关系取决于回波时间(在HF激励脉冲和采集的回波之间的时间间隔)。如果现在例如这样选择第一回波时间，使得水磁化和脂肪磁化同相(in-phase)，并且这样选择第二回波时间，使得水磁化和脂肪磁化具有180°的相位关系(opposed-phase)，则对于在第一回波时间采集的磁化M₁成立以下等式(1)并且对于在第二回波时间采集的磁化M₂成立以下等式(2)。

M₁＝W+F        (1)

M₂＝W–F       (2)

在此，W相应于水磁化(即由水分子引起的磁化)并且F相应于脂肪磁化(即由脂肪分子引起的磁化)。等式(1)和(2)可以变形为以下等式(3)和(4)，从而最后确定水磁化W和脂肪磁化F。

W＝(M₁+M₂)/2   (3)

F＝(M₁–M₂)/2  (4)

按照迪克松方法也可以在多于两个不同的回波时间采集回波，以便根据在该回波时间的多于两个磁化分离地确定水磁化和脂肪磁化。在获取多于两个回波时除了两个磁化之外还通常要考虑和/或确定附加的效应，诸如横向T2*弛豫。总之可以说，迪克松方法从至少两个磁化出发，所述磁化在不同的回波时间对于每个体素是确定的或已知的，根据从回波时间已知的、这些磁化的互相的相位关系确定水和脂肪磁化和必要时对于每个体素确定横向的弛豫时间T2*。

然而迪克松方法也具有弱点。例如迪克松方法容易发生T₁弛豫效应。该弱点按照现有技术通常通过采用具有小的翻转角(<10°)的HF激励脉冲来克服，但是这又必须付出小的信噪比的代价。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，确定预定的体积片段中水的T1时间和脂肪的T1时间。

按照本发明，该技术问题通过按照本发明的用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的方法、通过按照本发明的用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的磁共振设备、通过按照本发明的计算机程序产品和通过按照本发明的电子可读数据载体来解决。

从属权利要求定义了本发明的优选的和有利的实施方式。

在本发明的范围内提供了一种用于借助磁共振设备确定检查对象的预定的体积片段中的水的T1时间和脂肪的T1时间的方法。水的或脂肪的T1时间在此被理解为水的或脂肪的纵向弛豫时间。在此该方法包括以下步骤：

●在不同的回波时间接通磁场梯度，以产生梯度回波。换言之采用梯度回波序列，以采集MR数据。

●在两个或更多个不同的回波时间借助具有第一翻转角的HF脉冲采集第一回波。换言之在具有第一翻转角的各一个HF激励脉冲之后的不同的回波时间采集梯度回波。

●根据该第一回波借助迪克松方法对于体积片段的每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化。

●以类似方式在两个或更多个不同的回波时间借助具有第二翻转角的HF脉冲采集第二回波。

●从该第二回波出发，借助迪克松方法对于体积片段的每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化。

●根据属于各自的翻转角的、各自的体素的(第一或第二)水磁化和属于各自的翻转角的、各自的体素的(第一或第二)脂肪磁化以及根据各自的(第一和第二)翻转角，分开地确定或计算对于每个体素的水的T1时间和脂肪的T1时间。

要指出，按照本发明可以的是，在其他翻转角的情况下重复按照本发明的方法，由此对于分别使用的翻转角，对于体积片段的每个体素获得其他的水和脂肪磁化。

按照本发明的方法相应地在不同的回波时间对于多个翻转角采集梯度回波。在此也可以采用更大的翻转角(>10°)。作为中间结果，然后对于不同的回波时间，对于不同的翻转角，对于每个体素分别一个磁化是已知的。当按照本发明的方法利用n个不同的回波时间和m个不同的翻转角工作时，相应地对于每个体素已知n*m个磁化。

通过迪克松方法然后对于每个翻转角，根据n个对于各自的翻转角已知的磁化，确定对于各自的体素的水和脂肪磁化，从而对于每个体素确定的水和脂肪磁化的数量相应于翻转角的数量。

