CN105093144A - 借助全身线圈和局部发送线圈的组合建立磁共振图像 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在MR设备中用MR成像序列建立检查对象的MR图像的方法，具有如下步骤：在成像序列期间通过MR设备的全身线圈(21)入射至少一个HF脉冲(3，4)，在成像序列期间通过局部发送线圈(21)入射至少一个HF脉冲(5)，读取通过所入射的HF脉冲(3，4，5)产生的MR信号，从所读取的MR信号中建立MR图像。

Description

借助全身线圈和局部发送线圈的组合建立磁共振图像
技术领域
本发明涉及一种方法和一种装置，其允许在MR设备中，通过在由全身线圈和局部发送线圈组成的组合装置中的特定的MR成像序列将检查对象激发为使得在信号的高品质的条件下将检查对象中的SAR(特定吸收率)最小化。
背景技术
在医学MR诊断中存在不同的方法来将信号质量和信号的对比度最大化。这些方法通常要求使用高场强的HF磁场。尤其在用于激发信号和用于在检查对象的整个体积上进行重聚焦的HF场中，在此出现通过检查对象对所入射的能量的部分吸收和由此出现发热。对于该吸收或者发热的度量是特定吸收率(SAR)。为了避免强发热，存在SAR的法定边界值，其规定了在特定质量的对象中应该施加何种最大能量功率。为了避免超过该边界值，按照现有技术使用这样的MR设备，其对于检查对象的特定部分使用局部体积线圈来产生HF场。该局部体积线圈是空间上受限的并且因此具有更小的SAR。它们适用于能够完全被体积线圈围绕的身体区域。对此的示例是用于膝部或头部的局部体积线圈。此外，局部体积线圈可以通过减小待编码的测量区域来减少编码时间，这会显著缩短检查的总持续时间。
在特定的成像，例如在植入物、化学位移伪影或分光镜中，局部发送线圈具有的优点是可以产生空间上受限的、尽可能高的幅度和带宽。然而在局部体积线圈的场的边缘通常就已经显示出场强的可见衰减。
而如果检查对象是无法围绕或者难以围绕的身体部分，则不能使用局部体积线圈。因此，必须容忍重聚脉冲的更低的强度，这导致对成像质量的限制。
至今已知的用于将信号的质量和对比度最大化的方法一方面要求尽可能高的HF场强，另一方面在此出现检查对象的增大的发热。
将进行发送的TX表面线圈用于激发检查区域的有限的部分能够实现低SAR，然而具有严重的缺点，即，它不能产生足够均匀的激发场。然而尽可能均匀的激发场是必要的，因为仅由此才能产生具有高对比度和高质量的MR图像。因此，进行发送的TX表面线圈在实践中几乎不用于激发检查对象。从成像序列的观点来看，不均匀的激发场导致成像体积上的翻转角的变化，这又不利地影响图像对比度和信噪比。然而值得期望的是，同时获得尽可能恒定、良好限定的对比度和尽可能高的信噪比。
使用空间上受限的体积线圈解决了该问题，然而由此仅能检查检查对象的能够完全被体积线圈围绕的部分。其它部分诸如肩膀、臀部或者脊椎不能被体积线圈围绕，由此，基于空间上受限的线圈的检查会困难很多。
发明内容
本发明因此提出了这样的任务，即，提供一种方法，其能够在维持SAR的所规定的边界值的条件下激发检查对象的任意部分并且同时实现高质量的成像。
根据本发明，该任务通过用于信号激发、信号读取和在检查对象中建立MR图像的方法以及用于信号激发、信号读取和建立MR图像的装置解决。
首先，在成像序列期间通过全身线圈在整个检查对象上入射至少一个磁性HF脉冲。该步骤的优点在于，通过全身线圈进行的入射允许实现对检查对象尽可能均匀的激发。
此后，通过局部发送线圈入射至少一个HF脉冲。该脉冲有利地用于将在激发后以不同相位进动并且由此散开的自旋翻转为使得它又聚合并且由此可以产生回波信号。在下一步骤中，从所读取的MR数据中建立MR图像。
在一个优选的实施例中，成像序列包含读取模块，在该读取模块中入射至少一个HF重聚脉冲以产生自旋回波，其中，用局部发送线圈入射该至少一个HF重聚脉冲。激发脉冲与一个或多个HF重聚脉冲的组合是快速自旋回波序列。
在一个优选的实施例中，HF重聚脉冲可以这样形成，即，它以在150和180度之间的翻转角激发检查对象。该步骤的优点在于，重聚脉冲是用局部发送线圈入射的并且由此将通过检查对象对所入射的能量的吸收(SAR，特定吸收率)和由此将对检查对象的发热最小化。
