CN105579862A - 通过局部化steam 的用于化学交换饱和传递（cest） mri 的磁化传递对比技术及其操作方法 - Google Patents

通过局部化steam 的用于化学交换饱和传递（cest） mri 的磁化传递对比技术及其操作方法 Download PDF

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Abstract

一种用于采集体积的磁共振(MR)信息的磁共振成像(MRI)系统(600)，所述MRI系统包括至少一个控制器(610)，所述至少一个控制器被配置为生成受激回波采集模式(STEAM)CEST序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列。所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲。所述控制器(610)还被配置为生成所述STEAM？CEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；生成破坏梯度的末端；和/或在至少部分地开始于所述破坏梯度的末端之后的采集窗口期间采集MR信息。

Description

通过局部化STEAM 的用于化学交换饱和传递（CEST） MRI 的磁化传递对比技术及其操作方法
技术领域
本公开的实施例涉及一种使用核磁共振(NMR)方法采集图像信息的磁共振成像(MRI)系统，并且更具体地涉及一种用于执行诸如化学交换饱和传递(CEST)技术的磁化传递(MT)对比技术来提高磁化对比度的MRI系统及其操作方法。
背景技术
CESTMRI是一种MT对比技术，其中选择性地使含有可交换质子或可交换分子的外源或内源化合物饱和，并且之后，间接地通过具有增强灵敏度的水信号对所述外源或内源化合物进行检测(见R1、R2)。能够将对CESTMRI的应用扩展到诸如肿瘤学研究(例如酰胺质子传递(APT)(见R3))、缺血性心脏病研究、心肌梗塞研究(例如肌酸MT光谱学(参见R4))、糖原量化(glycoCEST)研究和/或谷氨酸量化研究的研究领域中。通常，磁化传递率(MTR)小于10％(见R1)，并且CESTMRI的测得的MTR值取决于饱和脉冲的长度。典型地，CESTMRI依赖于在应用MRI序列之前应用的长(例如1～2秒)低功率(对于作为RF发送器的身体线圈，<3μT)频率偏移射频(RF)脉冲(或脉冲列)，从而实现比常规图像更高的MT对比度。因为这种长饱和脉冲，由于如食品及药品管理局(FDA)为了患者的安全而要求的特定吸收率(SAR)控制，CESTMRI典型地需要比常规MRI序列所需的更长的扫描时间。因此，取决于所使用的频率偏移扫描的数量，典型的CESTMRI技术典型地需要大约10至20分钟来执行。另外，常规CESTMRI的灵敏度还受到不均匀的B1和B0场的限制。通过使用受激回波采集模式(STEAM)(见R6)选择仅来自诸如肿瘤的感兴趣区域(ROI)的信号，改进了B1和B0场的相对均匀性。再者，STEAMTM周期中插入的额外的饱和脉冲能够改进MTR。
发明内容
本文中描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一个或多个)方法、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程等(除非上下文另行指出，否则其中的每个在下文中都被称为系统或所述系统)解决了现有技术系统中的问题。
根据本系统的实施例，公开了一种用于采集体积的磁共振(MR)信息的磁共振成像(MRI)系统，所述MRI系统包括至少一个控制器，所述至少一个控制器可以：生成受激回波采集模式(STEAM)CEST序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；生成所述STEAM序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；生成破坏(spoil)梯度的末端；和/或可以在至少部分地开始于所述破坏梯度的末端之后的采集窗口期间采集MR信息。