特别地当采用多于四个回波时间来采集第一和第二回波(或其他回波)时，在这些回波时间之间中两个时间上相邻的回波时间可以存在相同的时间间隔(在实践中例如1ms)。这些回波时间于是也可以称为等距的回波时间。在此，这些回波时间中的最短的回波时间有利地相应于由采用的磁共振设备要实现的最短的回波时间。

按照另一个按照本发明的实施方式，这样选择回波时间，使得关于在水信号和脂肪信号之间的相位差得到关于单位圆的均匀分布。为此在水信号和脂肪信号之间的相位差相应于以下等式(5)。

其中f相应于自然数并且n相应于不同的回波时间的数量。

在三个不同的回波时间的情况下相位差或者说相位偏移在第一回波时间为120°(240°)，在第二回波时间为240°(480°)和在第三回波时间为360°(720°)。

按照简化实施方式，按照本发明的方法包括以下步骤：

●接通多个分别具有第一翻转角的HF激励脉冲；

●在具有第一翻转角的一个HF激励脉冲之后的第一回波时间读出梯度回波；

●在具有第一翻转角的一个HF激励脉冲之后的第二回波时间读出梯度回波；

●接通多个分别具有第二翻转角的HF激励脉冲；

●在具有第二翻转角一个的HF激励脉冲之后的第一回波时间读出梯度回波；

●在具有第二翻转角的一个HF激励脉冲之后的第二回波时间读出梯度回波。

在此第二翻转角与第一翻转角不同，并且第一回波时间与第二回波时间不同。

当然也可以采用或使用其他翻转角和其他回波时间。

按照本发明可以在一个HF激励脉冲之后在接通下一个HF激励脉冲之前采集或读出仅一个梯度回波。然而按照本发明也可以在一个或同一个HF激励脉冲之后在接通下一个HF激励脉冲之前读出多个梯度回波。

根据按照本发明的实施方式，方法可以附加地包括以下步骤：

●在具有第一翻转角的一个HF脉冲之后的另一个回波时间读出梯度回波；

●在具有第二翻转角的一个HF脉冲之后的另一个回波时间读出梯度回波；和

●取决于在该另一个回波时间被采集的梯度回波，确定对于每个体素的T2*时间。

该实施方式也可以利用多于两个翻转角进行。该另一个回波时间与(前面)为了确定水的T1时间和脂肪的T1时间而采用的回波时间(例如第一和第二回波时间)不同。

按照现有技术，迪克松方法在使用多于两个回波的情况下允许除了水的T1时间和脂肪的T1时间之外还确定对于水和脂肪假定为相同的T2*时间。在使用多于三个回波的情况下可以对于水和脂肪独立地确定各自的T2*时间。这特别地还导致同时确定的、水的T1时间和脂肪的T1时间的精度的改善。

相应于另一个按照本发明的实施方式，方法包括以下步骤：

●根据在具有第一翻转角的HF脉冲之后的第一回波时间被采集的梯度回波，重建体积片段的第一MR图像。

●根据在具有第一翻转角的HF脉冲之后的第二回波时间被采集的梯度回波，重建体积片段的第二MR图像。

●根据在具有第二翻转角的HF脉冲之后的第一回波时间被采集的梯度回波，重建体积片段的第三MR图像。

●根据在具有第二翻转角的HF脉冲之后的第二回波时间被采集的梯度回波，重建体积片段的第四MR图像。

●将第一、第二、第三和第四图像配准。

●通过迪克松方法根据第一和第二图像的相应体素的数据，确定对于每个体素的第一水磁化和第一脂肪磁化。

●通过迪克松方法根据第三和第四图像的相应体素的数据，确定对于每个体素的第二水磁化和第二脂肪磁化。

该实施方式显示，迪克松方法特别地应用于重建的图像的像素值，其相应于对于每个体素所确定的磁化。在此无关紧要的是，对于各个图像采集哪个K空间片段，只要前面描述的关于回波时间和翻转角的条件得到遵守。换言之，在对于图像中的一个采集梯度回波时可以扫描与在对于图像中的另一个采集梯度回波时不同的K空间片段。