在另一优选实施例中，成像序列包含在读取模块之前的准备模块，在该准备模块中，至少一个HF激发脉冲准备检查对象的磁化，并且该至少一个HF激发脉冲是由全身线圈入射的。HF激发脉冲将自旋从平衡位置旋转90度而到了进动的激发脉冲的磁场方向的平面中。
HF激发脉冲有利地是通过全身线圈发送的，因为全身线圈构建均匀的磁场并且由此可以尽可能均匀地激发整个检查区域，并且由此MR图像的质量是尽可能高的。在另一实施例中，准备模块可以包含HF准备脉冲用于抑制读取模块中的所不希望的MR信号分量。HF准备脉冲是由全身线圈入射的。由此有利地实现了：检查对象在MR成像中具有改进的对比度并且降低了所不希望的MR信号的干扰性影响。
所提出的用于执行该方法的MR设备如上面描述那样工作并且包括全身线圈和局部发送线圈，其构建为产生HF脉冲。此外，MR设备包括接收线圈，其构建为接收来自检查对象的自旋回波。
此外，MR设备具有HF控制单元，其控制全身线圈和局部发送线圈的HF脉冲。在此，HF控制单元将线圈控制为使得全身线圈在成像序列期间入射至少一个HF脉冲并且局部发送线圈在成像序列期间入射至少一个HF脉冲。
此外，MR设备具有图像计算机，其从所接收的自旋回波中计算MR图像。借助该装置有利地实现了，MR图像具有高质量和同时最小化的SAR。
局部发送线圈在检查区域内可以自由定位。由此有利地实现了检查对象的用局部体积线圈无法到达或者难以到达的部分可以被HF脉冲辐射到。由此，本领域技术人员例如可以将HF重聚脉冲入射到检查对象的一个部分中并且由此将检查对象的SAR最小化。
成像序列规定了，HF控制单元如何控制全身线圈和局部发送线圈以及如上面描述那样进行工作。
根据本发明的装置和方法的用户由此有利地能够使得空间上不能被体积线圈围绕的检查区域个别地经受成像序列。在此，用于入射磁性重聚脉冲的局部发送线圈构建为使得磁场是在空间上受限的并且仅作用于该检查区域。这允许本领域技术人员在维持最大允许的SAR的条件下将所入射的重聚脉冲的幅度最大化并且由此提高了来自该检查区域的信号的质量。同时将在检查对象中的能量吸收(SAR)和由此将伴随的检查对象的发热最小化。
附图说明
下面参考附图详细描述根据本发明的实施形式。
图1示出了根据本发明的MR设备的示意图。
图2示出了不同的模块和HF脉冲的图示。
图3示出了方法的根据本发明的流程的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的MR设备的示意图。在此，主磁体30产生随时间恒定的强磁场，用于极化或者对齐在检查对象20中的核自旋。
检查对象20现在在桌台31上被推进MR设备。在MR设备中，全身线圈21产生HF场以产生HF激发脉冲和HF准备脉冲，其为在图2中示出的激发模块的部分。
图1还示出了局部发送线圈/接收线圈22，其构建为覆盖或者部分地围绕检查对象20的特定部分。此外，局部发送线圈/接收线圈22可以在检查区域内自由定位。在MR设备的根据本发明的实施形式中由此实现了可以用简单的方式覆盖检查对象20的难以接近的部分。检查对象的这种难以接近的部分，诸如脊椎、臀部或者肩膀，无法被固定安装的局部发送线圈覆盖或者难以被其覆盖。而局部发送线圈/接收线圈22的可自由运动性可以用于检查检查对象20的难以接近的部分。
图1还示出了MR设备的控制，其具有HF控制单元24、图像序列控制器26、梯度控制器28、图像计算机25、存储单元27、显示单元32和输入单元29。
HF控制单元24控制全身线圈21和局部发送线圈/接收线圈22的HF脉冲。在此，HF控制单元24将HF脉冲选择为使得全身线圈和局部发送线圈/接收线圈22在成像序列期间分别入射至少一个HF脉冲。
图像序列控制器26规定了HF准备脉冲、HF激发脉冲和HF重聚脉冲的宽度、幅度和数目的情况。
图1还示出了梯度控制器28，其用于控制主磁场的梯度。为了存储HF信号的数据，MR设备具有存储单元27。为了由用户操作MR设备，将输入单元29耦合至MR设备。
此外存在图像计算机25，其分析HF信号并且将其准备为使得它可以在MR图像中示出。显示单元32示出了MR图像。
