CN107843861A - 用于磁共振的改进的技术、系统和机器可读程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于进行磁共振研究的各种方法和系统。依照多个实施例，图像或其他关注的信息来源于超辐射脉冲。

Description

用于磁共振的改进的技术、系统和机器可读程序

本申请是申请日为2015年11月9日、发明名称为“用于磁共振的改进的技术、系统和机器可读程序”的专利申请201480026281.6的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日提交的第61/802,315号美国临时专利申请的优先权权益。本申请还涉及于2013年3月15日提交的第13/844,446号美国专利申请。第13/844,446号美国专利申请又要求第13/623,759号美国专利申请的优先权权益并且是其部分连续案。第13/623,759号美国专利申请又要求于2012年3月23日提交的第PCT/US2012/30384号国际专利申请的优先权权益并且是其连续案。第PCT/US2012/30384号国际专利申请又要求于2011年3月23日提交的第61/466,500号美国临时专利申请，以及于2011年8月10日提交的第61/522,076号美国临时专利申请的优先权权益。上述专利申请的每一篇所公开的内容在此全文引入作为参考。

背景技术

技术领域

本发明涉及对在无生命样本或活体内存在的分子进行检测和成像的方法，且具体涉及对在活体内以低浓度存在的分子或分子组合物进行检测和成像的方法。本发明的实施例采用磁共振波谱成像技术(MRSI)。本发明的实施例无须使用，即不使用放射性同位素。

相关技术说明

通过实现在体内检测作为各种疾病或关注的生物学过程的生物标记物的分子，临床分子影像学具有变革当前诊断性和治疗性实践的潜力。例如，已知改变的葡萄糖代谢水平与各种癌症和其它疾病状态的存在有关联；实际上，正是体内葡萄糖代谢的检测形成了氟代脱氧葡萄糖F¹⁸的基础，也称为2-脱氧-2-[¹⁸F]氟代脱氧葡萄糖(以下称为“F¹⁸DG”)正电子发射断层扫描(以下称为“PET”)。作为一种测定肿瘤对化疗和其他形式的治疗的反应的方法，体内胆碱检测也在研究当中。其它用于癌症诊断/治疗监测的关注的分子包括肌酸、柠檬酸盐和N-乙酰天冬氨酸。

另外，包含诸如全氟化碳纳米颗粒的非生物分子的配合物结构已被用作体内成像的生物标记物，这种全氟化碳纳米颗粒是由设计成特异性结合到所需生物位点的表面配体所修饰的。使用MRSI进行分子成像的挑战在于，(外源性和内源性的)目标分子的体内浓度非常小，以至于临床可行条件下(这些条件包括以合理的场强和合理的时限用MRI扫描仪进行样本的临床扫描)的检测是非常困难或者甚至不可能的。因而，使用F¹⁸和其它放射性核素的生物标记物分子的放射性标记，已被用作一种使用体内PET的可检测信号的来源。

一个恰当的例子是，氟代葡萄糖，其经由糖酵解作用被转运至细胞。已知癌细胞具有比健康组织更高的糖酵解速率。一旦进入细胞内，氟代葡萄糖经由己糖激酶代谢为氟代葡萄糖-6-磷酸和其它代谢产物。氟化分子被转运出细胞的速率远低于源自普通(非氟化)葡萄糖代谢途径的代谢产物。因此，氟代葡萄糖-6-磷酸可视为在细胞内被“困”了更长的一段时间(长于1小时)。因此，可预期的是，可以对显示高于氟代葡萄糖背景浓度的细胞团进行定量评估患癌的可能性。

PET F¹⁸DG作为一种用于识别癌组织存在的可靠技术已出现了30年，并且近来PETF¹⁸DG已被用于其它的诊断用途，包括疑似的缺血性左心室收缩功能障碍的患者的评估和管理，以及具有某些神经病学征兆(如痴呆和癫痫发作)患者的评估和管理。然而，该方法有相当大的缺陷，即患者需要承受放射性负荷，这使得该方法只能间歇性地使用，或者在当PET扫描所产生的诊断信息的收益超过与剂量相关的辐射风险的情况下才能使用。这种风险-收益分析必须经(治疗医师和患者的)判定以支持进行成像，这通常只出现在得到已知或高度疑似的有重大意义的病理学结论，例如已得出对癌症的阳性鉴定之后的情形下。此外，在制造、分配和使用放射性同位素的过程中，对于医护人员及周围环境的成本和风险也很高。

由于F¹⁸DG中的放射性同位素发出的信号的强度很大，所以需要很小剂量的F¹⁸DG用于PET研究。相反，F¹⁹DG是非放射性的而且与F¹⁸DG具有生物一致性，但在临床安全剂量水平下研究表明其主要代谢物(细胞内F¹⁹DG-6-磷酸)可以以低于现今检测阈值的非常低的浓度获得。在临床上可行的条件(合理的MRI场强和合理的临床扫描次数)下的MRSI方法和系统。因此，F¹⁸DG目前用作使用PET的诊断成像试剂，而F¹⁹DG还没有显示是临床上用作使用MRSI的诊断成像试剂。

迄今为止，MRSI的变换至临床应用已经受到了低浓度的靶分子的低信噪比(SNR)的阻碍(如在上面的例子中)和/或受到难以获得靶分子的光谱选择性的阻碍。尽管通过各种工程改进(例如更强的磁场)可适量增加SNR，但没有一种具有能够检测上述体内生物标记物的潜力。

发明内容

本发明的优点将在以下描述中阐明，且变得显而易见。本发明的附加优点将通过说明书和权利要求书以及附图中具体指出的方法和系统来实现和获得。

为了达到这些和其它优点并且符合本发明的目的，如本文所具体体现，在一个实施例中，本发明提供了一种执行磁共振流程的方法。该方法包括提供磁共振装置，其包括(i)用于沿第一方向提供背景磁场的主磁体，(ii)至少一个射频线圈，和(iii)至少一个梯度线圈，其可被控制以限定至少一个关注区域。该方法还包括将待研究的样本或受试者引入到MR装置中，采用射频脉冲来旋转样本或受试者中的至少一组核的磁化，然后可选地产生图像和/或获得光谱信息作为所述脉冲的结果，然后诱导样本或受试者内的至少一组核的核磁化与至少一个邻近共振线圈之间的电磁反馈，以引发以下中的至少一种：(i)样本内的至少一组核的核磁化的矢量方向旋转至相对于背景磁场方向的期望角度和(ii)样本内的至少一组核的进动频率相对于样本内的其他核的进动频率变换。

该方法还可包括采用附加射频脉冲和射频脉冲检测方案以用至少一个射频线圈从样本或受试者获得信号，其目的在于制造图像和/或获得光谱数据或图像。该方法还可包括重复上述步骤，从而改善图像强度、光谱分辨率等。该方法还可包括通过上述步骤同时地或按顺序地获得质子MR图像数据，使得任何由上述方法产生的图像可与解剖MR数据配准。该方法还可包括采用反馈使能线圈(FEC)和辅助旋转贮存器(SSR)(在下文中将会对此进行更全面的描述)用作使得核磁性的反馈出现的技术，甚至是在临床MRI条件下(在该条件下通常不会出现核磁性的反馈)。该方法还包括可选地通过上述步骤同时地或按顺序地获得质子MR图像数据，使得任何由上述方法产生的图像可与解剖MR数据配准。

为了达到这些和其它优点并且符合本发明的目的，如本文所具体体现，在一个实施例中，本发明也提供了一种执行磁共振光谱学过程的方法。该方法包括提供磁共振装置，其包括(i)用于沿第一方向提供背景磁场的主磁体，(ii)至少一个射频线圈，和(iii)至少一个梯度线圈，其可被控制以限定至少一个关注区域。该方法还包括将待研究的样本或受试者引入到MR装置中，采用RF脉冲来旋转样本或受试者中的至少一组核的磁化。可选地，可根据需要将梯度线圈用于从限定的关注区域采集信号或可以从RF线圈的整个视场(FOV)中获得的信号中采集信号。该方法还可包括采用反馈使能线圈(FEC)和辅助旋转贮存器(SSR)(在下文中将会对此进行更全面的描述)用作使得核磁性的反馈出现的技术，甚至是在临床MRI条件下(在该条件下通常不会出现核磁性的反馈)。该方法还包括随后诱导样本或受试者内的至少一组核的核磁化与至少一个邻近共振线圈之间的电磁反馈，以使至少一组核的磁化被旋转至相对于背景磁场的新的优选角度。这具有产生可由MR装置检测并处理的横向磁化的脉冲的效果。该方法还包括在磁化旋转之前或期间调节以下中的至少一种：i)增益和ii)FEC线圈的相位，以抑制、突出或识别样本或受试者内排除其他的一组核。该方法还包括在时域中或傅立叶变换(频率)域中处理从磁化旋转产生的脉冲将其用于光谱信息。该方法还包括可选地重复上述步骤，以改善图像强度、光谱分辨率等。该方法还包括可选地与上述步骤同时地或按顺序地获得质子MR图像数据，使得任何由上述方法产生的图像可与解剖MR数据配准。

在一些实施方式中，上述方法还可包括处理从RF磁化的多个脉冲获得的信息，以产生以下中的至少一种：(i)图像，(ii)动态流数据，(iii)灌注数据，(iii)化学物种的光谱特性，(iv)生理数据，或(v)代谢数据。

在进一步的实施方式中，可采用设计成放大反馈的线圈。可附加地并且可选地使线圈允许对反馈场的相位角进行操控。该线圈在该文献中被称为反馈使能线圈(FEC)。另外的适当的线圈的实例可参见2013年9月25日提交的美国临时专利申请系列第61,882,430号，其全部内容在此引入作为参考用于任意目的。

在进一步的实施方式中，该方法包括将包含多个分子的体积插入共振线圈或FEC的视场(FOV)中。该体积(称为辅助旋转贮存器(SSR))允许产生反馈，甚至是在临床MRI扫描仪的相对低场条件下。另外，通过选择SSR内部的分子(或多个分子)，可使反馈场以期望的频率或频率组共振。

根据其他方面，本发明提供了用于执行磁共振流程的系统。该系统可包括磁共振装置，其包括(i)用于沿第一方向提供背景磁场的主磁体，(ii)至少一个射频线圈，和(iii)至少一个梯度线圈，其可被控制以限定至少一个关注区域。该系统还可包括用于限定关注区域的装置、用于将待研究的样本或受试者引入到关注区域的装置，以及用于诱导样本内的至少一组核的核磁化与至少一个邻近共振线圈之间的电磁反馈的装置，以使至少一组核的核磁化的矢量方向旋转至相对于背景磁场的第一方向的期望角度以产生至少一个横向磁化M_XY的电磁脉冲。该方法还可包括用于使用至少一个射频线圈检测射频磁化的一个或多个脉冲的装置。

在一些实施例中，(i)至少一个射频线圈和(ii)至少一个梯度线圈中的至少一者可以是局部线圈。至少一个射频线圈和至少一个梯度线圈中的至少一者可被集成到磁共振系统中。至少一个射频线圈可以是整体线圈。至少一个射频线圈可以是整体相控阵发射/接收线圈系统，该系统具有多个线圈，其可以选择性地发射和接收横向磁化的射频脉冲。至少一个射频线圈可以是局部相控阵发射/接收线圈系统，该系统具有多个线圈，其可以选择性地发射和接收横向磁化的射频脉冲。至少一个射频线圈还可以包括多个用于局部控制梯度磁场的局部梯度线圈。至少一个梯度场线圈可以包括被集成到磁共振系统的多个梯度场线圈，以及一个或多个局部梯度线圈(根据需要)。