还想到，所述第一脉冲列可以包括16到50个之间的脉冲。此外，所述第二脉冲列可以包括4到10个之间的脉冲。所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个可以包括sin(x)/x(SINC)脉冲。还想到，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列的脉冲中的每个可以彼此相等。还想到，所述第一脉冲列与所述第二脉冲列的脉冲数量的比率可以大于或等于想要的值，例如整数值，例如4。还想到，所述第二脉冲列的脉冲具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。还想到，所述控制器可以重建采集到的MR信息，以形成对应的图像信息和谱信息中的至少一种。
根据本系统的另一方面，想到了一种利用磁共振成像(MRI)系统来生成体积的磁共振(MR)图像信息的方法，所述方法由所述MRI系统的至少一个控制器执行，并且可以包括以下动作中的一个或多个：生成受激回波采集模式(STEAM)化学交换饱和传递(CEST)序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；生成所述STEAMCEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；生成破坏梯度的末端；并且在至少部分地开始于所述破坏梯度的末端之后的采集窗口期间采集MR信息。
根据一些实施例，所述第一脉冲列可以包括16到50个之间的脉冲和/或所述第二脉冲列可以包括4到10个之间的脉冲。还想到，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个可以包括sin(x)/x(SINC)脉冲。还想到，所述第一脉冲列与所述第二脉冲列的脉冲数量的比率可以大于或等于想要的值，例如整数值，例如4。此外其中，所述第二脉冲列的脉冲可以具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。所述方法还可以包括重建采集到的MR信息以形成对应的图像信息和谱信息中的至少一种的动作。
根据本系统的又一方面，想到了一种存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序被配置为使用磁共振成像(MRI)系统来生成体积的磁共振(MR)信息，所述磁共振成像系统具有主线圈、梯度线圈和射频(RF)换能器，所述计算机程序包括程序部分，所述程序部分被配置为：生成受激回波采集模式(STEAM)化学交换饱和传递(CEST)序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；生成所述STEAMCEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；生成破坏梯度的末端(116-x)；并且在至少部分地开始于所述破坏梯度的末端之后的采集窗口期间采集MR信息。
还想到，所述第一脉冲列可以包括16到50个之间的脉冲和/或所述第二脉冲列可以包括4到10个之间的脉冲。另外，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个可以包括SINC脉冲。此外，所述第一脉冲列与所述第二脉冲列的脉冲数量的比率大于或等于想要的值，例如整数值，例如4。另外，所述第二脉冲列的脉冲具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。还想到，所述程序部分还可以被配置为重建采集到的MR信息以形成对应的图像信息和谱信息中的至少一种。
附图说明
参考附图并通过范例更详细地解释了本发明，其中：
图1是根据本系统的实施例生成的脉冲序列的图形；
图2是图示了根据本系统的实施例由MRI系统执行的过程的流程图；
图3是示出了根据本系统的实施例使用MRI成像方法采集到的体模的三方向结构的图形；
图4是示出了根据本系统的实施例使用MRI成像方法采集到的STEAMCEST扫描的第一成像的图形；
图5示出了根据本系统的实施例获得的两次STEAMCESTMRI扫描的两个不同ROI的z谱图形；
图6示出了根据本系统的实施例的系统的部分。
具体实施方式
以下是对说明性实施例的描述，其中，当结合以下附图时，将展示上述特征和优势以及其他特征和优势。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了说明性细节，例如架构、接口、技术、元件属性等。然而，本领域一般技术人员将意识到除了这些细节的其他实施例仍将被理解为在权利要求的范围内。此外，出于清楚的目的，省略了对公知设备、电路、工具、技术和方法的详细描述，以免使对本系统的描述模糊。应当明确理解，附图被包括用于图示目的，并且不表示本系统的整个范围。在附图中，不同附图中相似的附图标记可以指代类似的元件。