图2示出了由MR设备中的成像序列产生的不同模块和脉冲。准备模块1首先包含HF激发脉冲4。该HF激发脉冲4构建为使得其均匀地激发检查对象的整个体积，从而所有自旋旋转90度而到了HF激发脉冲4的磁场的平面中。自旋的到磁场的平面中的尽可能精确的对齐引起了成像质量的改进。
图2还示出了在一个优选的实施形式中可以在HF激发脉冲4之前入射的HF准备脉冲3。该HF准备脉冲3构建为使得它将在特定的组织部分、例如脂肪组织中的自旋激发为使得它在整个成像序列中产生尽可能小的MR信号。由此减小了来自干扰成像序列的或者不重要的组织部分的MR信号。
此外，图2示出了读取模块2，其包含至少一个HF重聚脉冲5。该至少一个HF重聚脉冲5用于将所对齐的、在激发后以不同相位进动并且因此散开的自旋翻转150-180度，从而它们又聚合并且于是产生MR信号。
在图2中精确示出了HF准备脉冲3、HF激发脉冲4和HF重聚脉冲5的情况。在此，HF重聚脉冲5具有尽可能高的幅度和短的脉冲持续时间，以提高HF信号的质量。在此，将检查对象的SAR(特定吸收率)最小化，因为它是由局部发送线圈/接收线圈入射的并且因此仅在检查对象的有限部分中起作用。HF激发脉冲4是用全身线圈入射的并且因此影响整个检查对象。相应地，SAR可以达到高的值，这使得将幅度选择得比HF重聚脉冲5小。
借助该装置有利地实现了，可以产生高质量和同时SAR(特定吸收率)最小化的MR图像。
HF准备脉冲3被选择为使得它减弱来自检查对象的所不希望的信号。在一个实施形式中，可以将HF准备脉冲3的特性选择为使得其具有长脉冲持续时间和低幅度。其它实施形式同样是可能的。
如在图2中示出的，成像序列可以具有通过HF脉冲3进行的对比度准备。该用于对比度产生的HF脉冲可以用全身线圈来发送，以便实现尽可能均匀的对比度，而读取模块用局部线圈来发送以便实现局部线圈的优点，如降低的SAR、用于缩短测量时间的减小的成像体积和通过对局部线圈的提高的B1幅度进行利用的较短脉冲进行的更快速成像。而在另一实施形式中，成像序列可以是没有HF脉冲3而仅具有HF脉冲4和5的快速自旋回波序列。因为激发脉冲由于为90度的小翻转角和更小的使用频度而从B1幅度和SAR角度来看较不关键，所以该脉冲有利地用全身线圈发送。重聚脉冲的翻转角却对图像质量影响更小，因为更低的翻转角虽然减小直接的自旋回波的信号，但是这通过由于刺激的回波而增加的信号分量而被至少部分地补偿。通过用局部线圈入射重聚脉冲可以引起SAR，其中序列的总SAR被重聚脉冲的该SAR占主导。同样，图像质量可以通过具有更高B1幅度的更短的脉冲来改进。
图3示出了用于建立MR图像的根据本发明的方法的流程图。在此，在第一步骤S1中，规定了成像序列，而成像序列规定了HF脉冲的数目和特性。在步骤S2中，该方法确定了是用全身线圈还是用局部发送线圈/接收线圈发送不同的HF脉冲。此后，在步骤S3中实施成像序列，其中使用在步骤S1中规定的HF脉冲序列。在步骤S4中读取和存储所产生的MR信号。在步骤S5中最后基于来自步骤S4的数据建立MR图像。

Claims (15)

1.一种用于在MR设备中用MR成像序列建立检查对象的MR图像的方法，具有如下步骤：
-在所述成像序列期间通过MR设备的全身线圈(21)入射至少一个HF脉冲(3，4)，
-在所述成像序列期间通过MR设备的局部发送线圈(21)入射至少一个HF脉冲(5)，
-读取通过所入射的HF脉冲(3，4，5)产生的MR信号，
-从所读取的MR信号中建立MR图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像序列包含读取模块(2)，在该读取模块中入射至少一个HF重聚脉冲(5)以产生自旋回波，其中，所述至少一个HF重聚脉冲(5)是用所述局部发送线圈(22)入射的。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述读取模块中入射多个HF重聚脉冲(5)以产生多个自旋回波，其中，所述多个HF重聚脉冲(5)是用所述局部发送线圈(22)入射的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述成像序列包含在读取模块(2)之前的准备模块(1)，在所述读取模块中读取MR信号之前，在所述准备模块中通过入射至少一个HF激发脉冲(4)来准备检查对象(20)的磁化，以及