对于每个体素确定的水磁化M_W例如按照以下等式(6)取决于在该体素中对于水的纵向弛豫T_1,W，取决于重复时间或反复时间T_R，取决于该体素中的水密度ρ_W和取决于翻转角α。

$M_W=\frac{1-e^{-T_R/T_{1,W}}}{1-\cos \left(\mathrm{\&alpha;}\right)e^{-T_R/T_{1,W}}}\sin \left(\mathrm{\&alpha;}\right){\mathrm{\&rho;}}_W---\left(6\right)$

以类似方式，对于每个体素确定的脂肪磁化M_F例如按照以下等式(7)取决于在该体素中的T_1,F、重复时间T_R、在该体素中的脂肪密度ρ_F和取决于翻转角α。

$M_F=\frac{1-e^{-T_R/T_{1,F}}}{1-\cos \left(\mathrm{\&alpha;}\right)e^{-T_R/T_{1,F}}}\sin \left(\mathrm{\&alpha;}\right){\mathrm{\&rho;}}_F---\left(7\right)$

等式(6)和(7)的前提条件是，水磁化M_W和脂肪磁化M_F是所谓的稳态信号。在此稳态信号是在磁化时在动态均衡中被测量的信号。

当呈现对于至少两个测量的具有不同的翻转角、但是具有相同的重复时间T_R的水磁化和脂肪磁化时，根据等式(6)和(7)对于每个体素不仅可以确定水的T1时间T_1,W和脂肪的T1时间T_1,F，而且也可以确定水密度ρ_W和脂肪密度ρ_F。密度在此特别地被理解为质子密度(通常按照分子单元测量)。因为水的和脂肪的T1时间已知，所以水密度或脂肪密度分别是由T1时间释放的水密度或脂肪密度(即，确定的水密度或脂肪密度是去除了T1效应的)。因为回波的测量取决于许多特征(例如接收天线的敏感性)，所以水密度或脂肪密度在此特别地按照同一个单位被测量，然而该单位是未知的。

然而出于该原因，确定的水密度和脂肪密度适合于按照以下等式(8)和(9)确定在相应的体素中的水分量WA和脂肪分量FA。

$\mathrm{WA}=\frac{{\mathrm{\&rho;}}_W}{{\mathrm{\&rho;}}_W+{\mathrm{\&rho;}}_F}---\left(8\right)$

$\mathrm{FA}=\frac{{\mathrm{\&rho;}}_F}{{\mathrm{\&rho;}}_W+{\mathrm{\&rho;}}_F}---\left(9\right)$

在这些等式中(其中水密度的ρ_W和脂肪密度的ρ_F相应)，有利地从中消去对于水密度和脂肪密度相同但未知的、密度的单位并且确定组织中水或脂肪的分量。

为了确定水的T1时间和脂肪的T1时间以及必要时水密度和脂肪密度，特别地将对不同的翻转角确定的、磁化的水分量和脂肪分量单独地拟合(匹配)到等式(6)和等式(7)中的各自的信号模型。为此通常建立优化函数，其描述数据与信号模型的一致性并且其取决于各自的弛豫时间(T1时间)和各自的质子密度(水密度或脂肪密度)。除了别的之外为此提供在数据和信号模型之间的Lp范数或卡方(Chi-Quadrat)。这些表达式可以利用多种多样的数值算法来优化，其中在许多情况中使用Marquardt-Levenberg算法。

示例的数值有效的技术在于，将表达式Σ_i(M/tan(α_i)*y+x-M/sin(α_i))²在变量x和y方面优化，其中M代表磁化并且下标i关于所有测量的翻转角α_i累加。在假定等式(6)或(7)的条件下可以如下表达确定的变量x和y：x＝(1-exp(-TR/T1))ρ和y＝exp(-TR/T1))。利用已知的重复时间TR可以从中计算T1(T1时间)和ρ(水密度或脂肪密度)。在对于水和脂肪单独执行该方法时可以分别确定对于水的T1时间T_1,W、对于脂肪的T1时间T_1,F、水密度ρ_W和脂肪密度ρ_F。