图1是根据本系统的实施例生成的脉冲序列102的图形100。脉冲序列102可以包括STEAMCESTMRI脉冲序列，并且可以由根据本系统的实施例操作的MRI系统或其部分生成和/或输出。序列102可以包括分别的第一到第三90°射频(RF)脉冲104、106和108，其可以利用不同方向的梯度来操作，例如测量梯度M、相位编码梯度P和切片选择梯度S，以选择期望的感兴趣体积(VOI)的(一个或多个)信号，来自VOI外面的所有信号都可以通过破坏梯度而被进行相移，使得能够根据需要或期望而将视场(FOV)减小到与VOI相同的大小。第一到第三90°RF脉冲(例如分别为104、106和108)可以是在正常的临床MRI系统中使用的任何切片选择的激励脉冲，取决于系统的发送线圈的B1值，这些脉冲的脉冲宽度(持续时间)通常从1毫秒(ms)到10ms。例如，对于人体MRI系统，正常的发送线圈的B1值能够从10μT到20μT。例如，图1所示的90°RF脉冲中的至少一个的脉冲波形是8.8ms的PhilipsTM尖脉冲。在选择脉冲之后，接着能够根据那些90°脉冲的激励带宽和切片厚度来确定M、P和/或S梯度的强度。在本系统的实施例中，第一到第三90°RF脉冲104、106、108中的一个或多个分别每个都可以是使用持续时间为8.8ms、带宽为4.7kHz的PhilipsTM尖脉冲波形的脉冲等形成的。对于以7T操作的典型发送器/接收器(TR)线圈，第一到第三90°RF脉冲104、106、108中的一个或多个分别可以具有15μT的B1值。然而，在其他实施例中，脉冲形状/持续时间可以不同，只要序列包括STEAM序列(例如三个90度脉冲，以选择VOI)。
脉冲序列102还可以包括至少两个RF饱和复合脉冲，其中的一个或多个可以具有大约2μT的B1。例如，在一些实施例中，至少两个RF饱和脉冲可以包括位于第一90°RF脉冲104之前的第一饱和脉冲列110以及位于第二90°RF脉冲106之后的第二饱和脉冲列112。第二饱和脉冲列112可以位于TM周期(例如在第二90度脉冲与第三90度脉冲之间的时间延迟周期)内。
第一饱和脉冲列110可以被称为长脉冲列，并且可以包括一系列15ms持续时间的SINC脉冲(等)。如果期望，则这些脉冲可以在其间具有5ms的间隔。然而，也可以使用其他间隔，例如1到10ms等。间隔还可以被设定为允许RF放大器可以如期望地弛豫。取决于扫描时间要求和特定吸收率(SAR)限制，第一饱和脉冲列110可以具有在16到50个脉冲之间的脉冲列长度。可以根据如可以由FDA为了患者安全而设定的SAR要求来设定SAR限制。例如，可以设定：针对任何15分钟的周期，在全身上平均为4W/kg的SAR；针对任何10分钟的周期，在头部上平均为3W/kg的SAR；或者针对任何5分钟的周期，在四肢中的组织的任何一克中为8W/kg。因此，如果脉冲列长度增加，则序列的重复时间(TR)也增加，因此这是对扫描时间和脉冲列长度的平衡选择。例如，在一些实施例中，第一饱和脉冲列110可以包括一系列的16个脉冲。
第二饱和脉冲列112可以被称为短脉冲列，并且可以包括一系列脉冲，每个脉冲具有与第一饱和脉冲列110的脉冲相同的持续时间、间隔和/或形状。然而，第二脉冲列长度可以在4到10个脉冲之间。例如，在一些实施例中，第二饱和脉冲列112可以包括一系列的4个脉冲。还想到，在一些实施例中，第二饱和脉冲列112的脉冲数量可以是第一饱和脉冲列110的脉冲数量的部分。对于TM周期而言，该周期优选地不太长(例如其应当<200ms)，否则信号衰减可能过大，并且图像的对比度将可能变化，因此第二脉冲列的长度受到限制。例如，第一饱和脉冲列110和第二饱和脉冲列112的频率针对磁化传递率(MTR)成像可以分别被设定为具有特定的偏移，例如+3.5ppm、0.0ppm(其中ppm为每百万的份数)和-3.5ppm，并且在期望的情况下可以从8.0ppm到-8.0ppm扫掠，以获得z谱。开始时该序列将利用频率偏移点运行一次以获得MRI图像，并且接着两个饱和脉冲列(110和112)的频率将被设定为下一频率偏移点，并且可以重复扫描以获得包括图像的一系列动态图像信息，可以根据该图像信息(例如这些图像)来计算MTR或z谱。