用所述全身线圈(21)入射所述至少一个HF激发脉冲(4)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述准备模块(1)包含用所述全身线圈(21)入射的HF激发脉冲(4)，以便将检查对象(20)的磁化从平衡位置中偏转以产生MR信号。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述准备模块(1)包含用所述全身线圈(21)入射的HF准备脉冲(3)，用于抑制在所述读取模块(2)中的所不希望的信号分量。
7.一种用于建立检查对象的MR图像的MR设备，其具有：
-全身线圈(21)，其构建为用于产生HF脉冲(3，4)，
-局部发送线圈/接收线圈(22)，其构建为用于产生HF重聚脉冲(5)和接收来自检查对象(20)的回波信号，
-HF控制单元(24)，其构建为，控制所述全身线圈(21)的HF脉冲(3，4)和所述局部发送线圈/接收线圈(22)的HF脉冲(5)，其中，所述HF控制单元(24)在选择成像序列后将所述全身线圈(21)和所述局部发送线圈/接收线圈(22)控制为使得
所述全身线圈(21)在所述成像序列期间入射至少一个HF脉冲(4)，以及
所述局部发送线圈/接收线圈(22)在所述成像序列期间入射至少一个HF脉冲(5)，
-图像计算机(25)，其从所接收的回波数据中计算MR图像。
8.根据权利要求7所述的MR设备，其特征在于，
所述成像序列包含读取模块(2)，其中，所述HF控制单元(24)将所述局部发送线圈/接收线圈(22)控制为使得所述局部发送线圈/接收线圈(22)入射至少一个HF重聚脉冲(5)以用于产生自旋回波。
9.根据权利要求7或8所述的MR设备，其特征在于，
所述读取模块(2)包含多个HF重聚脉冲(5)，其中，所述HF控制单元(24)将所述局部发送线圈/接收线圈(22)控制为使得所述局部发送线圈/接收线圈(22)入射多个HF重聚脉冲(5)以用于产生多个自旋回波。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的MR设备，其特征在于，
所述成像序列包含在所述读取模块(2)之前的准备模块(1)，其中，所述HF控制单元(24)将所述全身线圈(21)控制为使得所述全身线圈(21)通过入射至少一个HF脉冲(4)来准备检查对象(20)的磁化。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的MR设备，其特征在于，
所述准备模块(1)包含HF激发脉冲(4)，其中，所述HF控制单元(24)将所述全身线圈(21)控制为使得所述全身线圈(21)将检查对象(20)的磁化从平衡位置偏转以产生MR信号。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的MR设备，其特征在于，所述准备模块(1)包含HF准备脉冲(3)，其中，所述HF控制单元(24)将所述全身线圈(21)控制为使得所述全身线圈(21)入射HF准备脉冲(3)用于抑制在所述读取模块(2)中的所不希望的信号分量。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的MR设备，其特征在于，
所述全身线圈(21)在空间上围绕整个检查区域，以及
所述全身线圈(21)构建为从激发模块(1)中产生HF脉冲(3，4)。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的MR设备，其特征在于，
所述局部发送线圈/接收线圈(22)能够在所述检查区域内自由定位，以及
所述局部发送线圈/接收线圈(22)构建为从所述读取模块中产生所述HF重聚脉冲(5)。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的MR设备，其特征在于，
所述装置构建为用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
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