为了改进按照本发明的方法可以确定实际的翻转角并且为了确定水的T1时间和脂肪的T1时间而采用该实际的翻转角，以替代为了产生HF激励脉冲而设置的翻转角。为此可以利用特定的测量序列对于每个体素从同一个对于该测量序列的HF激励脉冲被设置的额定翻转角β_nom出发，确定实际的翻转角，从而几乎建立对于预定的体积片段的翻转角图。根据以下等式(10)，

$\mathrm{\&alpha;}\left(x\right)={\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{nom}}\frac{\mathrm{\&beta;}\left(x\right)}{{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{nom}}}---\left(10\right)$

然后可以对于每个体素x，取决于对于当前的HF激励脉冲而设置的翻转角α_nom、取决于对于特定的测量序列而设置的额定翻转角β_nom和取决于通过测量序列确定的、对于相应的体素的翻转角β(x)计算实际的翻转角α(x)。

通过采用实际的翻转角而不是采用设置的(例如第一或第二)翻转角，可以有利地更精确地对于水和脂肪进行对每个体素的对水的T1时间和脂肪的T1时间的确定和必要时对每个体素的对密度的确定。

本发明组合了迪克松方法和为了确定T1时间而公知的方法，以便单独地对每个体素确定水的T1时间和脂肪的T1时间。通过本发明，可以有利地消除迪克松方法的相对于B1不均匀性的敏感性，从而水和脂肪的T1时间几乎不受呈现的B1不均匀性的影响。

此外利用本发明还可以对每个体素，单独地对于水和脂肪确定密度。

为了确定水的T1时间和脂肪的T1时间，必须在至少两个不同的回波时间分别对于至少两个不同的翻转角采集回波。如果附加地要考虑或确定T2*时间，则必须在至少三个不同的回波时间分别对于不同的翻转角确定回波。

在本发明的范围内还提供一种用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的磁共振设备。在此磁共振设备包括基本场磁体、梯度场系统、一个或多个HF天线和控制装置，该控制装置用于控制梯度场系统和HF天线，用于接收由HF天线记录的测量信号，用于评估测量信号以及用于建立MR数据。磁共振设备被这样构造，使得磁共振设备接通多个双极的磁场梯度(Gx)，以产生梯度回波(34)，接通具有第一翻转角和具有与第一翻转角不同的第二翻转角的HF脉冲(31)，从具有第一翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第一回波(34)，以便按照迪克松方法根据第一回波(34)对于体积片段的每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化，从具有第二翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第二回波(34)，以便按照迪克松方法根据第二回波(34)对于体积片段的每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化，并且根据各自的体素的第一水磁化、各自的体素的第一脂肪磁化、第一翻转角、各自的体素的第二水磁化、各自的体素的第二脂肪磁化和第二翻转角确定各自的体素的水的T1时间和脂肪的T1时间。

按照本发明的磁共振设备的优点基本上相应于事先已经详细描述的按照本发明的方法的优点，从而在此不再重复。

此外本发明还描述了一种计算机程序产品，尤其是一种可以加载到可编程控制装置或磁共振设备运算单元的存储器之中的软件。当所述计算机程序产品在控制装置中运行时，就可以将其用来执行本发明所述方法的所有实施方式或者以上所述的各种实施方式。所述计算机程序产品可能需要一些程序资源(例如程序库和辅助功能)，以便实现所述方法的相应实施方式。换句话说，本发明所述的计算机程序产品是能够执行本发明所述方法的某一种实施方式或者上述实施方式的软件。所述软件可以是一种尚待编译、连接或仅须翻译的源代码(例如C++)，或者是只要加载到相应运算单元或控制装置之中即可执行的软件代码。

本发明最终还公开了一种电子可读的数据载体，例如保存有电子可读控制信息尤其是软件(参见上述说明)的DVD、磁带或者USB棒。当从数据载体上读出这些控制信息(软件)并且将其保存到控制装置或者磁共振设备的运算单元之中时，就可以执行上述方法的所有本发明所述实施方式。

本发明尤其适合用来重建MR图像，在所述MR图像中非常精确地对于每个体素区分水信号和脂肪信号。当然本发明并非仅限于这些优选应用领域，而是原则上也可用来非常精确地对每个体素确定水和脂肪的T1时间以及水密度和脂肪密度。