本发明还提供了存储在有形非瞬时介质上的处理器可读的计算机程序，该程序用于在磁共振装置上执行磁共振流程，其包括：例如，(i)用于沿第一方向提供背景磁场的主磁体，(ii)至少一个射频线圈，以及(iii)至少一个梯度线圈，其可被控制以限定至少一个关注区域。该程序可包括有助于限定关注区域的指令；用于诱导样本内至少一组核的核磁化和至少一个邻近共振线圈之间的电磁反馈的指令，以使至少一组核的核磁化矢量方向旋转至相对于背景磁场的第一方向的期望角度，以产生至少一个横向磁化M_XY的电磁脉冲；以及有助于使用至少一个射频线圈处理接收到的信号的指令，所述信号从横向磁化的脉冲中产生。

该计算机程序还可包括用于处理从多个横向磁化的脉冲获得的信息的指令，以产生以下中的至少一种：(i)图像、(ii)动态流数据、(iii)灌注数据、(iii)化学物种的光谱特性、(iv)生理数据，以及(v)代谢数据。该程序还可包括指令：通过控制至少一个梯度线圈，经基本消除至少一个关注区域中的梯度磁场的存在来诱导电磁反馈。关注区域可包括至少一个体元，以及所述程序可包括指令：使得至少一个梯度线圈在三个相互正交的方向中至少一个方向施加磁场梯度。该程序可以包括指令：至少部分通过选择性地将至少一个射频线圈调谐到预定的共振频率以诱导电磁反馈。该程序可类似地包括指令：使系统选择性地和可控制地向样本施加射频脉冲，从而在诱导电磁反馈之前，至少部分地反转至少一组核的核磁化。

在一些实施例中，该计算机程序可包括使磁共振系统操作至少一个射频线圈和至少一个为局部线圈的梯度线圈的指令。该计算机程序可包括使磁共振系统操作至少一个射频线圈和至少一个被集成到磁共振系统的梯度线圈的指令。该计算机程序可包括操作射频线圈的指令，该射频线圈为整体相控阵发射/接收线圈系统，所述系统具有多个线圈，其可以选择性地发射和接收射频磁化的脉冲。如果需要，该计算机程序可包括操作射频线圈的指令，该射频线圈为局部相控阵发射/接收线圈系统，所述系统具有多个线圈，其可以选择性地发射和接收射频磁化的脉冲。该计算机程序可类似地包括操作至少一个射频线圈的指令，所述射频线圈还包括多个用于局部控制梯度磁场的局部梯度线圈。

可以理解，前述的一般描述和以下详细描述是示例性的，并将提供对所公开的实施例的进一步解释。结合在说明书中并构成说明书一部分的附图被包含于内，以图解并提供对所公开的方法和系统的进一步理解。附图连同描述内容一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图1示出了根据本发明因对单系综的核的磁化进行反转而产生的模拟超辐射(SR)脉冲。

图2描述了在反馈使能线圈(FEC)内的受试者以及辅助旋转贮存器(SSR)，SSR位于受试者附近并在同一FEC的视场(FOV)内。

图3示出了对相隔10ppm的两个共振的SR条件Mz、Mxy动力学的效应的模拟。这两个共振开始完全反转，Mz₁＝-Mz₁Mz₂＝-Mz₂且Mxy_1，2＝0。接通集中在共振1上的SR条件使其经过90度在时间t～20毫秒时迅速恢复到与其Mxy平衡的状态。共振2保持几乎完全反转，其中仅产生很少量的横向磁化。

图4描绘了FEC的示例性电路图以及原型照片。

图5示出了因含有等量的两个标记为1和2的共振的模拟样本的反转而产生的SR脉冲的傅立叶变换的结果。

图6描绘了根据本发明的示例性MR成像系统的方面。

图7描绘了根据本发明用于操作磁共振系统的示例性计算机系统的方面。

图8是本领域已知的反馈系统的示例。

图9是根据本发明提供的用于FEC线圈的反馈系统的示例。

图10A-C描绘了根据本发明提供的FEC的线圈和支持硬件。

图11描绘根据本发明提供的用于FEC线圈的反馈系统的另一示例。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的优选实施例，优选实施例的示例将在附图中示出。所公开的实施例的方法和相应步骤将结合系统的详细说明进行描述。

超辐射的数学描述：

在磁共振试验中均匀磁场中核磁的运动方程是：

其中M是核磁化强度，B是磁场强度，并且R是弛豫矩阵。

以频率ω变换到与射频场一起旋转的参考系，由：

M₂≡m_zM±≡e^±jaxm_±

B_±≡B_1±e^±jωt [2]

得出在射频场的旋转参考系中Bloch方程：

其中T₁为纵向(z)磁化的指数弛豫的常量，T₂是横向磁化的指数弛豫的常量。

限定m_±≡me^±jφ将使Bloch方程分离成用于横向磁化的幅值和相位。

其中Re和Im指实部和虚部。

加入反馈：

现在可以加入反馈，以使得：

B_1±≡βe^±jαm_±＝βme^±j(α+φ) [5]

然后从方程[3，4]：

注意，第二个方程中cosα＝0，这表明射频场频率被锁定到Bz。为证明此，求解φ。

φ＝-(ω+γB_z)t+γβcosα∫m_zdt if cosα＝0，φ＝-(ω+γB_z)t

∴

括号中的±号对应于sinα＝±1，并且ω＝-γβ_z。对于B_±的±j因子表明射频场必须相对于磁化发生相移±90度。

如果我们写γβm_zsinα＝τ_R，其中τ_R称为“超辐射”时间，则很明显对于方程6，当dm/dt＝0时，τ_R＝T2。这还限定了超辐射发生的环境条件；也就是说，τ_R≤T2时，磁化的动力学受超辐射控制而不是“普通”弛豫。

微分方程和解；

可以从方程得出微分方程。首先对dm_z/dt进行置换，以获得：

可以获得对于足够长的T₁的解，因此

m的解由μsech(μγβsinα(t-t_o))得出，其中μ和t_o是待确定的常数。验证：

m_z的解可从第三方程求出：

m_z＝μtanh(γβμsinα(t-t_o))-1/γβsinαT₂

在时间t＝0时，我们有以下

m_z(0)＝-μtanh(γβμsinαt_o)-1/γβsinαT₂

m(0)＝μsech(γβμsinαt_o) [8]

由于在t＝0总磁化强度为等于M₀，则

因此，μ和t_o是彼此相关的。使用由方程[8]得出的m_z(0)表达式，以给出

为确定t_o，我们可以使用来自方程[8]的m(0)表达式，以给出

其中

用具有正负号的括号{±}限定sgn(sinα)。再限定

τ_R≡1/γβM_o|sinα| [12]

因此

并因此

由此

m_z(t)＝{±}M_o[(τ_R/τ)tanh((t-t_o)/τ)-τ_R/T₂]

m(t)＝M_o(τ_R/τ)sech((t-t_o)/τ) [14]

t_o由m(0)或m_z(0)限定为

m_z(0)＝{±}M_o|(τ_R/τ)tanh((-t_o)/τ)-τ_R/T₂]

和

横向磁化的相位由以下得出：

φ(t)+ωt＝-γB₂t+γβcosα∫m_zdt

φ(t)+ωt＝-γB₂t{±)M_oγβcosα∫[(τ_R/τ)tanh((t-t_o)/τ)-τ_R/T₂]dt

C＝-ln cosh(t_o/τ)

由导数得出磁化频率。

因此频率可以随相位调节发生改变。

发明内容

在SR条件下(τ_R≤T2)，用于纵向和横向核磁化的磁化运动方程是：

m_z(t)＝{±}M_o[(τ_R/τ)tanh((t-t_o)/τ)-τ_R/T₂]

m(t)＝M_o(τ_R/τ)sech((t-t_o)/τ)

这产生磁化脉冲，其在时间t₀达到峰值(图1)：

横向磁化的相位

如T₂→∞，

m_z(t)＝{±)M_otanh((t-t_o)/τ_R)

m(t)＝M_osech((t-t_o)/τ_R)

超辐射态运动方程的含义：

在合适的条件下，来自包含在一个或多个共振线圈中的样本或受试者中的一个或多个分子的核磁性可以用于自身反馈。在这样的条件下，我们将这些分子描述为处于“超辐射(SR)条件”。SR条件被定义为其中τ_R≤T2。临床磁共振机器通常不能产生τ_R≤T2的条件。

除了其他教导之外，本发明还教导了用于实现SR状态的方法和系统，即使对于处于其他临床条件下的低浓度分子也可以实现。这些教导包括：使用反馈使能线圈(FEC)来放大，将处于目标体积、SSR或二者之中的一个或多个核自旋的系综产生的电流相移并反馈互一个或多个RF线圈。此外，我们还教导使用被称作辅助旋转贮存器(SSR)的附加体积，该贮存器将被插入到MR设备的场中以确保在MR设备中的一个或多个分子处于SR条件。

申请人已经发现SR条件的含义是：

1)在SR条件下，即便是浓度非常低的核的核磁化也可以非常迅速地回到平衡，远远快于“正常”T₁(即，在非SR条件下回到平衡所需的时间)，返回的时间取决于τ_R，反之，可以通过调整反馈使能线圈的设置和/或SSR中的分子特性来选择τ_R。

2)由于在FEC的FOV中具有不同的进动频率和/或不同T₂s的核具有不同的τ_R和t₀s，可以将其互相区分开。例如这使得一组核的磁场矢量被旋转至优选角度，FOV中的其他核除外。

3)还可以单独使用、联用或结合其他工艺使用调节反馈使能线圈的相位和/或增益，以优先于其它抑制或增强来自所选共振的信号。例如，这抑制了不需要的共振。这还允许识别目标分子的存在和数量。

示例性的MRI扫描仪系统化

图4描绘出示例性的磁共振系统，其包括多个主磁体线圈10，该主磁场线圈10沿着设备的中心孔口12的纵向或z轴产生均匀的、时间恒定的磁场B₀。在优选的超导实施例中，主磁体线圈由成形器14支撑并且被接收在环形氦容器或罐16中。容器中充满氦以将主磁体线圈保持在超导温度。该罐可以由一系列支撑在真空杜瓦瓶20中的冷防护罩18环绕。当然，环形电阻磁体、C-磁体等也在考虑范围内。

整体梯度线圈组件30包括沿着孔口12安装的x、y和z-线圈，用于产生梯度磁场Gx、Gy和Gz。优选地，梯度线圈组件是自屏蔽梯度线圈，其包括封装在介电成形器中的初级x、y和z-线圈组件32，以及支撑在限定真空杜瓦瓶20的圆筒的孔口上的次级x、y和z-线圈组件34。整体射频线圈36可安装在梯度线圈组件30内。整体射频屏蔽器38，例如铜网，可以安装在整体射频线圈36与梯度线圈组件30之间。如果需要，可插入式射频线圈40可以可移动地安装在孔口内，该孔口位于围绕磁体10的等中心点限定的检查区域内。在图2的实施例中，可插入式射频线圈是一个头颈线圈，用于对患者的头部和颈部之一或二者成像，但也可以提供其他的末端线圈，例如用于对脊柱成像的背部线圈、膝盖线圈、肩部线圈、胸部线圈、手腕线圈等。