数据采集窗口(ACQ)114可以位于三个破坏梯度116-x之后，这有助于使来自VOI的外面的信号相移，并且可以利用测量梯度(读取梯度)来操作，所述测量梯度被打开或关闭以获得期望的回波信息，所述期望的回波信息适于至少部分地重建图像、适于获得谱信息和/或适于生成或以其他方式获得可能期望的其他信息。例如，数据采集窗口(ACQ)114可以位于破坏梯度之后，并且可以利用测量梯度来操作，所述测量梯度被打开以获得适于成像扫描等的信息。类似地，数据采集窗口(ACQ)114可以位于破坏梯度之后，并且可以利用测量梯度来操作，所述测量梯度被关闭以获得适于谱扫描等的信息。为了减少扫描时间，本系统的实施例可以采用各种技术来处理信息，例如多回波采集和/或并行重建技术，例如灵敏度编码(SENSE)技术。
可以使用任何适合的成像系统(例如7.0TPhilipsAchievaTM成像系统等)来生成和/或输出根据本系统的实施例的各种脉冲序列(例如STEAMCEST序列)。此外想到，可以由其他MRI系统以具有微小变化的任何适用的场强(从1.5T到9.4T)来生成和/或输出根据本系统的实施例的STEAMCEST序列。
图2是图示了根据本系统的实施例由MRI系统执行的过程200的流程图。可以使用通过网络通信的一个或多个计算机来执行过程200，并且过程200可以使用可以彼此在本地和/或远离的一个或多个存储器来存储信息和/或获得信息。过程200能够包括以下动作中的一个或多个。另外，在期望的情况下，可以将这些动作中的一个或多个组合和/或将其分成子动作。在操作中，过程可以在动作201期间开始，并且接着进行到动作203。另外，可以将过程200的动作中的一个或多个与过程200的其他动作中的一个或多个顺序地或并行地执行。
在动作203期间，过程可以执行系统和扫描参数调节过程，其中，例如过程可以生成/输出STEAMCEST序列。可以仅从来自VOI的信号中选择STEAMCEST序列的三个90°RF脉冲，而所有的破坏梯度都可以被生成用来衰减或完全去除来自VOI的外面的不想要的信号。因此，过程可以生成两个饱和脉冲列(例如110、112)以生成CEST效果，并且可以生成三个90°RF脉冲(STEAM)用于VOI选择。这些信号可以在时域中交叠。
所述过程还可以执行系统调节，例如局部高阶匀磁(shimming)，以及扫描参数调节，例如确定中心频率、正确的接收/发送增益。对于典型的CESTMRI，可以采集B0场映射以进行数据处理，从而校正z谱移位(见R3、R5)。然而，对于STEAMCESTMRI，由于信号仅来自其中B0场在局部高阶匀磁之后相对均匀的VOI，因此这种校正可能不是必需的，并且因此可以减少扫描时间。在完成动作203之后，过程可以继续到动作205。
在动作205期间，过程可以生成和/或输出根据本系统的实施例生成的STEAMCEST序列的至少部分。因此，STEAMCEST序列可以类似于图1的序列100和/或其部分，并且可以用于仅选择感兴趣体积(VOI)的信号来进行成像，使得可以减小扫描矩阵并且CEST饱和可以更有效。另外，该过程可以在STEAM脉冲序列内的TM周期期间生成和/或输出额外的饱和脉冲列。该脉冲列可以类似于在其他地方所讨论的短脉冲列(例如112)。该额外的饱和脉冲列可以用于显著地提高MTR。在完成动作205之后，过程可以继续到动作209。
在动作209期间，过程可以执行图像采集过程。将在采集(ACQ)窗口期间执行图像采集过程。采集过程可以获得与VOI相关的信息，例如k空间信息。如果期望进行成像扫描，则将打开测量梯度。然而，如果期望进行谱扫描，则可以关闭梯度。该图像采集过程可以包括任何适合的图像采集过程，例如信号预防大和模数(ADC)信号转换。在完成动作209之后，过程可以继续到动作211。
在动作211期间，过程可以使用采集到的信息(例如k空间信息)的至少部分来重建图像(如果确定期望进行成像扫描)或图形(如果确定期望进行谱扫描)。因此，如果确定期望进行成像扫描，则过程可以形成至少部分地基于经重建k空间信息的图像信息，或者如果确定期望进行谱扫描，则可以形成至少部分地基于经重建k空间信息的谱图形信息。过程可以采用任何适合的重建方法，例如降噪、快速傅里叶变换(FFT)和/或信号幅度分析。在完成动作211之后，过程可以继续到动作213。
在动作213期间，如果确定期望进行成像扫描，则过程可以基于图像信息绘制图像，或者如果确定期望进行谱扫描，则可以至少部分地基于谱扫描信息来绘制谱图形。过程可以在窗口中绘制图像信息和/或谱图形信息和/或可以提供用户界面(UI)，用户可以利用所述用户界面来与过程交互，以输入信息和/或命令。过程还可以为用户提供菜单，在期望的情况下用户可以利用所述菜单来选择菜单项。在完成动作213之后，过程可以继续到动作215。