附图说明

以下借助按照本发明的实施方式在参考附图的情况下详细描述本发明。附图中：

图1示出了按照本发明的磁共振设备，

图2示出了用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的按照本发明的序列，

图3示出了用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的另一个按照本发明的序列，和

图4示出了用于确定水的T1时间和脂肪的T1时间的按照本发明的流程图。

具体实施方式

图1示意性示出了磁共振设备5(磁共振成像或核自旋断层造影设备)。在此基本场磁体1产生时间上恒定的强磁场，用于极化或对齐对象O的(例如人体的待检查的部位的)体积片段中的核自旋，所述对象卧于检查台23上在磁共振设备5中被检查。在典型的球形测量空间M中定义为核自旋共振测量所需的、基本磁场的高均匀性，人体的待检查的部位布置在该测量空间。为了支持均匀性要求并且特别是为了消除时间上不可变的影响，在合适的位置安装由铁磁材料构成的所谓的匀场片(Shim-Blech)。通过匀场线圈2来消除时间上可变的影响。

在基本场磁体1中采用由三个子线圈组成的圆柱形的圆柱形梯度场系统3。由放大器给每个子线圈提供用于在笛卡尔坐标系的各个方向上产生线性(而且时间上可变的)梯度场的电流。在此，梯度场系统3的第一子线圈产生x方向上的梯度G_x，第二子线圈产生y方向上的梯度G_y，并且第三子线圈产生z方向上的梯度G_z。放大器包括数模转换器，该数模转换器由用于时间正确地产生梯度脉冲的序列控制装置18控制。

一个(或多个)高频天线4位于梯度场系统3内，该高频天线将由高频功率放大器给出的高频脉冲转换为用于待检查的对象O或者对象O的待检查区域的核的激励以及核自旋的对齐的交变磁场。每个高频天线4由一个或多个HF发送线圈和以组件线圈的环形、优选线性或矩阵形的布置形式的一个或多个HF接收线圈组成。各个高频天线4的HF接收线圈也将由进动的核自旋所发出的交变场(即通常由一个或多个高频脉冲和一个或多个梯度脉冲组成的脉冲序列引起的核自旋回波信号)转换为电压(测量信号)，该电压经过放大器7被传输到高频系统22的高频接收通道8。作为磁共振设备5的控制装置10的部分的高频系统22还包括发送通道9，在该发送通道9中产生用于激励核磁共振的高频脉冲。在此，将各个高频脉冲根据由设备计算机20预先给出的脉冲序列在序列控制装置18中数字地表示为复数的序列。该数列作为实部和虚部分别经过输入端12被传输到高频系统22中的数模转换器并且从该数模转换器被传输到发送通道9。在发送通道9中将脉冲序列加调制到高频载波信号上，后者的基频对应于中频。

通过发送-接收转接器6进行发送运行和接收运行的切换。高频天线4的HF发送线圈将用于激励核自旋的高频脉冲入射到测量空间M，并且通过HF接收线圈探测所形成的回波信号。相应获得的核共振信号在高频系统22的接收通道8′(第一解调器)中被相位敏感地解调到中间频率，并且在模数转换器(ADC)中被数字化并且经过输出端11被输出。该信号还被解调到频率0。到频率0的解调和到实部和虚部的分解在数字范围中的数字化之后在第二解调器8中进行。通过图像计算机17从这样获得的测量数据中重建MR图像或三维图像数据组。通过设备计算机20进行测量数据、图像数据和控制程序的管理。序列控制装置18根据利用控制程序的预定值控制各个期望的脉冲序列的产生和k空间的相应扫描。在此，序列控制装置18特别地控制梯度的时间正确的切换、具有定义的相位和振幅的高频脉冲的发送以及核共振信号的接收。由合成器19提供用于高频系统22和序列控制装置18的时间基准。例如存储在DVD21上的、用于产生MR图像的相应的控制程序的选择，以及产生的MR图像的显示，通过包括键盘15、鼠标16和显示屏14的终端13来进行。