继续参照图4，提供操作员接口和控制台，其包括人类可读的显示器，比如视频监视器52，以及操作员输入设备，比如键盘54、鼠标56、轨迹球、光笔等。还提供了计算机控制及重构模块58，其包括硬件和软件，该硬件和软件用于使操作员能够在存储于顺序控制存储器中的多个预编程磁共振序列中进行选择，如果射频脉冲被用作成像研究的一部分。序列控制器60控制梯度放大器62，该梯度放大器62与梯度线圈组件30和数字发射器64相连接，该梯度线圈组件30用于使Gx、Gy、和Gz梯度磁场在所选的梯度序列期间在适当的时间产生，如果在研究中使用射频脉冲，该数字发射器64所选的整体射频线圈和可插入式射频线圈之一在适合于所选序列的时间产生B₁射频场脉冲。

线圈40所接收的MR信号由数字接收器66解调并存储在数据存储器68中。来自该数据存储器的数据被重构或阵列处理器70重构成体积图像表示，所述体积图像表示被存储在图像存储器72中。如果相控阵列被用作接收线圈组件，则该图像可从线圈信号得以重构。视频处理器74在操作员控制下将所述体积图像表示的所选部分转换成本领域常见的切片图像、投影图像、透视图等，以显示在视频监视器上。

改进的磁共振波谱成像(MRSI)：

使用MRSI进行分子成像的挑战在于：目标分子的体内浓度非常小，以至于在临床上可行条件下(该条件包括使用MRI扫描仪以合理的场强和合理的时间周期对样本进行临床扫描)检测非常困难或者根本不可能。因此，医生已逐渐转向使用F¹⁸和其它放射性同位素的放射性标记，作为利用PET用于检测目标分子的信号源。

一个恰当的例子是经由糖酵解转运到细胞的氟化葡萄糖。已知癌细胞可以具有比健康组织更高的糖酵解速率。一旦在细胞中，氟化葡萄糖经由己糖激酶代谢成氟化葡萄糖-6-磷酸和其它代谢物。这些分子以比普通葡萄糖代谢中低得多的速率被转运出细胞。结果是，氟化葡萄糖-6-磷酸可被认为是被“捕获(trapped)”在细胞中很长一段时间(长于1小时)。因此，可预期的是，可定量地评价显示高于氟化葡萄糖背景浓度的细胞团为癌性的可能性。

PET F¹⁸DG作为用于识别癌组织存在的一种可靠技术已出现30年，并且近来PETF¹⁸DG已被用于其它诊断用途，包括：评估和管理疑有缺血性左心室收缩功能障碍的患者，以及评估和管理具有某些神经病学征兆(如痴呆和癫痫发作)的患者。然而，该解决方案具有使患者经受放射性负担的相当大的缺陷，从而使得其仅间歇地在下述情况下使用，所述情况即：鉴于个体患者的健康风险，(治疗医生和患者)确定PET扫描的益处，以超过辐射负担，比如在已做出癌症的阳性鉴定之后。另外，在制备、配送和使用放射性同位素时，对医护人员及周围环境的成本和风险很高。

由于F¹⁸DG中的放射性同位素发射出的信号强度很大，所以PET研究需要很小剂量的F¹⁸DG。相比之下，F¹⁹DG是非放射性的并且与F¹⁸DG在生物学上一致，但在临床安全剂量水平，研究已经表明，其关键代谢物——细胞内F¹⁹DG-6-磷酸——可在临床上可行条件下(合理的MRI磁场强度和合理的临床扫描次数)在低于公开的MRSI方法和系统的检测阈值的极低浓度下获得。因此，F¹⁸DG目前用作使用PET的诊断成像试剂，而F¹⁹DG还未被表明可在临床上用作使用MRSI的诊断成像试剂。

迄今为止，MRSI向临床应用的转变已受到低浓度下目标分子的低信噪比(SNR)的阻碍(如在上面的示例中)和/或受到难以获得目标分子的光谱选择性的阻碍。尽管通过各种工程改进(例如更强的磁场)可获得对SNR的适量增加，但没有一种具有能够检测上述体内生物标记物的潜力。

申请人已经设计出一种新方法，以基于受控反馈驱动磁共振解决这些限制，本文中受控反馈驱动磁共振被称为“超辐射”(SR)MR磁共振。目标是利用SR以使得成像快得多和/或增加靶向分子的光谱选择性，以便有目的地对使用MRSI技术的分子检测进行改进，尤其是对临床可行条件下使用标准MRSI技术无法检测到的分子检测进行改进。改进的光谱选择性将使得MRSI技术能够产生例如葡萄糖、胆碱、乳酸盐等的临床相关分子的更加灵敏和详细的体内图。下面公开的方法考虑到使用例如质子、F¹⁹和其他稳定核的非放射性标记物来代替例如F¹⁸或N13的放射性标记物，这极大地改进了MRSI在临床使用中的潜力。这反过来使得医师能够基于MRSI数据作出诊断、治疗和手术决定，从而改变可用于患者和医师的临床成本/收益分析，这是因为MRSI不会使患者暴露在与PET和/或计算机断层扫描(CT)相关联的有害电离辐射中。MRSI作为非放射性诊断技术的益处和潜在应用是显著的，并且可以适时包括对特定疾病的较早筛选、治疗反应的实时监视以及其他临床应用。

本发明教导了利用本文定义的所谓“超辐射”(SR)状态的特性的方法和系统，从而：1)增加来自一个或多个靶核的每单位时间的有效信号噪声比；和/或2)改进用于多种MRSI研究的分子之间的可区别性。本发明还教导了用于对临床MRSI条件中的低浓度分子产生SR状态的方法和系统。

如本文所述，SR状态并不出现在正常的临床MRSI条件下。因此本文教导了在MR机器中包括线圈，已配置该线圈的电子电路，以放大任何反馈场，今后该线圈被称为反馈使能线圈(FEC)，MR机器还包括体积，今后被称为辅助旋转贮存器(SSR)。SSR的作用是便于产生SR条件，以使得为了改进一种或多种MR研究、成像协议、光谱分析等，可以更充分地利用(下文中描述)SR状态的特性。在优选实施例中，SSR是容器，该容器具有预定浓度的将成为SRMRSI靶分子的一种或多种分子。SSR优选地位于体外，并且被放置在待成像的样本(例如人或动物)附近且在一个或多个FEC的视场(FOV)内。SSR也可以被包含在其自身专用的线圈/FEC装置内。

申请人已经发现：

1)在SR条件下，即便是浓度非常低的核的核磁化也可以非常迅速地回到平衡，远远快于“正常”T₁(即在非SR条件下回到平衡所需的时间)，返回时间取决于τ_R(由下文定义)，其反之可被选择；例如通过调整FEC的设置和/或SSR中的分子特性。

2)在成像线圈的视体中具有不同化学位移/或不同T₂s的核能够彼此区分开来，因为它们将具有不同的(上面定义的)τ_R和t₀s。

3)通过调整FEC的相位，在一个或多个靶核磁化中能够诱发频率偏移。这也能够单独地或结合其它方法使用，以区分成像线圈的视体中具有不同γ和/或不同T₂s的分子。

本申请还涉及用于使用本文所述的SR技术和SSR来检测和/或成像受试者(例如患者或者动物)体内的生物标记物的方法。所述方法可以包括：

i)向待成像的受试者施用组合物，该组合物包括成像量的至少一种生物标记物或前驱生物标记物分子；

ii)将受试者定位在具有FEC和检测线圈的MRSI设备中，以允许检测体内的生物标记物；

iii)将含有预定量的生物标记物分子的SSR包入FEC中，其中，SSR中生物标记物分子的预定量是生物标记物诱发SR状态所需的量；以及

iv)使用MSR1检测受试者中的生物标记物并获得样本的期望区域的图像。

v)将上述获得的数据与从相同会话中的对象获得的可能是有用的且在本领域已知的解剖学数据及其他MRI数据相结合，以形成复合数据库及源自该数据库的图像。

本发明方法中所使用的生物标记物可以是任何临床相关的分子，其将被受试者接受且在受试者的系统、器官、组织或肿瘤区域中累积，这些区域为了实现成像和/或诊断目的而受到关注。在一个优选的实施方案中，生物标记物是含有至少一个或多个氟原子的分子。氟是优选的实施方式，这是因为它是100％¹⁹F的同位素，其在体内具有相对较大的回磁比和低背景信号。

上述方法中一个或多个生物标记物可被施用至样本以提高成像能力。还可以设想到的是，前驱生物标记物可以被施用至受试者。如本文所使用的，前驱生物标记物通常是在施用后被受试者代谢的分子，其随后产生单个代谢物分子或多个代谢物分子，该代谢物分子可被选择作为用于成像的目标生物标记物。在这样的情况下，SSR可以含有所选的代谢物且可含有或可不含前驱物。还可能的是，所施用的生物标记物可以用作用于成像的目标生物标记物以及用作前驱生物标记物，使得所施用的生物标记物的代谢物可靶向用于成像。

所述SSR被配置成含有一定量的生物标记物，其适于在FEC中诱导用于生物标记物的SR条件。所述SSR可以含有一个或多个生物标记物，其中SSR装置中的每个生物标记物的存在量能够在MRSI装置中包括的FEC内诱导用于特定生物标记物的SR条件。

在合适的条件下，包含在一个或多个FEC线圈中的样本中的一个或多个分子的核磁性可以用于自身反馈。在这样的条件下，我们将这些分子描述为处于“超辐射(SR)状态”。所述SR状态被定义为τ_R≤T2。临床MR机器不能正常生成产生τ_R≤T2所需的条件。除了其他教导之外，本发明还教导了用于实现SR状态的方法和系统，即使对于处于其他临床条件的低浓度分子也可以实现。这些教导包括：使用反馈使能线圈，使得MR机器中所包括的或加入到MR机器的一个或多个FEC线圈的活性Q可以很高，并且使用SSR，优选为体外，以确保MR机器中的一个或多个分子处于SR状态中。

本发明的实施例采用上述SR状态的特性，优选地结合体外SSR，以大大提高具有固有低浓度的生物标记物或分子的MRSI图像或光谱分析中的可达到的信号噪声比(SNR)。申请人发现SNR中的潜在增益应当足以用来在临床条件下检测体内的许多生物标记物-具体地但不唯一地，含有一个或多个F¹⁹原子的生物标记物。

先前已经证明，通过产生SR条件，样本的核磁性可以很快地旋转回到其平衡位置。例如，在SR状态中，已经表明，在现有技术中，水中99.96％的平衡1H磁化可以在10毫秒内回到平衡，远远快于水的“天然”T₁，其经测量为865毫秒。

能够增加每单位时间的扫描次数，这可对MRSI扫描中获得的强度产生直接影响。例如，信号平均化是公知的用于增加图像强度的技术，其中将连续扫描加起来；总体影响是以N的平方根提升SNR，其中N是扫描次数。因为临床MRSI会话通常被局限于每个样本不超过一小时，增加每单位时间的扫描次数能直接提高图像强度。