在动作215期间，过程可以根据通过过程生成和/或获得的信息来更新历史信息。例如，过程可以将所生成的图像信息、谱扫描信息、k空间信息、数据信息、用户名信息、经扫描的对象名称信息(例如患者姓名信息)、日期、数据、时间、扫描参数等存储在系统的存储器中供以后使用。在完成动作215之后，过程可以继续到动作217，其在过程217处结束。
示范性测试结果
为了测试根据本系统的实施例的序列的有效性，二隔室体模被用于通使用扫描来获得示范性测试结果，所述扫描是使用7.0TPhilipsTMAchievaTM成像系统来执行的。二隔室体模是由限定腔体的半加仑圆柱瓶形成的。该腔体可以包括填充有水溶液(例如1.2g/L的NiCl2)的外隔室和填充有琼脂凝胶(例如4％干燥重量)的内隔室(例如50mL的容量瓶)，并且琼脂凝胶被放置在瓶子的内隔室的中间。
图3是示出了根据本系统的实施例使用MRI成像方法采集到的体模的三方向结构的图形300。图形300是根据采用根据本系统的实施例操作的发送/接收(TR)膝盖线圈(所述线圈)使用快速场回波(FFE)扫描获得的信息(例如k空间信息等)来重建的。图形300包括分别的第一到第三窗口302、304和306，其中的每个窗口都包括从三个方向中的不同方向得到的体模的梯度回波MRI图像。更具体地，在第一窗口302中示出了矢状图像，在第二窗口304中示出了冠状图像，并且在第三窗口306中示出了横向图像。由第一窗口302和第三窗口306中的框308分别指示所选择的VOI，稍后其将被用于STEAMCEST扫描。在当前实施例中，VOI的大小是42mm(AP)×43mm(RL)×12mm(FH)，其中，AP指的是从前到后，RL指的是从右到左，FH指的是从脚到头。在VOI的里面，横向成像中的四个角是水溶液，其将被用作对CEST效果的比较的参考，这是因为对于水应当不存在CEST效果。在下面的表1中列出了根据本系统的实施例执行的STEAMCEST扫描的扫描参数。
表1
STEAM CEST参数
FOV＝100mm×100mm
扫描矩阵＝64×64
TR/TE/TM＝1000ms/18ms/100ms
用于长复合脉冲的16个脉冲(总持续时间315ms)
用于短复合脉冲的4个脉冲(总持续时间75ms)
对于每次扫描，饱和脉冲的频率偏移是变化的。将STEAMCEST序列重复33次(然而，也想到其他数字)，对于每次扫描，仅改变饱和脉冲列(例如分别为长列110和短列112)的频率偏移，例如从8.0ppm到-8.0ppm扫掠，然而，在33次扫描中的每次扫描期间，所有其他脉冲保持相同的频率偏移。因此，对于33次扫描中的每次，针对总共33次动态扫描针对每个成像点以0.5ppm的间隔从8.0ppm到-8.0ppm扫掠饱和脉冲列(例如110和112)的频率偏移，并且对于z谱扫描总扫描时间为35分钟。在短脉冲列关闭的情况下重复扫描，以便评估对额外的饱和脉冲的改进。在STEAMCEST扫描之前，将高阶匀磁在所选择的VOI上进行优化/应用。
图4是示出了根据本系统的实施例使用MRI成像方法采集到的STEAMCEST扫描的第一成像的图形400。为了获得图形400，将频率偏移设定为8.0ppm。为了获得图5中的z谱，采用来自33幅图像的感兴趣区域(ROI)408、410的平均信号强度。针对水信号选择ROI408，并且针对琼脂凝胶信号选择ROI410。ROI408和410中的每个的大小为22mm2。
图5示出了根据本系统的实施例获得的两次STEAMCESTMRI扫描的两个ROI的z谱的图形500，其中，y轴是仅利用长饱和脉冲列的、利用长脉冲列和短脉冲列的信号强度与不利用任何饱和脉冲列的信号强度的比率(其中，这里未采集不利用任何饱和脉冲列的图像，而是在计算中使用33幅图像中的最大信号强度，这是对不利用饱和脉冲采集的信号的良好近似，因为不饱和信号的幅度与在饱和脉冲的偏移频率较大(例如大约-8.0ppm)时采集到的信号大致相同)，并且x轴是饱和脉冲的频率偏移。水和琼脂凝胶的ROI。在短饱和脉冲列(图1的112)被切换为“开”的情况下获得的扫描被指示为“水+”和“琼脂凝胶+”，并且在短复合脉冲“关闭”的情况下扫描被指示为“水”和“琼脂凝胶”。所有的z谱(例如对于水和琼脂凝胶)指示在0.0ppm达到最高饱和，这意味着STEAMCESTMRI扫描不需要B0校正。对于琼脂凝胶，在图形500的左侧(8.0ppm至0.0ppm区域)上，与在短饱和脉冲列(例如112)关闭的情况下的饱和相比，在短饱和脉冲列(例如112)打开的情况下获得更大量的饱和。在图形500的右侧(0.0ppm至-8.0ppm)上，在短饱和脉冲列被切换打开/关闭的情况下，仅有微小变化。对于水信号，STEAM内的额外的短饱和脉冲列几乎不使水z谱改变，除了在0.0ppm处的较高的饱和之外。