图2示出了按照本发明的梯度回波序列。在开始接通具有翻转角α的HF激励脉冲31，而同时层选择梯度Gz是激活的。通过在HF激励脉冲31之后改变层选择梯度Gz的极性来撤销在激励时形成的相位特性。同时通过接通频率编码梯度Gx来将自旋展开成扇形(频率编码梯度Gx的该部分也作为重绕机(Rewinder)32已知)。同样在HF激励脉冲31之后接通的相位编码梯度Gy用于位置编码。通过改变频率编码梯度Gx的极性将前面展开成扇形的自旋又置为或重聚相位为同相，由此产生梯度回波34。在频率编码梯度Gx(图2中)具有其正的极性期间，采集测量数据，以便在x方向上读出K空间行。

在频率编码梯度Gx之后或在采集测量数据之后接通扰相梯度32，以便消除横向磁化。在该扰相梯度32之后接通下一个HF激励脉冲31，由此开始梯度回波序列的另一个周期。

回波时间TE由HF激励脉冲31至梯度回波34测量，其在频率编码梯度Gx的正的分量(按照图2)的时间上的中间中出现。重复时间或反复时间TR确定在两个时间上相邻的HF激励脉冲31之间的时间间隔。

在图3中示出了另一个按照本发明的梯度回波序列。为了简化，在图3中仅在一个轴上示出了频率编码梯度和扰相梯度。人们认识到，与图2不同地，从同一个HF激励脉冲31出发(图3最左边)采集三个梯度回波41-43。为此以与图2类似的方式在HF激励脉冲31之后在频率编码梯度改变其极性之前接通所谓的重绕机33，以便采集第一梯度回波41的测量数据。在频率编码梯度再一次改变极性之后采集第二梯度回波42的测量数据并且最后在频率编码梯度再一次改变极性之后采集第三梯度回波43的测量数据。

重绕机33仅在开始或直接在HF激励脉冲31之后被需要，因为几乎在极性的各自的改变之后频率编码梯度的第二个一半对于下一个待采集的梯度回波起到该重绕机的作用。

利用在图2中示出的梯度回波序列在HF激励脉冲31之后仅采集一个梯度回波，而在图3中示出的梯度回波序列中以回波时间T_E1至T_E3采集三个梯度回波41-43。为了利用在图2中示出的梯度回波序列采集与在图3中示出的梯度回波序列的情况下相同的测量数据，必须相应地将在图2中示出的梯度回波序列执行三次，其中频率编码梯度Gx必须被这样设置，使得一次在回波时间T_E1产生并采集梯度回波，一次在回波时间T_E2产生并采集梯度回波并且一次在回波时间T_E3产生并采集梯度回波。

要指出的是，或者可以利用层选择梯度Gz(参见图2)或者可以利用另一个相位编码梯度Gz(在图中未示出)工作。

图4示出了按照本发明的方法的流程图。

在第一步骤S1中接通具有第一翻转角的梯度回波序列，这意味着，接通的HF激励脉冲31具有第一翻转角。在第二步骤S2中在第一回波时间并且在与之不同的第二回波时间采集第一回波(更确切来说是梯度回波)。以类似方式在第三步骤S3中接通具有与第一翻转角不同的第二翻转角的梯度回波序列，这意味着，接通的HF激励脉冲31具有第二翻转角。在第四步骤S4中在第一回波时间和在第二回波时间采集第二回波。

在第五步骤S5中从第一回波和第二回波重建四个MR图像。更确切地说根据从具有第一翻转角的HF激励脉冲31出发在第一回波时间被采集的回波，重建第一MR图像，并且根据从具有第一翻转角的HF激励脉冲31出发在第二回波时间被采集的回波，重建第二MR图像。同样也根据从具有第二翻转角的HF激励脉冲31出发在第一回波时间被采集的回波重建第三MR图像，并且根据从具有第二翻转角的HF激励脉冲31出发在第二回波时间被采集的回波重建第四MR图像。

现在在步骤S6中从第一图像和第二图像借助迪克松方法对于每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化。以类似方式在步骤S7中从第四图像和第四图像借助迪克松方法对于每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化。