众所周知的是，磁共振系统中的反馈具有高磁场、高Q和高密度的核。然而，在微摩尔范围中的常规浓度和临床MRSI条件下，用于生物标记的检测和/或成像的反馈产生更具挑战性。体内生物标记的浓度通常太低而不能在3T或甚至7T临床MRSI装置内产生SR条件。即使有放大反馈场的电路，然而放大器增益必须非常高以在具有微摩尔等级上的浓度时在生物标记申产生反馈。即使可以采用非常高的增益，在这样的情况下，靶核的非常低的SNR将很难使其产生有用的信号用于反馈；噪声会覆盖信号。另外，在体内MRSI扫描期间，除了1H之外，所关注的核通常部分旋转。1H在所有核中具有最高的回磁比，因此最容易产生反馈；尝试使用F¹⁹和C¹³旋转的系综产生反馈更为困难。

本发明的实施例采用前述FEC和SSR，以通过将预定量的一种或多种分子包括在MRSI装置的FEC中，优选地为在样本体外，使低浓度分子(即生物标记物)的磁化更容易地反馈，所述一种或多种分子有助于为靶或生物标记物分子(图2)创建SR条件。在一个优选的实施方案中，SSR中的分子和体内靶或生物标记物分子相同。在进一步的优选实施例中，使SSR中的分子的浓度足够大，以在MRSI装置中产生给定磁场和线圈排布的SR条件。在进一步优选的实施方案中，MRSI装置中的一个或多个线圈是能够进一步增强控制SR条件产生的反馈。

其它实施方案包括使用包含一种或多种分子的SSR，该分子含有核，该核的共振与那些体内靶或生物标记物分子的共振即使不是完全相同，也是相似的。

由于包含了体外的SSR与FEC，使得一个或多个靶或生物标记物分子的核磁化能够被快速刷新。因此，每单位时间取得的图像数量增加，导致每单位时间更高的信号平均和所得图像更高的强度。

SSR可以包括用于靶或生物标记物分子的存储装置或容器，需要预定量的靶或生物标记分子，以产生SR条件和可选的用于靶或生物标记物分子的载体。该SSR存储装置或容器应当由任何不会干扰MRSI装置操作的适当的材料制成，例如玻璃或塑料，并且该材料可以是刚性的或柔性的。在本发明的实施方案中，该存储装置是安瓿。安瓿可以为任何尺寸、形状和容积，并可以很容易地安置在MRSI装置中。在一些实施方案中，安瓿应当具有约1毫升到3000毫升的容积，优选为约1ml到约1000ml的容积。在某些实施方案中，该SSR存储装置或容器被密封，以防止内容物的污染并防止靶或生物标记物材料离开容器。如果在该SSR存储装置或容器中采用该载体，其可以是水或另外的合适的液体，比如醇或有机溶剂。载体也可以为惰性填料，例如乳糖或微晶纤维素。在本发明的替代性实施方案中，SSR包括片剂或胶囊，其含有生成SR条件所需的预定量的靶或生物标记分子。

在某些实施方案中，将以可以被扫描的条形码或二维码标记SSR，并将数据发送到MRSI装置以使MRSI装置和操作员知道哪些靶或生物标记分子将是SR条件的对象。此外，该条形码或二维码可以有助于给患者开发票。该标签将包含文字和/或视觉符号，其可以使得MRSI装置的操作人员选择合适的SSR用于包含特定的患者扫描。

因为特定患者中靶或生物标记物分子的体内水平的变化性，SSR将准备至少最小量的靶或生物标记物分子，该最小量是一个或多个FEC内生成SR条件所需的最小量。这样的量将是即使在来自患者的靶或生物标记物分子没有任何贡献的情况下生成SR条件所需的量。换言之，当患者不存在于线圈或MRSI装置中时，SSR将含有在MRSI装置的FEC内生成SR条件的目标或生物标记物分子的量。本发明的实施方案中，生成SR条件所必要的最小量的靶或生物标记物分子可以通过应用以下方程来确定：τ_R≤T2，其中τ_R在前一节中限定。

必要的或最小数量的靶或生物标记分子可在存在于线圈或设备的一个或多个SSR设备中。类似地，如果一个以上的靶或生物标记物分子是MRSI扫描的焦点，则每个单独的靶或生物标记物分子可存在于分离的且不同的SSR设备，或者单独的靶或生物标记物分子的组合可存在于一个或多个SSR装置中。

本发明的实施方案亦可使用SR，以在MRSI研究中更有效地在分子间进行区别。

根据以上方程，可以得出用于对来自不同分子的共振之间的区别进行增强的若干方法。例如，上面的方程18表明，特定分子的磁化到翻转回到90度(即，其中t＝t0)所需要的时间取决于τ_R，而τ_R反过来又取决于样本中的分子的量。可以在外部调节对于靶分子的τ_R；具体而言，可以使它非常不同于FOV中的任何其它分子。在一个实施方案中，这可通过在FEC中包括含有大量靶分子的SSR来完成。在另一个实施方案中，这可通过调整反馈使能线圈或线圈的增益和/或相移来完成。在一个优选的实施方案中，对含有靶分子的体外SSR的包括和对FEC的调节都用于在目标分子中产生期望的SR特性。

例如，靶分子的磁化可以被转动到90度(相对于主磁场)，而其它的那些则保持在180度或成其他角度，如图3所示。这可以有助于对核的一个系综与另一系综的磁化进行区分。

本发明的实施方案包括在标准临床MRSI条件下产生SR的方法(和用于实现这些方法的相关系统和机器可读程序)。例如，申请人已经发现，通过以下方式可以在体内创建反馈条件的产生：引入填充有一种或多种靶生物标记物分子的体外SSR，SSR在患者外部，但仍在FEC内部(图2)。大量相同分子的存在使得能够创建专门调谐到该分子和/或该分子中的特定核的SR。由SSR中大量的自旋创建的反馈场影响同样在样本内的的相同靶分子。因此，样本内的靶或生物标记物分子中的所关注的核可以获得高加速恢复平衡的益处，即使它们的体内浓度极低。这使获取体内图像/光谱的速度快得多，增加了每单位时间的SNR和图像强度。申请人已经发现，以这一方式获得的强度增益足以允许体内许多具有固有低浓度的不同分子成像。

申请人进一步发现，通过选择性地将上述方法中的任一种与一种线圈结合，所述线圈的电子电路被配置成以便放大和/或相位调节任何反馈场，可增强用于在各种环境条件下产生SR的条件。图4示出了这种线圈的电路的一个实施例。对这种线圈的进一步细节可参见于2012年12月4日提交的第61/733,415号美国临时专利申请，该申请在此通过引用并入其全部内容。其它优选实施例可以包括采用RF脉冲序列以创建用于所关注的一个或多个靶核的SR条件。

另一RF线圈的实施方案

至今，SR条件在临床MR中很大程度上还是未知的，这是因为必需的条件——高磁场和/或高探针品质因子Q——不能通过本领域已知的在市场上可买到的磁共振机产生。SR条件是高场NMR研究中较为普遍的现象，其中因为它们最熟知的效果是要拓宽处于观察下的核的光谱线，所以它们通常被认为是一种烦恼。当人们试图解析单个样本中的多种不同分子的身份时，这是许多NMR研究的典型目标，SR条件并不是期望的。本发明认识到当目标是识别和量化除了视场中其他分子之外的单个分子时，SR条件可以是有好处的。通过加入控制的概念，通过使用反馈使能线圈(FEC)和辅助旋转贮存器(SSR)，SR可以实现很有效的反馈驱动的MR方法。

如本文其它地方所讨论的，当τ_R≤T2的条件被安排用于一组或多组核时，其中τ_R＝1/γβ|sinα|M_o，发生SR。在该表达式中，β和α是反馈使能线圈产生的增益因子的幅度和相位，γ是回磁比，且M₀是磁化的最大值，该最大值将等于热偏振。

如上所看到的，本领域至今已知的磁共振扫描仪通常不能产生SR所需的条件。另外，它们通常并不设置为反馈使能设备。克服这些因素的一个方法是建造能产生反馈甚至在临床MR条件下产生反馈的线圈。线圈/电子器件优选地能够调节磁化的相位以及反馈的增益。我们称这种线圈为反馈使能线圈(FEC)。下面给出了示例性硬件的示意图。

本领域已知的反馈系统的实例在图8中示出。在该特定情况下，以典型的方式使用发射/接收表面线圈。原则上，可使用任何射频线圈，甚至是只接收线圈，因此我们将这种线圈称为射频线圈。前置放大器的输出被分离出来并馈送到反馈电路。在应用适当的衰减和相位设置/移动之后，反馈电路的输出然后经由感应耦合回路反馈到射频线圈。原则上，增益和相位可以是可能将辐射衰减常数缩短至任意期望值的任意值。此外，因为使用PIN二极管开关，辐射衰减可以经由脉冲序列在系统控制下打开和关闭。

然而，对于辐射衰减的实际实施方式，图8的电路具有两个主要的缺点。感应耦合回路是松散地耦合到射频线圈。这对于防止反馈电路的输出不利地影响射频线圈的调谐和匹配，是必要的。因此，反馈电路需要比必要的功率更大的功率。为了实现小的辐射衰减常数，必需提高效率以减少功率需求。第二个缺点是来自射频线圈的信号具有两个显著的分量。一个分量是自旋系统磁化产生的RF信号。第二个分量是由反馈电路产生的信号。幸运地，这两个分量通常相移90°，从而可以保持反馈电路的稳定操作模式。虽然电路的低效率有助于提高稳定性，但电路将对相位敏感。在足够的增益下，存在产生正反馈的危险。

申请人开发了一种电路设计，它克服如图9所示的这些缺点。图9的实施方案的部件是隔离块，这使得来自RF线圈的反射功率出现在该电路的输出而非输入上。该区块可能具有不同的设计，这取决于所采用的RF线圈的类型。来自NMR线圈的反射功率将再次具有两个分量，一个分量来自自旋系统，而另一个分量将为与线圈失配的反射功率。所述隔离块内的附加的远程调谐/匹配电路可以使由于任何阻抗失配引起的反射功率最小化，同时自旋系统产生的NMR信号高效地耦合到接收器和反馈电路。这可以使不需要的分量最小化，同时维持与线圈的有效耦合。如果RF线圈的实施例是只接收线圈，则通过从图中移除发射器以及RF功率放大器，进一步简化电路。隔离块的设计可以根据所使用的线圈的类型来变化。如果使用表面线圈(或被认为是线性的任何线圈)，那么隔离块可以使用正交混合器连同分配器，即Wilkinson分配器和远程匹配电路。如果使用正交或圆形极化线圈，则隔离块可以包括两个远程匹配电路和一个正交混合器。隔离块的其它设计也是可能的，其主要目的是用于将信号分离成正向功率(线圈传输)和反射功率(线圈接收)。这种设计可扩展为并行成像线圈阵列。

电子噪声在电路中以与信号相似的方式被放大并被反馈。如果噪声足够大，则可能会压倒所期望的SR效应并使自旋随机地振荡或根本不振荡。

为了限制噪声的影响，在一个优选实施方案中，该电路可以包含一个或多个RF滤波器；例如，带通滤波器，其通带集中在靶核的拉莫尔频率上。先前的RF反馈线圈设计未将该特征与申请人所知相结合。整个滤波器带宽优选为足够小，以确保滤波器带通中的所有或大多数频率分量不会产生正反馈。

申请人进一步发现，不同的电子部件具有不同的群延迟；即，表现出相移和频率之间的不同的关系。希望使用这样的部件，它们的集合群延迟尽可能的短，以使一个或多个移相器可以用于有效地反馈一个或多个靶磁化。这对于其群延迟可以在大范围内变化的滤波器尤为如此。