根据本系统的实施例，能够将CEST效果定义为：
MTRasym＝(S[-3.5]-S[+3.5])/S0,…公式(2)
其中，S0是不利用任何饱和脉冲的信号强度，并且S[-3.5]、S[+3.5]是当饱和脉冲的频率分别被设定为-3.5ppm或3.5ppm时的信号强度。对于琼脂凝胶，在TM周期期间MTRasm利用额外的饱和脉冲列112从2.4％增大到6.8％。对于水，针对全部两次扫描，MTRasym基本等于或大约为0％。在扫描期间，可以切换打开/关闭短饱和脉冲列。然而，对于全部两次扫描，长饱和脉冲列始终打开。
图6示出了根据本系统的实施例的系统600的部分(例如端子(peer)、服务器等)。例如，本系统600的部分可以包括操作地耦合到存储器620的处理器610(例如控制器)、用户接口630、驱动器640、RF换能器660、磁线圈690以及用户输入设备670。存储器620可以是用于存储应用信息以及与所描述的操作相关的其他信息的任何类型的设备。由处理器610接收应用信息和其他信息以将处理器610配置(例如编程)为执行根据本系统的操作动作。这样配置的处理器610变成特别适合于根据本系统的实施例执行的专用机器。
磁线圈690可以包括主磁体线圈(例如主磁体、DC线圈等)和梯度线圈(例如，x梯度线圈、y梯度线圈和z梯度线圈、梯度切片选择、梯度相位编码等)，并且磁线圈可以被控制为根据本系统的实施例在期望的方向上和/或以期望的强度发射主磁场和/或梯度场。
操作动作可以包括例如由控制驱动器640的处理器620来配置MRI系统600，以生成用于分别由主磁体线圈、梯度线圈和/或RF换能器输出的主信号、梯度信号和/或RF信号。之后，可以由RF换能器660的接收器接收回波信息并将其提供给处理器610，以根据本系统的实施例进一步处理和/或重建成图像信息。该信息可以包括导航器信息。处理器610可以控制驱动器649以向磁线圈690供电，使得在期望的时间发射期望的磁场。RF换能器660可以被控制为在测试对象处发送RF脉冲和/或从其接收信息(例如MRI(回波)信息)。重建器可以根据本系统的实施例的方法处理检测到的信息(例如回波信息)并将检测到的回波信息变换为内容。该内容可以包括图像信息(例如静止图像或视频图像、视频信息等)、能够例如在用户接口(UI)630(例如显示器、扬声器等)上绘制的信息和/或图形。此外，接着可以将内容存储在在系统的存储器(例如存储器620)中，以供稍后根据本系统的实施例使用和/或处理。因此，操作动作可以包括对内容的请求、提供和/或绘制，例如，可以从回波信息获得经重建图像信息并对其进行导航器校正。处理器610可以在诸如系统的显示器的UI630上绘制诸如视频信息的内容。重建器可以获得图像信息(例如原始信息等)、导航器信息、准备相位信息等，并且可以使用(一种或多种)任何适合的图像处理方法(例如数字信号处理(DSP)、算法等)根据导航器信息和/或准备相位信息，来重建图像信息，从而获得内容。例如，重建器可以实时地计算并校正重建中的梯度延迟。
传感器可以包括适合的传感器来向处理器610提供期望的反馈信息，以用于进一步处理。
用户输入670可以包括键盘、鼠标、轨迹球或其他设备，例如触敏显示器，用户输入可以是独立的或是系统的部分，例如个人计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、监视器、智能终端或哑终端、或者用于经由任何可操作链路与处理器610通信的其他设备的部分。用户输入设备670可以用于与处理器610交互，包括实现如本文中描述的UI内的交互。显然，处理器610、存储器620、显示器630和/或用户输入设备670可以全部或部分地是计算机系统或诸如客户端和/或服务器的其他设备的部分。
本系统的方法尤其适于由计算机软件程序运行，这样的程序含有与由本系统描述和/或想到的各步骤或动作中的一个或多个相对应的模块。这样的程序当然可以被体现在计算机可读介质中，例如集成芯片、外围设备或存储器，例如存储器620或耦合到处理器610的其他存储器。