例如根据等式(6)和(7)可以在步骤S8中根据第一和第二水磁化以及第一和第二脂肪磁化，分开地对于体积片段的每个体素确定水密度、脂肪密度和水和脂肪的T1时间。

Claims (15)

1.一种用于借助磁共振设备(5)确定检查对象(O)的预定的体积片段中的水的T1时间和脂肪的T1时间的方法，其中所述方法包括以下步骤：

在多个回波时间(T_E1-T_E3)接通磁场梯度(G_x)，以产生梯度回波(34)；

从具有第一翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第一回波(34)；

根据该第一回波(34)按照迪克松方法对于体积片段的每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化；

从具有第二翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第二回波(34)；

根据该第二回波(34)，按照迪克松方法对于体积片段的每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化；和

根据各自的体素的第一水磁化、各自的体素的第一脂肪磁化、第一翻转角、各自的体素的第二水磁化、各自的体素的第二脂肪磁化和第二翻转角，对于每个体素确定水的T1时间和脂肪的T1时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在用以采集第一回波和/或第二回波的至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)中两个时间上相邻的回波时间之间存在相同的时间间隔。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

这样选择所述时间间隔，使得在所述时间间隔期间出现的在水信号和脂肪信号之间的相位差相应于以下等式

其中f相应于自然数并且n相应于所述至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)的数量。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

接通多个具有第一翻转角的HF脉冲(31)，

在具有第一翻转角的一个HF脉冲(31)之后的第一回波时间(T_E1)读出回波(34)，

在具有第一翻转角的一个HF脉冲(31)之后的第二回波时间(T_E2)读出回波(34)，

接通多个具有第二翻转角的HF脉冲(31)，

在具有第二翻转角的一个HF脉冲(31)之后的第一回波时间(T_E1)读出回波(34)，并且

在具有第二翻转角的一个HF脉冲(31)之后的第二回波时间(T_E2)读出回波(34)，

其中所述第二翻转角与第一翻转角不同，并且

所述第一回波时间(T_E1)与第二回波时间不同(T_E2)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

在同一个HF脉冲(31)之后在接通下一个HF脉冲(31)之前采集多个回波(34)。

6.根据权利要求4或5所述的方法，

所述方法还包括以下步骤：

在具有第一翻转角的一个HF脉冲(31)之后的另一个回波时间(T_E3)读出回波(34)，并且

在具有第二翻转角的一个HF脉冲(31)之后的另一个回波时间(T_E3)读出回波(34)，

其中该另一个回波时间(T_E3)与所述第一回波时间(T_E1)和所述第二回波时间(T_E2)不同，并且

根据在该另一个回波时间(T_E3)被采集的回波(34)，确定对于每个体素的T2*时间。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，

根据在具有第一翻转角的HF脉冲(31)之后的第一回波时间(T_E1)被采集的回波(34)，重建体积片段的第一图像，

根据在具有第一翻转角的HF脉冲(31)之后的第二回波时间(T_E2)被采集的回波(34)，重建体积片段的第二图像，

根据在具有第二翻转角的HF脉冲(31)之后的第一回波时间(T_E1)被采集的回波(34)，重建体积片段的第三图像，

根据在具有第二翻转角的HF脉冲(31)之后的第二回波时间(T_E2)被采集的回波(34)，重建体积片段的第四图像，

将所述第一图像、所述第二图像、所述第三图像和所述第四图像彼此配准，

通过迪克松方法根据第一图像和第二图像的体素的数据，确定对于每个体素的第一水磁化和第一脂肪磁化，并且

通过迪克松方法根据第三图像和第四图像的体素的数据，确定对于每个体素的第二水磁化和第二脂肪磁化。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

从以下对于水磁化M_W的等式出发

$M_W=\frac{1-e^{-T_R/T_{1,W}}}{1-\cos \left(\mathrm{\&alpha;}\right)e^{-T_R/T_{1,W}}}\sin \left(\mathrm{\&alpha;}\right){\mathrm{\&rho;}}_W$