实施例

在一个实施例中，可以使用在1.5T西门子Avanto MRI扫描仪(图10A)上操作的可商购的头部线圈(例如图10C)(例如，单声道)，并改造成使用具有隔离块的反馈电路进行操作，如上文参照图9所述，诸如图10B所示的说明性实施例。可最初使用低功率放大器(～10瓦)来测试该反馈电路，以确保不发生正反馈，并得到初始结果。

图11提供说明性电路的更进一步的实施例。所示电路通过将辐射阻尼(“RD”)发射和接收的时间分离来提供时间交错反馈。这种方法的优点是：避免了正反馈，从而允许施加更大的增益。这进而可以允许较短的RD时间常数。电路的描述如下。单刀双掷SPDT开关用来在正常MR扫描仪操作和RD反馈模式之间转换。当在RD模式中操作时，经由脉冲或样本系列通过采样保持(S/H)和发射-接收开关(T/R)的切换，实现反馈时间分离，脉冲或样本系列由MR光谱仪提供。脉冲序列通常的数量级为10-100KHz。两个混频级(用X表示)是正交调制器，其将反馈信号转换成DC，用于采样和保持，然后将采样保持输出转换回到自旋的拉莫尔频率。移相器提供适当的相位，使得RD场将驱动自旋回到平衡状态。回路的总增益(G)被调整，以使有效RD时间常数减小。

已经开发了许多射频脉冲序列以驱动平衡恢复时间低于T₁，从而更快地获取图像。例如，驱动平衡傅立叶变换(DEFT)在成像扫描之后施加一个重建的射频脉冲，来驱动残留横向磁化至平衡状态。在某些情形下，这种技术效果很好，但对于许多T1＞＞T2的体内分子来说，DEFT效果不是很好。其它射频脉冲程序具有类似的缺点。

一个用于MRSI成像的关注的生物标志物的例子是胆碱。胆碱是一种用于诊断多种癌症特别是脑癌的生物标志物。具体地说，疑似组织中升高的胆碱水平与可以与非癌组织中的背景胆碱水平相比来诊断癌症的存在。

通过分析从疑似组织中获取的质子光谱，通常在MRSI实验中检测到胆碱。在质子光谱本质上并不太宽，仅～15ppm。另外，胆碱的质子共振与在相同组织中经常发现的葡萄糖、烟酰胺等其他分子的共振非常接近。因此一个问题是将属于胆碱分子的共振与同样在MR视场中的所有其它分子的共振进行区分。

申请人发现，通过将充填有一个或多个分子的SSR包括在一个或多个FEC中，来自FOV中一个或多个靶分子的核磁化可以被设置为自身反馈。申请人进一步发现，除了包括这样的SSR，通过按照图4所示的方式修改一个或多个FEC，可调节反馈参数，例如那些靶分子的核磁化的增益和/或相位。

由于上述的方程15和18可知，随后，该方法可被用于使来自靶分子的核磁化的角度相对于FOV中的其它分子偏移，和/或使其共振频率其相对于FOV中的其它分子偏移。

其它与本发明的实施方案相关的靶或生物标记物是：(i)肌酸(Cr)、(ii)肌酸酐(Cm)、(iii)磷酰基(PCr)、(iv)肌酸激酶(CK)、(v)线粒体CK同功酶(Mi-CK)、(vi)细胞溶质的脑型CK同功酶(B-CK)、(vii)细胞溶质的肌肉型CK同功酶(M-CK)、(viii)L-精氨酸：甘氨酸脒基转移酶(AGAT)、(ix)S-腺苷-L-甲硫氨酸：N-胍基乙酸甲基转移酶(GAMT)、(x)胍基丙酸盐(GPA)、(xi)胍基丁酸盐(GBA)、(xii)环肌酸51-羧甲基-2-亚氨基咪唑啉(cCr)、(xiii)同环肌酸51-羧乙基-2-亚氨基咪唑啉(hcCr)、(xiv)胍乙酸5胍基乙酸(Ge)、(xv)脒基牛磺酸(Tc)、(xvi)胍乙基磷酸丝氨酸(L)、(xvii)N-磷酸化形式的胍化合物(PCrn、PGPA、PcCr、PhcCr、PArg、PGc、PTc、PL)、(xviii)精氨酸激酶(Arg K)、(xix)2，4-二硝基氟苯(DNFB)、(xx)S-腺苷-L-甲硫氨酸(Ado-Met)、(xxi)还原型谷胱甘肽(GSH)、(xxii)氧化型谷胱甘肽(GSSG)、以及(xxiii)L-鸟氨酸：2-酮酸转氨酶(OAT)或(i)柠檬酸、(ii)乙酰基辅酶A(乙酰基CoA)、(iii)草酰乙酸、(iv)顺乌头酸酶、(v)丙酮酸盐、(vi)烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、(vii)还原型黄素腺嘌呤二核苷酸、(viii)乳酸和(ix)N-乙酰天冬氨酸。

另一个与本发明的实施方案相关的靶或生物标记物是：氟化的葡萄糖，例如2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖、3-氟-3-脱氧-D-葡萄糖或4-氟-4-脱氧-D-葡萄糖，并且优选地2-氟-脱氧-D-葡萄糖。这些分子中的氟原子是F¹⁹。2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖也称为FDG、F¹⁹DG或氟代脱氧葡萄糖。FDG的放射性形式，即F¹⁸DG，是市场上可买到的与PET相结合用于诊断目的的静脉内给药的放射药物。

FDG可作为各种系统的诊断试剂，尤其是癌生长，因为同正常健康细胞相比，癌细胞以更高的速率消耗葡萄糖。在氟原子同羟基部分大小的相似性允许FDG与葡萄糖竞争以从患者的血液转运至靶组织或细胞。因此，因为癌细胞比正常健康细胞消耗更多的葡萄糖，癌细胞将比健康细胞消耗更多的FDG，并且随后比健康细胞具有更高浓度的FDG，从而允许根据本发明的MRSI成像。FDG也是有用的诊断试剂，因为它被代谢，即，经过磷酸化成为单磷酸酯，有时被称为FDG-6-P或2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖-6-磷酸。与经过磷酸化的葡萄糖不同，FDG-6-P不能用于其它的糖酵解途径，并且其具有膜渗透性，从而阻止从细胞扩散回到血液中。因此，FDG-6-P被捕获于细胞内并成为受试者体内代谢形成的生物标记物。

本发明的实施方案中，FDG可用于肺结节的表征，对主要通过由颈部腺病、肝或骨转移引起的原发性癌的检测和/或胰腺肿块的表征。本发明的实施方案中，FDG可以用于为头部和颈部癌症分级，包括辅助引导活组织检查、原发性肺癌、局部晚期乳腺癌、食管癌、胰腺癌、结肠直肠癌特别是对复发进行再分期、恶性淋巴瘤和/或恶性黑素瘤。本发明的实施方案中，FDG可以用于监控头部和颈部癌症和/或恶性淋巴瘤的治疗反应。本发明的实施方案中，FDG可用于检测高级恶性肿瘤神经胶质瘤(III或IV)的复发、头部和颈部癌症、甲状腺癌(非髓质)、原发性肺癌、结肠直肠癌、卵巢癌、恶性淋巴瘤和/或恶性黑色素瘤。本发明的FDG和使用所述FDG的步骤(以及相关联系统和机器可读程序)也可以用于存活心肌组织对葡萄糖亲和性的诊断测试。FDG的附加应用包括对某些神经疾病的诊断或评估，例如痴呆或癫痫，其中葡萄糖代谢减退的组织是病理学的指标。

本发明的实施方案包括方法(和相关系统和机器可读的程序)，用于采用本文所述的SR和SSR技术，检测和/或成像样本中的氟化葡萄糖和/或体内氟化葡萄糖。这些实施方案包括以下步骤：

i)向受试者施用一种组合物，所述组合物包括成像量的氟化葡萄糖，优选为氟代脱氧葡萄糖；

ii)将受试者定位在具有反馈使能线圈和检测线圈的磁共振波谱成像设备中，以允许在体内检测氟化葡萄糖、氟化葡萄糖的代谢产物，例如FDG-6-P、或氟化葡萄糖和氟化葡萄糖的代谢产物的组合；

iii)将SSR定位在FEC区域，该SSR含有预定量的氟化葡萄糖、氟化葡萄糖的代谢产物、或氟化葡萄糖与氟化葡萄糖的代谢产物的组合，其中，SSR中氟化葡萄糖、氟化葡萄糖的代谢产物或氟化葡萄糖和氟化葡萄糖的代谢产物的组合的预定量是针对于氟化葡萄糖、氟化葡萄糖的代谢产物、或氟化葡萄糖与氟化葡萄糖的代谢产物的组合而言诱导SR状态所必需的量；以及

iv)使用磁共振波谱成像检测受试者中氟化葡萄糖、氟化葡萄糖的代谢产物、或氟化葡萄糖与氟化葡萄糖的代谢产物的组合，并获得本本发明的受试者实施方案的期望区域的图像；

v)将上述获得的数据与从相同会话中的受试者中获得的可能有用且本领域已知的解剖学数据及其它磁共振成像数据相结合，以形成复合数据库和源自所述数据库的图像。

在上述方法中施用给受试者且包括氟化葡萄糖组合物可以是固体或液体。如果是固体，它的形式可以是粉末、小药囊、片剂或胶囊。固体组合物将包括氟化葡萄糖和常规药物赋形剂，氟化葡萄糖优选氟代脱氧葡萄糖，含量是50至1000mg。本发明中有用的药学上可接受的赋形剂可以选自由以下组成的组：填充剂、粘合剂、润滑剂、助流剂、防粘剂、调味剂、着色剂、崩解剂及其混合物。对本发明中可采用的药学上可接受的赋形剂的更详细描述可以参见Rowe等，Handbook of Pharmaceutically Acceptable Excipients(第4版，2003年)或美国药典第29版，两者均通过参考并入本文。在本发明的某些实施方案中，氟化葡萄糖是靶生物标记分子，在施用给受试者的组合物中使用的常规药学上可接受的赋形剂应当排除或限制糖类化合物，例如乳糖、蔗糖、麦芽糖和果糖，因为这些化合物将会与受试者吸收氟化葡萄糖形成竞争。

填充剂，有时称为稀释剂，可接受的填充剂的示例包括水、糖类、例如乳糖、蔗糖、麦芽糖或微晶纤维素；粘土及其混合物。优选地，填充剂应当是非糖类化合物。

本发明中有用的粘合剂包括具有内聚性的药学上可接受的物质。一些示例包括纤维素，例如羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素钠；聚乙烯吡咯烷酮；糖类；淀粉及其混合物。优选地，粘合剂应当是非糖类化合物。

本发明的实施例中有用的润滑剂、助流剂和/或抗粘剂的示例可以包括滑石、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、氢化植物油、聚乙二醇、二氧化硅及其混合物。

在本发明实施方案中可使用的调味剂包括：胡椒薄荷、绿薄荷、冬青、肉桂、椰子、咖啡、巧克力、香草、薄荷醇、甘草、茴香、杏、焦糖、菠萝、草莓、覆盆子、葡萄、樱桃、混合浆果、热带水果、薄荷及其混合物。

本发明实施方案中可使用的着色剂包括：FD&C-型染料和色淀、水果和蔬菜提取物、二氧化钛及其混合物。

本发明实施方案中可使用的崩解剂的示例包括：玉米淀粉、交联羧甲基纤维素钠、交聚维酮(聚维酮XL-10)、羧甲基淀粉钠(EXPLOTAB或PRIMOJEL)或上述的任意组合。