存储器620中含有的程序和/或程序部分将处理器610配置为实施本文中描述的方法、操作动作和功能。存储器例如可以分布在客户端和/或服务器或本地的与处理器610之间，其中可以提供额外的处理器，所述额外的处理器也可以是分布式的或可以是单个的。可以将存储器实现为电的、磁的或光学存储器，或者这些或其他类型存储设备的任意组合。此外，术语“存储器”应当被充分宽泛地解释为包括能从处理器610可访问的可寻址空间中的地址读取或向其写入的任何信息。利用该定义，能通过网络访问的信息仍然在存储器内，例如由于处理器610可以从网络检索信息以根据本系统来操作。
处理器610能用于响应于来自用户输入设备670的输入信号并且响应于网络的其他设备而提供控制信号和/或执行操作，并且能用于运行存储器620中存储的指令。例如，处理器610可以从传感器640获得反馈信息、可以确定是否存在机械共振。处理器610可以包括以下中的一个或多个：微处理器、专用或通用集成电路、逻辑设备等。此外，处理器610可以是用于根据本系统来执行的专用处理器或可以是通用处理器，其中，很多功能中仅有一个用于根据本系统来执行。处理器610可以采用程序部分、多个程序段来操作，或者可以是采用专用或多用途集成电路的硬件装置。
本系统的实施例可以提供稳定的、可再现的MRI图像信息，并可以与常规MRI系统(例如PHILIPSTMAchievaTM和IngeniaTM成像系统等)中的使用兼容。
本系统的实施例采用了一项技术，其可以包括以下动作中的一个或多个：(1)生成受激回波采集模式(STEAM)序列(见R6)，以仅选择感兴趣体积(VOI)的信号以进行成像，因此可以减小扫描矩阵和/或RF饱和脉冲在VOI上工作更有效；(2)在TM周期期间生成额外的饱和脉冲列以显著地提高MTR；并且(3)执行局部高阶匀磁以提高B0场的均匀性，使得典型CESTMRI的B0场映射不是必要的。此外，根据本系统的实施例，还可以将本文中讨述的(一个或多个)序列用于CEST谱测量等。
本系统的其他变化容易由本领域的普通技术人员想到，并被权利要求所包括。通过本系统的操作，向用户提供了一种虚拟环境请求，以使得能够简单地沉浸到虚拟环境及其对象中。
最后，以上讨论仅旨在说明本系统，而不应被解释为将权利要求限制到任何具体实施例或实施例组。因此，尽管已经参考示范性实施例描述了本系统，但还应当意识到，可以由本领域的普通技术人员设计出许多修改和备选实施例，而不脱离权利要求中阐述的本系统的较宽泛的和期望的精神和范围。此外，本文中包括的小标题意在便于审阅，而不旨在限制本系统的范围。因此，说明书和附图将被以说明性方式看待，并且不旨在限制权利要求的范围。
此外，本文中包括的小标题意在便于审阅，而不旨在限制本系统的范围。因此，说明书和附图将被以说明性方式看待，并且不旨在限制权利要求的范围。
在对权利要求的解释中，应当理解：
a)词语“包括”不排除给定的权利要求中列出的那些之外的其他元件或动作的存在；
b)元件前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件；
c)权利要求中的任何附图标记均不限制它们的范围；
d)可以由同一项目或硬件或软件实施结构或功能来表示若干“单元”；
e)所公开的元件中的任一个可以由硬件部分(例如包括离散和集成电子电路)、软件部分(例如计算机编程)及其任意组合构成；
f)硬件部分可以由模拟部分和数字部分中的一个或两者构成；
g)可以将任何所公开的设备或其部分中的任一个组合在一起或分成进一步的部分，除非另行指出；
h)除非明确地指出，否则不特意要求动作的具体顺序；并且
i)术语“多个”元件包括两个或更多个所要求保护的元件，并且不暗示元件数量的任何特定范围；亦即，多个元件可以少到两个元件，并且可以包括不可测量数量的元件。
参考文献：
通过引用将下面列出的参考文献1-6并入本文并在整个说明书中分别使用参考标号R1到R6引用。例如，R1可以引用第一个参考文献(例如，作者为vanZijl)。
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Claims (18)

1.一种用于采集体积的磁共振(MR)信息的磁共振成像(MRI)系统(600)，所述MRI系统包括至少一个控制器(610)，所述至少一个控制器被配置为：
生成受激回波采集模式(STEAM)化学交换饱和传递(CEST)序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；
生成所述STEAMCEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；
生成破坏梯度的末端(116-x)；以及