和从以下对于脂肪磁化M_F的等式出发

$M_F=\frac{1-e^{-T_R/T_{1,F}}}{1-\cos \left(\mathrm{\&alpha;}\right)e^{-T_R/T_{1,F}}}\sin \left(\mathrm{\&alpha;}\right){\mathrm{\&rho;}}_F$

确定水的T1时间T_1,W和脂肪的T1时间T_1,F，

其中T_R是在两个时间上相继跟随的HF脉冲(31)之间的时间间隔，

其中ρ_W是在该体素中的水密度，

其中ρ_F是在该体素中的脂肪密度，并且

其中α是翻转角。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

根据各自的体素的第一水磁化、各自的体素的第一脂肪磁化、第一翻转角、各自的体素的第二水磁化、各自的体素的第二脂肪磁化和第二翻转角，确定对于各自的体素的水密度和脂肪密度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

根据水密度ρ_W和脂肪密度ρ_F借助以下等式确定各自的体素中的水分量WA

$\mathrm{WA}=\frac{{\mathrm{\&rho;}}_W}{{\mathrm{\&rho;}}_W+{\mathrm{\&rho;}}_F}$

和/或

根据水密度ρ_W和脂肪密度ρ_F借助以下等式确定各自的体素中的脂肪分量FA

$\mathrm{FA}=\frac{{\mathrm{\&rho;}}_F}{{\mathrm{\&rho;}}_W+{\mathrm{\&rho;}}_F}.$

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，

执行测量序列，在所述测量序列中，从具有相同的翻转角β_nom的HF激励脉冲出发确定在各自的体素x的情况下设置的翻转角β(x)，

利用以下等式

$\mathrm{\&alpha;}\left(x\right)={\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{nom}}\frac{\mathrm{\&beta;}\left(x\right)}{{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{nom}}}$

根据为了采集回波(34)而分别接通的具有翻转角α_nom的HF脉冲(31)计算各自的体素中的实际的翻转角α(x)，并且

在确定水的T1时间和脂肪的T1时间时分别替代所述第一和第二翻转角采用该实际的翻转角。

12.一种用于确定检查对象(O)的预定的体积片段中的水的T1时间和脂肪的T1时间的磁共振设备，其中所述磁共振设备(5)包括基本场磁体(1)、梯度场系统(3)、至少一个HF天线(4)和控制装置(10)，该控制装置用于控制所述梯度场系统(3)和所述至少一个HF天线(4)，用于接收由所述至少一个HF天线(4)记录的测量信号，用于评估所述测量信号以及用于建立磁共振数据，

其中所述磁共振设备(5)被构造为用于接通多个磁场梯度(Gx)，以产生多个梯度回波(34)，用于接通具有第一翻转角和具有与第一翻转角不同的第二翻转角的HF脉冲(31)，用于从具有第一翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第一回波(34)，以便按照迪克松方法根据所述第一回波(34)对于体积片段的每个体素确定第一水磁化和第一脂肪磁化，用于从具有第二翻转角的HF脉冲(31)出发在至少两个不同的回波时间(T_E1-T_E3)采集第二回波(34)，以便按照迪克松方法根据所述第二回波(34)对于体积片段的每个体素确定第二水磁化和第二脂肪磁化，并且用于根据各自的体素的第一水磁化、各自的体素的第一脂肪磁化、第一翻转角、各自的体素的第二水磁化、各自的体素的第二脂肪磁化和第二翻转角确定各自的体素的水的T1时间和脂肪的T1时间。

13.根据权利要求12所述的磁共振设备，其特征在于，所述磁共振设备(5)被构造为用于执行按照权利要求1至11中任一项所述的方法。

14.一种计算机程序产品，其包括程序并且能够直接加载到磁共振设备(5)的可编程控制装置(10)存储器之中，包括在程序在磁共振设备(5)的控制装置(10)中运行时用于执行根据权利要求1至11中任一项所述方法的所有步骤的程序资源。

15.一种电子可读的数据载体，包括存储在其上的电子可读控制信息，当在磁共振设备(5)的控制装置(10)中使用所述数据载体(21)时，所述控制信息可执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。