固体组合物应设计为在口腔中迅速溶解、被咀嚼或在吞服5至30分钟后将全部的氟化葡萄糖释放入胃或胃肠道。在本发明的实施例中，固体组合物为25-2000mg的口服片剂，优选地为50-1500mg的口服片剂，最优选地为100-1000mg的口服片剂。

液体组合物可以是溶液或混悬剂的形式，能够将其口服施用，即，由病人喝下去。这些液体组合物包括氟化葡萄糖和液体载体，液体载体例如水、乙醇、或水与乙醇的混合物。液体口服组合物还可以包括常规药物赋形剂，例如防腐剂、抗菌剂、缓冲剂、pH调节剂、调味剂、染料或其组合。本发明的液体组合物中可使用的可接受药物赋形剂的更详细描述，可见于Rowe等人，Handbook of Pharmaceutically Acceptable Excipients(第4版，2003年)或美国药典第29版，这两者均通过参考并入本文。

液体组合物也可以是可肠胃外给药的组合物，即，静脉内或肌内给药。肠胃外给药的液体组合物将包括氟化葡萄糖和液体载体，液体载体优选为注射用水。肠胃外液体组合物还可包括常规药物赋形剂，例如防腐剂、抗菌剂、缓冲剂、pH调节剂、张度剂、抗氧化剂或其组合。可接受药物赋形剂及其制备方法的更详细描述，可见于Remington，The Scienceand Practice of Pharmacy第21版，2005年，第802-847页，该文献通过参考并入本文。在本发明的实施方案中，液体组合物为静脉内溶液，该溶液包含生理盐水中5％的氟化葡萄糖(50mg/ml)、将pH调节至约6.2的柠檬酸钠和柠檬酸。

根据已知的葡萄糖和F¹⁸DG的药代动力学，估计根据本发明待施用至样本使MRSI设备成像的氟化葡萄糖的量将在约10mg/kg至约200mg/kg的范围内，优选为约25mg/kg至约100mg/kg，更优选为约35mg/kg至约65mg/kg，以及最优选为约50mg/kg。普通技术人员能够容易计算待施用至样本的FDG的量以及上述固体或液体组合物的量，这些量将提供所需的剂量范围。

应该将氟化葡萄糖组合物在空腹条件下施用于患者。优选地，在氟化葡萄糖组合物的施用之前，除了水或黑咖啡，患者应当避免食用或饮用任何东西至少四(4)小时，优选为6小时。最优选地，给药时患者应该具有低于150mg/dL的血糖含量，优选地低于125mg/dL，最优选地为100mg/dL或更低。一旦将氟化葡萄糖组合物施用于患者，如果静脉内施用组合物，成像应该在10至90分钟内开始，优选地在20至60分钟内开始，口服给药后成像应该在20至150分钟内开始，优选地在30至120分钟内开始。

采用本文所述的SR和SSR技术可以特定地制备除氟化葡萄糖和胆碱之外的分子，用以增强它们对于检测和/或分辨的能力。作为非排他性的实例，可以将F¹⁹单独地或成倍地添加到许多不同的分子中，所述分子包括药物(人用和兽用)药妆和保健品、农业化学品、蛋白质、碳水化合物等。在优选的实施方案中，CF₃、CHF₂、CH₂F等基团可被CH₃取代并且将所有这些基团与C、S、N等结合，和/或添加到各种各样的分子，以使分子的F¹⁹磁化更易被检测/分辨。

此外，认为，采用本文所述的SR和SSR技术成像，可使用现有的氟化分子，诸如FASLODEX(氟维司群)、NEXAVAR(索拉非尼)STIVARGA(瑞格非尼)、非放射性形式的AMYVID(氟比他匹)、BANZEL(卢非酰胺)、ZELBORAF(威罗菲尼)和5-氟尿嘧啶。

用于体内检测和/或成像受试者(采用本文所描述的SR和SSR技术)中的氟化葡萄糖的氟化葡萄糖和/或代谢物的SSR应包含约0.1至约1％体积的FDG、FDG-6-P或其组合，优选为0.5％的体积。在优选的实施方案中，SSR可以单独包括至少10克的FDG、单独包括至少10克的FDG-6-P、或至少10克FDG和至少10克FDG-6-P的组合。

如Ruiz-Cabello等人在Fluorine(¹⁹F)MRS and MRI In Biomedicine，NMR inBiomedicine(2011)；24，114-129(下文中称为“Ruiz-Cabello”，其以全文通过引用并入本文)中推断的那样，由于体内固有的低¹⁹F浓度，低SNR在成像含有¹⁹F的分子中仍然是一种挑战。然而，申请人已意识到，通过使用如本文所描述的超辐射技术成像¹⁹F时，能大幅度改进几乎所有(即便不是所有)使用的技术和分子和在Ruiz-Cabello中所得的结果，从而解决磁共振成像领域中的许多长期困惑但未被解决的问题。

如Ruiz-Cabello所观察到的，对于产生类似于¹H磁共振成像图像质量的¹⁹F磁共振成像，其信号源于存在于体内的全部核的几乎三分之二，除了较高组织浓度之外，该药剂还受益于分子上极高密度的¹⁹F核。当置换烃链上的一个、一个以上、或所有¹H核体时，全氟化可以提供相当密度的¹⁹F核。全氟化碳(PFC)是与常见有机化合物(例如烷烃)结构类似的分子，除了所有的氢原子被氟所取代之外。这些试剂很适合医学应用。

液态全氟化碳具有低水溶解度，这以其自然形式在化合物的靶位点导致慢扩散和长租赁。虽然全氟化碳是疏油的，由于疏油度通常小于疏水性、全氟化碳倾向于分配到细胞膜的脂质成分中，并且在一些情况下影响细胞对某些刺激剂和应激物的响应。渗透深度和渗透率可以根据粒度和用不同全氟化碳制备的乳液脂溶度进行调节。全氟化碳的特征是非常低的表面张力，这使其很适于某些应用(例如肺泡腔内)。有效的流动性(粘度)和分散的正系数使得这些分子在表面上均匀分散。

根据本发明基于使用SR直接检测氟化分子的第一组应用，使用全氟化碳乳液的细胞示踪和体内监测氟化药物及其代谢物。一个示例是将超辐射MRS技术用于检测5-氟尿嘧啶(5-FU)，其是一种化学治疗剂。由于5-FU(在mmol/g的湿重范围内)和临床使用剂量的含氟药物的低组织浓度，除了确定SNR的常规的因素，诸如磁场强度、检测器设计等，¹⁹F超辐射MRS和MRI的灵敏度主要取决于化合物中存在的氟原子的数目和剂量。

第二组应用包括多个示例，其中氟分子响应于特定参数，诸如配体的存在。氟化的化合物能够检测氧，H⁺(pH)、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺在生物组织中的浓度变化，并且可以因此提供这些的替代性测量。可以通过¹⁹F核上的氧形成顺磁弛豫效应，这引起自旋晶格弛豫速率(1/T₁)中的变化，并且能够改变一个或多个氟部分的化学位移。与温度相关联的变化和微环境中的血流也会影响¹⁹F信号。除了使用中的药剂的低体内¹⁹F浓度强加的限制，将1⁹F试剂作为替代品使用很大程度上取决于所引发的变化的幅度和灵敏度。

还包括在该第二组中的是在¹H磁共振成像应用中使用氟化乳液。全氟化碳、全氟正辛基溴烷(PFOB)中的一种类型已经被表明是用于描绘肠和改善肠壁可视化的有效的阴性造影剂。由于PFOB在水及肠分泌物中的不溶性，肠道造影在T₁-和T₂-加权的磁共振图像上呈现均匀的黑色。

全氟化碳的制备和化学稳定性

在生物医学应用中使用的全氟化碳是化学惰性的。它们通过合成得到，主要由碳和氟原子构成，并且通常为透明的、无色的、不溶于水的液体。因此，它们应被乳化从而应用于临床相关应用，包括静脉内注射、腹膜内注射、组织实质内注射或以透氧可生物降解和生物相容胶囊形式口服。该过程类似于常规制备用于肠外营养的脂质乳液。尽管全氟化碳固有的溶解度、扩散度、浓度和界面表面张力很低，但是使用高压微型乳化剂可以产生这些化合物的稳定的纳米颗粒。后者将亚微米全氟化碳均匀地分解并分散在流体中。同非加压的乳化作用相比，后者产生更小的颗粒尺寸，继而其允许得到更高的全氟化碳浓度——40％和更高。该方法得到的纳米颗粒通常具有非常小的尺寸。名义上各种制剂的粒度可为，例如，约100nm-300nm，增量为5nm(例如，约150-250nm、约100-200nm、约200-300nm、约100至150nm、约150至200nm、约200-250nm、约250-300nm等)。然而，市场上可买到的全氟化碳制剂的稳定性变化很大，并且全氟化碳稳定性与其从体内清除的时间之间存在直接关系。

从设计角度来看，大多数临床应用需要可从体内快速清除的稳定的制剂。为此，全氟化碳通常合并在商业产品中，以优化稳定性和清除性能。例如，全氟萘烷(PFDC)可很快地从体内清除，但是形成稳定性较差的乳液。然而，全氟三丙烷(PFTPA)形成具有较长保留时间的稳定乳液。通过结合这两种药剂，诸如的乳液同时具有临床可接受的稳定性和清除性能。然而，在PFDC和PFTPA混合之后，乳液仅保持约6小时的稳定。因此，PFDC和PFTPA乳液被冷冻储存在不同的溶液中，并在使用前立即将溶液解冻、混合。出于实用性和其它原因，该版本的产品在1994年被一种新的PFDC/PFTPA制剂所取代。已经证明该制剂更稳定，并且不需要冷冻保存。

全氟聚醚(PFPE)(例如含有12、15或18冠醚)是优良的¹⁹F磁共振成像造影剂，因为其提供了单个锐共振，消除了所有化学位移伪影，使得SNR最大化并允许清楚识别全氟化碳。这些试剂中的一些的纳米颗粒制剂是热力学稳定的(它们不聚结)，并且由几种不同类型的乳化剂制得，该乳化剂在PFC的分散小球周围形成薄膜。典型的乳化剂是表面活性剂，吸附在油-水界面形成单分子薄膜，从而降低了界面表面张力。已使用各种各样的药剂来提高稳定性(卵磷脂是最常用的一种)，并提高了全氟化碳的有效胶囊化。实际上，通常使用乳化剂的组合，而不是单独的药剂(例如，红花油和卵磷脂、胆固醇和卵磷脂等)。这能够修正并优化所述乳化剂或乳化剂混合物的亲水和亲脂部分之间的平衡。

从MRI/MRS角度出发，向全氟化碳乳液中加入其它试剂能够提高其性能，还会影响制剂的稳定性。例如，向全氟化碳中添加荧光脂质、阳离子转染试剂(脂质体)或靶向配体，提供一种通过荧光显微法来检测试剂的手段，从而分别增强细胞标记或进行分子成像。许多的药物，包括抗菌剂、血管活性支气管扩张剂、粘液溶解剂、糖皮质激素、抗肿瘤药物和DNA，也被引入到全氟化碳乳剂中而不会降低其稳定性。因为全氟化碳相可含有疏水性药物的高效负载，这些药物可以提供明显的价值。