在至少部分地开始于所述破坏梯度的末端之后的采集窗口期间采集MR信息。
2.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述第一脉冲列包括16个到50个之间的脉冲。
3.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述第二脉冲列包括4到10个之间的脉冲。
4.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个包括sin(x)/x(SINC)脉冲。
5.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述第二脉冲列的脉冲针对所述脉冲列内的每个个体脉冲具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。
6.根据权利要求1所述的MRI系统，其中，所述控制器还被配置为根据对应的图像信息和谱信息中的至少一种来重建采集到的MR信息。
7.一种利用磁共振成像(MRI)系统(600)来生成体积的磁共振(MR)图像信息的方法，所述方法由所述MRI系统的至少一个控制器(610)执行，并且包括以下动作：
生成受激回波采集模式(STEAM)化学交换饱和传递(CEST)序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；
生成所述STEAMCEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；并且
在至少部分地开始于所述第三90°RF脉冲的开始之后的采集窗口期间采集MR信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一脉冲列包括16到50个之间的脉冲。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二脉冲列包括4到10个之间的脉冲。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个包括sin(x)/x(SINC)脉冲。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二脉冲列的脉冲针对所述脉冲列内的每个个体脉冲具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括重建采集到的MR信息以形成对应的图像信息和谱信息中的至少一种的动作。
13.一种包括计算机程序的非瞬态计算机可读介质(620)，所述计算机程序包括指令，所述指令在由处理器运行时，将所述处理器配置为使用磁共振成像(MRI)系统(600)来生成体积的磁共振(MR)信息，所述磁共振成像系统具有主线圈(690)、梯度线圈(690)和射频(RF)换能器(660)，所述计算机程序包括程序部分，所述程序部分被配置为：
生成受激回波采集模式(STEAM)化学交换饱和传递(CEST)序列的至少部分，所述至少部分包括第一90°射频(RF)脉冲到第三90°射频(RF)脉冲和位于所述第一90°RF脉冲之前的第一脉冲列，所述第一脉冲列包括第一数量的脉冲；
生成所述STEAMCEST序列的至少另一部分，所述至少另一部分包括位于所述第二90°RF脉冲与所述第三90°RF脉冲之间的第二脉冲列，所述第二脉冲列包括比所述第一数量的脉冲更少的第二数量的脉冲；以及
在至少部分地开始于所述第三90°RF脉冲的开始之后的采集窗口期间采集MR信息。
14.根据权利要求13所述的非瞬态计算机可读介质(620)，其中，所述第一脉冲列包括16到50个之间的脉冲。
15.根据权利要求13所述的非瞬态计算机可读介质(620)，其中，所述第二脉冲列包括4到10个之间的脉冲。
16.根据权利要求13所述的非瞬态计算机可读介质(620)，其中，所述第一脉冲列和所述第二脉冲列中的至少一个包括sin(x)/x(SINC)脉冲。
17.根据权利要求13所述的非瞬态计算机可读介质(620)，其中，所述第二脉冲列的脉冲针对所述脉冲列内的每个个体脉冲具有与所述第一脉冲列相同的持续时间、间隔和形状。
18.根据权利要求13所述的非瞬态计算机可读介质(620)，其中，所述程序部分还被配置为重建采集到的MR信息以形成对应的图像信息和谱信息中的至少一种。
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