¹⁹F药物代谢的超辐射MRS

在一个实施例中，SR通过增加可用信号平均速率，增强了分子的检测。这允许待检测分子的浓度低于那些应用于其它标准NMR/MRI/MRS实验中的浓度。对于给定磁场，灵敏度增加的水平，射线线圈取决于T₁/τ_R之比，其中τ_R为上文定义的超辐射时间，即在SR条件下使所有磁化返回平衡所需要的时间。

在标准临床条件下，许多氟化分子的T₁倾向于在体内1秒范围内。使用FEC，可以产生短至1毫秒的τ_R。因此，具有t1为1秒的氟化分子的SNR增强的水平为SQRT(1000)或～32。因此，如果在标准MRI/MRS试验中可检测到10mM的给定分子，利用SR可以检测～0.3mM，其采用本文所述的SR增强的MR技术。

申请人认为¹⁹F超辐射MRS可以提供一种高度特异的工具，该工具用于研究药物及其含有氟原子的代谢副产物，这种工具也可能适用于定量，尤其是当与本文的超辐射教导结合时。在¹⁹F常规NMR中最常用的药物列于表1中。也列出了它们在组织浓度为1mmol/g湿重时的相对¹⁹F SNR。

通过¹⁹F MRI/MRS对这些药物的研究倾向于集中在它们在体内及离体组织中的的化学结构、合成代谢、分解代谢，分布和药物动力学。作为一个示例，¹⁹FMRS已经被广泛地应用于抗癌药物5-氟尿嘧啶的药代动力学研究。作为抗癌剂，5-氟尿嘧啶已应用在不同肿瘤疾病的伴随放疗和化疗，特别是用于结肠系统、头和颈部、躯干的肿瘤和一些乳腺癌。由于5-氟尿嘧啶的内在毒性，分子的不同前体药物(以其非活性形式的药物)已被设计为经由胃肠道完整通过，基于胸苷磷酸化酶的较高活性，在恶性组织中最终定位和选择性地转化成5-氟尿嘧啶。卡培他滨就是这样一种口服制剂的试样药物，以在肿瘤中提供较高的5-氟尿嘧啶积聚，同时减少健康组织暴露于5-氟尿嘧啶。所有的这些技术可以使用本文所述的超辐射技术实施。这种做法可能导致显著改进的结果。

细胞和组织中胞外酸碱度和阳离子的¹⁹F超辐射MRS

申请人进一步认为¹⁹F超辐射MRS还可用于观察复杂系统中的生物过程，例如通过氟化螯合物维持不同细胞系中的细胞内pH、以及细胞内游离钙和镁的含量。良好的外源酸碱指示剂应具有良好的药物动力学，即可离子化基团，其具有生理范围内的pK值、良好的敏感性和特异性、低毒性、有效的细胞渗透性，酸和碱形式之间的快速交换，但也具有较慢的跨细胞膜交换，和较大化学位移范围(10、40-43)。细胞内的吸收和浓度应当足够高，以仅从胞内空间提供足够的SNR。人们相信不同阳离子的细胞内浓度也能够从与其结合的指示剂阳离子的¹⁹F超辐射核磁共振波谱的变化中获得。Ca²⁺作为活体细胞中的第二信使起着重要作用。人们已提出了基于¹⁹F的方法，以确定细胞和组织中的细胞溶质钙。也有可能通过使用1，2-二(邻-氨基苯氧基)乙烷-N，N，N′，N′-四乙酸(BAPTA)来检测该细胞阳离子。这里，¹⁹F-核磁共振Ca²⁺指示剂源自其对称5，5-取代二氟-衍生物(FBAPTA)，其显示出结合钙上的化学位移响应。任何报告分子的细胞内探询的一个问题灵报告分子加载到细胞中。由于四羧酸酯不穿透细胞，所以使用亲脂性试剂，例如乙酰氧基甲基。可以使用其它承载¹⁹F的配体，例如离子Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺等。这些配体的示例存在于Yu JX等人所著的19F：a VersatileReporter for Non-Invasive Physiology and Pharmacology Using MagneticResonance，Curr.Med.Chem.2005；12：819-848中，其全部引入于本文中作为参考。申请人提出，所有的这些技术可以通过使用本文所述的超辐射技术来进行实践。

分子和细胞¹⁹F超辐射MRSI

MRI能够实时可视化体内细胞。当活体动物中的细胞成像时，其可以提供对于细胞运输和迁移生物学的新的理解。一个示例是癌症和免疫疾病中白细胞和造血细胞的归巢。因为MRI方法是无创的，所以它们可以重复地应用来监测靶细胞和细胞过程。对于通过MRI可视化的细胞，它们通常必须被标记以使其能够从周围组织中辨别。

也可能生产被动¹⁹F氟标记的巨噬细胞。当按照超辐射技术成像时，这些可以预期作为“热点”出现在中枢神经系统中，例如在实验过敏性脑脊髓炎中。这是多发性硬化的动物模型，其特征在于巨噬细胞渗入发炎的大脑。在疾病的诱导后，在静脉注射PFCE乳剂(例如以约3g/kg的剂量)之后可以观察到细胞。全氟化碳还可以根据本文的SR教导使用，以成像梗塞心肌中的巨噬细胞浸润。通过使用具有不同¹⁹F谱频率(作为“信号”)的不同全氟化碳制剂，申请人认为当使用本文所述的SR技术时，有可能可以同时检测有不同标记的多个细胞群。PFCE可以用于不同的脂质混合物中，以制备乳化的阳离子和阴离子纳米粒子，例如包括用于标记不同细胞的荧光罗丹明。

分子和细胞MRI内的一个不同的研究领域是使用能够转化前体药物的转染酶(报告基因)。在这项技术中，首先将具有特定酶活性的基因引入肿瘤或其他关注的细胞。然后，对前体药物进行给药并且使前体药物内化进入细胞，被转基因转化为活性药物。该方法确保药物仅在靶细胞中具有活性而不会影响其它组织。类似的示例涉及5-氟尿嘧啶，其中酵母胞嘧啶脱氨酶被引入HT29结肠癌细胞系以将前体5-氟胞嘧啶(5-FC)转化为5-氟尿嘧啶，并引起化疗反应。当采用本文中所述的超辐射技术时，使用¹⁹FMRS在异种移植肿瘤中测量5-氟尿嘧啶的形成，可以提供药物输送功效的指示。通过该技术，申请人相信¹⁹F超辐射MRS可以提供一种用于监测和优化将这种前体药物给药至患者用于化疗的方法。

关于¹⁹F探针用作“智能示踪剂”或“分子信标”，本申请人相信¹⁹F超辐射MRS可以用于探查原型报告酶β-半乳糖苷酶的酶活性。已经证实这种酶从底物4-氟-2-硝基苯基-b-D-吡喃半乳糖苷释放糖苷配基，导致5-10ppm的pH依赖¹⁹F化学位移，所述化学位移可用来测量细胞内pH。也能够探查其它酶。例如，在肿瘤中过度表达的某些蛋白酶(半胱氨酸蛋白酶-3)能从氟化分子切割顺磁性螯合物，从而调控¹⁹F弛豫时间和信号强度。最终，含有¹⁹F示踪剂的热敏脂质体被开发为用于图像引导的药物输送的信标。申请人认为，这些示例中的每一个示例可以使用本文提供的超辐射成像技术来实施，获得优异的结果。

除了酶以外，氟化代谢底物也是潜在的研究目标，当以足够的浓度存在时，其可易于接触¹⁹F的超辐射MRI或MRS。例如，在将不稳定的18F原子替换为¹⁹F后，用¹⁹FMRS监测2-氟[18F]-2-脱氧-葡萄糖的分布，其是广泛使用的用于测量肿瘤中异常葡萄糖消耗和局部缺血的正电子发射断层扫描探测剂，。

全氟化碳簧入细胞治疗性生物材料

全氟化碳并入生物材料由于多种原因而受人关注。通过利用全氟化碳的各种特征，氟化生物材料可用于制造智能支架，其能够产生富含氧的环境，同时允许用¹⁹F-MRI对生物参数，例如O2张力、pH以及代谢物浓度，进行无创评估。申请人认为，氟化生物材料，结合¹⁹F超辐射MRI，可以提供关于细胞治疗剂的释放和长期存活的重要信息。由于这些原因，氟化生物材料显示了评估和增强细胞治疗剂在移植后的长期生存能力，特别是在使用SR技术时。

到目前为止，氟化生物材料通常在本领域中的使用已经被限于含有全氟化碳的微囊剂。使用微囊剂来提供细胞治疗剂的免疫分离，这对多种需要酶或内分泌替代疗法的疾病具有临床应用前景。申请人认为可以将PFPE乳液并入藻酸盐/聚-L-赖氨酸(PLL)微囊剂中，以实现用SR MRI对微胶囊的生物分布和完整性进行评估。由于全氟化碳在不再受包封时会从体内快速清除，相信SR MRI可以提供一种评估胶囊破裂和免疫保护损失的方式。

改良的MRS

磁共振波谱与通常在体内识别特定疾病状态或其他病变相关的靶分子有关。此过程通常很复杂，因为体内环境中具有许多分子，其挤满MR谱。

申请人已经发现，通过调节在SR条件下产生的反馈场的参数，可以根据需要突出或抑制个别共振。在优选实施例中，可调整FEC的相位、增益或两者，以影响实施SR时域脉冲的傅立叶变换(FT)所获得的频谱。具体地说，可以根据需要增加或减小靶共振的大小和宽度，相对于其他共振来突出或抑制它。类似地，由于调整FEC的增益和相位中的一者或两者，靶共振的频率位置可以被偏移。

不同于传统的傅立叶变换磁共振波谱，不能事先知道与频谱中的特定位置相关联的SR峰值的FT，因此，不需要用特定分子识别的附加信息。在这种情况下，附加信息是SSR中的分子的已知组成和数量，操作者可以预先选择。对SSR中的分子的选择，以及对FEC的控制，使得操作者可以知道样本或受试者中的哪些分子处于SR条件下，哪些不是。因此，对SR脉冲以及该脉冲的FT的观察，可用于对靶分子进行识别和/或量化。

图5示出了因含有等量的两个标记为1和2的共振的模拟样本反转而产生的SR脉冲的傅立叶转换的结果。所述模拟假设SSR内部是大量共振1，其特性和数量对操作者而言是已知的。将“FEC”的相位角设定为-120度，而增益设定为4(在本模拟中的任意单位)。结果是，共振1与共振2的峰值之比，在传统的MR协议中是1，而在所得到的SR脉冲经傅立叶变换之后则大于31倍。这使得识别共振1的存在和数量变得更容易。

在一些实施方案中，通过基本上消除在至少一个所关注的区域中的梯度磁场的存在并同时在其它区域中保持存在，可以至少部分地诱导空间编码的电磁反馈。在本文中，“空间编码的电磁反馈”意味着安排反馈在样本或受试者的一个或多个关注区域内发生，并同时抑制其在其它区域发生。关注区域可以包括例如至少一个体元，并且至少一个梯度线圈可以适配并配置成在三个相互正交的方向的至少一个方向中施加磁场梯度。这允许光谱鉴别所选空间区域中的靶分子。

示例性MRI扫描仪系统

图6描绘出示例性的磁共振系统，其包括多个主磁场线圈10，主磁场线圈10沿着设备的中心孔口12的纵轴或z轴生成均匀的、时间恒定的磁场B₀。在优选的超导实施例中，主磁体线圈由成形器14支撑并且被接收在环形氦容器或罐16中。容器中充满氦以将主磁体线圈维持在超导温度。所述罐可以由一系列支撑在真空杜瓦瓶20中的冷防护罩18环绕。当然，环形电阻磁体、C-磁体等也在考虑范围内。

整体梯度线圈组件30包括沿着孔口12安装的x、y和z-线圈，用于产生梯度磁场Gx、Gy和Gz。优选地，梯度线圈组件是自屏蔽梯度线圈，其包括封装在介电成形器中的初级x、y和z-线圈组件32，以及支撑在限定真空杜瓦瓶20的圆筒的孔口上的次级x、y和z-线圈组件34。整体射频线圈36可安装在梯度线圈组件30内。整体射频屏蔽器38，例如铜网，可以安装在整体射频线圈36与梯度线圈组件30之间。如果需要，可插入式射频线圈40可以可移动地安装在孔口内，该孔口位于围绕磁体10的等中心点限定的检查区域内。在图2的实施例中，可插入式射频线圈是一个头颈线圈，用于对一个或两个患者的头部和颈部进行成像，但也可以提供其它末端线圈，例如用于对脊柱成像的背部线圈、膝盖线圈、肩部线圈、胸部线圈、手腕线圈等。

继续参照图6，提供了操作员接口和控制台，其包括人类可读的显示器，比如视频监视器52，以及操作员输入设备，比如键盘54、鼠标56、轨迹球、光笔等。还提供了计算机控制及重构模块58，其包括硬件和软件，所述硬件和软件用于使操作员能够在存储于顺序控制存储器中的多个预编程磁共振序列中进行选择，如果射频脉冲被用作成像研究的一部分。序列控制器60控制梯度放大器62，该梯度放大器62与梯度线圈组件30和数字发射器64相连接，所述梯度线圈组件30用于使Gx、Gy、和Gz梯度磁场在所选的梯度序列期间在适当的时间产生，如果在研究中使用射频脉冲，则所述数字发射器64所选的整体射频线圈和可插入式射频线圈之一在适合于所选序列的时间产生B1射频场脉冲。

线圈40所接收的MR信号由数字接收器66解调并存储在数据存储器68中。来自该数据存储器的数据被重构或阵列处理器70重构成体积图像表示，所述体积图像表示被存储在图像存储器72中。如果相阵列被用作接收线圈组件，则该图像可从线圈信号得以重构。视频处理器74在操作员控制下将所述体积图像表示的所选部分转换成本领域常见的切片图像、投影图像、透视图等，以显示在视频监视器上。

实施例-MKT^TM控制器

图7示出用于控制诸如图6所示系统实现本发明公开的部分实施方式的MKT^TM控制器601的创造性方面。在该实施例中，MKT^TM控制器601可以用于收集、处理、存储、搜索、服务、识别、指示、产生、匹配、和/或促进通过各种技术与计算机的交互、和/或其它相关的数据。

关于控制器601，典型地，一个或多个用户，例如633a，其可能是人或用户组和/或其它系统，可以结合信息技术系统(例如，计算机)以促进该系统和信息处理的操作。反过来，计算机采用处理器来处理信息；这种处理器603可以被称为中央处理器(CPU)。一种形式的处理器被称为微处理器。CPU使用通信电路来传递二进制编码信号，该二进制编码信号用作启动各种操作的指令。这些指令可以是可操作性的和/或数据指令，所述可操作性的和/或数据指令包含和/或引用在存储器629(例如，寄存器、缓存存储器、随机存取存储器等)的各种处理器可访问和可操作区域中的其它指令和数据。这种通信指令可作为程序和/或数据分量而被存储和/或分批发送(例如，批量指令)，来促进期望的操作。这些存储的指令代码(例如，程序)可接合CPU电路组件和其他主板和/或系统组件，以执行期望的操作。一种类型的程序是计算机操作系统，其可以由CPU在计算机上执行；操作系统允许并方便用户访问和操作的计算机信息技术和资源。可在信息技术系统中采用的一些资源包括：输入和输出机制，通过其从而数据可进入和输出计算机；存储器，在其中数据可被保存；以及处理器，通过其从而信息可被处理。这些信息技术系统可用于收集数据用于以后的检索、分析和操作，其可以通过数据库程序而得到促进。这些信息技术系统提供接口，所述接口允许用户访问和操作各种系统组件。

在一个实施例中，MKT^TM控制器601可以连接到实体和/或与其进行通信，所述实体例如但不限于：来自用户输入设备611的一个或多个用户；外围设备612，磁共振系统的组件；可选的加密处理器设备628；和/或通信网络613。例如，MKT^TM控制器601可以连接到用户(例如633a)和/或与其进行通信，所述用户操作客户机设备(例如633b)包括但不限于个人计算机、服务器和/或各种移动设备，所述各种移动设备包括但不限于蜂窝电话、智能电话(例如基于Android操纵系统的电话等)、掌上电脑(例如AppleiPad^TM、HPSlatc^TM、MotorolaXoom^TM等)、电子图书阅读器(例如AmazonKindle^TM、Barnes和Noble的Nook^TM电子阅读器等)、膝上型计算机、笔记本电脑、上网本、游戏机(例如XBOXLive^TM、DS、Sony的等)、便携式扫描仪和/或类似物。

网络通常被认为包括：图拓扑中客户机、服务器和中间节点的互连和互操作。应当注意，贯穿本申请使用的术语“服务器”通常是指计算机、其它设备、程序或者它们的组合，其处理和响应远程用户通过通信网络的请求。服务器将他们的信息服务于请求的“客户端”。本文所用的术语“客户端”通常指计算机，程序，其它设备，用户和/或它们的组合，其能够处理和发出请求、并在整个通信网络上获得和处理来自服务器的任何响应。计算机、其它设备、程序、或它们的组合——其促进、处理信息和请求、和/或促进信息从源用户到目的用户的通路——常被称为“节点”。网络通常被认为促进信息从源点到终点的传输。专门负责促进信息从源点到终点的通路的节点通常被称为“路由器”。存在许多形式的网络，诸如局域网(LAN)、Pico网、广域网(WAN)、无线网络(WLAN)等。例如，互联网通常被认为是众多网络的互连，从而使远程客户机和服务器可以彼此访问和互操作。

MKT^TM控制器601可以基于计算机系统，该计算机系统可以包括但不限于下述组件：诸如连接到存储器629的计算机体系602。

计算机体系

计算机系统602可以包括时钟630、中央处理器(“CPU”和/或“处理器”(这些术语贯穿本发明中可互换使用，除非相反地指出))603、存储器629(例如，只读存储器(ROM)606、随机存取存储器(RAM)605等)、和/或接口总线607，并且最通常(虽然不必要)的是，全部都互连和/或通过一个或者多个(母)板602上的系统总线604，该一个或者多个(主)板602具有导电和/或其他运输电路路径，通过这些路径，指令(例如，二进制编码的信号)可以行进以影响通信、操作、存储等。可选地，该计算机系统可以连接至内电源686；例如，可选地电源可以在内部。可选地，加密处理器626和/或收发器(例如，集成电路)674可以连接至系统总线。在另一个实施方案中，加密处理器和/或收发器可以经由接口总线I/O连接作为内部和/或外部外围装置612中的任一个。进而，收发器可以连接至天线675，从而实现对各个通信和/或传感器协议的无线传输和接收；例如，天线可以连接至：Texas Instruments公司WiLinkWL1283收发器芯片(例如，提供802.11n、蓝牙3.0、FM、全球定位系统(GPS)(从而使MKT^TM控制器确定其位置))；Broadcom公司BCM4329FKUBG收发器芯片(例如，提供802.11n、蓝牙2.1+EDR、FM等)；Broadcom公司BCM4750IUB8接收器芯片(例如，GPS)；Infineon Technologies公司X-Gold 618-PMB9800(例如，提供2G/3G HSDPA/HSUPA通信)；和/或类似物。系统时钟通常具有晶体振荡器并且通过计算机系统的电路路径生成基极信号。时钟通常耦合至系统总线和各种时钟倍增器，这将增大或减小用于在计算机系统中互连的其他组件的基本工作频率。时钟和计算机系统中的各个组件将体现信息的信号驱动至系统。对体现贯穿计算机系统的信息的指令的这种传输和接收可以通常称为通信。可以进一步传输、接收这些通信指令，并且使超出即时计算机系统的通信返回以及/或者应答至：通信网络、输入装置、其他计算机系统、外围装置和/或类似物。当然，任何上述组件可以直接地相互连接、连接至CPU、以及/或者以如各种计算机系统所示所采用的各种变化形式组织。

CPU包括至少一个高速数据处理器，其适于执行程序组件以便执行用户和/或系统生成的请求。通常，处理器自身将并入各种专用处理单元，诸如，但不限于：集成系统(总线)控制器、存储器管理控制单元、浮点单元、以及甚至专用处理子单元，比如图形处理单元、数字信号处理单元和/或类似物。另外，处理器可以包括内部快速存取可寻址存储器，并且能够超出处理器本身映射和寻址存储器629；内部存储器可以包括，但不限于：快速寄存器、各个级别的缓冲存储器(例如，一级、二级、三级等)、随机存取存储器等。处理器可以通过使用经由指令地址可访问的存储器地址空间来访问该存储器，处理器可以构建和解码使其访问用于具有存储状态的专用存储器地址空间的电路路径。CPU可以是微处理器例如：AMD的Athlon处理器、Duron处理器和/或Opteron处理器；ARM的应用程序、嵌入式和安全处理器；IBM和/或Motorola公司的DragonBall和PowerPC；IBM和Sony的Cell处理器；Intel的Celeron、Core(2)Duo、Itanium、Pentium、Xeon和/或XScale；和/或类似的处理器。CPU通过指令与存储器相互作用，穿过导电和/或传输导管(例如，(印刷的)电子和/或光学电路)以执行根据常规数据处理技术存储的指令(即，程序代码)。这种指令传送方便了在MKT^TM控制器内的通信以及通过各个接口与外部的通信。若处理需要指示更大量的速度和/或容量，可以类似地采用分布式处理器(例如，分布式MKT^TM实施例)、主机、多核的、平行的、和/或超级计算机架构。可替代地，若布局要求更好的便携性，可以采用更小的个人数字助理(PDA)。

根据特定的实施方式，MKT^TM实施方式的特征可以通过实施微控制器来获得，例如CAST的R8015XC2微控制器；Intel的MCS 51(即，8051微控制器)；和/或类似物。同样，为了实施MKT^TM实施例的某些特征，某些特征实施方式可以依赖于嵌入式组件，例如：专用集成电路(“ASIC”)、数字信号处理(“DSP”)，现场可编程门阵列(“FPGA”)和/或类似的嵌入式技术。例如，MKT^TM组件集合(分布式或其他)和/或特征中的任何一个可以经由微处理器和/或经由嵌入式组件来实施；例如，经由ASIC、协处理器、DSP、FPGA和/或类似物。或者，MKT^TM的一些实施方式中可以使用嵌入式组件来实施，该嵌入式组件被配置并且用于实现各种特征或信号处理。

根据特定的实施方式，嵌入式组件可以包括软件解决方案、硬件解决方案、和/或硬件解决方案/软件方案两者的某种组合。例如，本文所述的MKT^M特征可以通过实施FPGA来获得，FPGA是包含被称为“逻辑块“的可编程逻辑组件和可编程互连的半导体器件，例如由Xilinx制造的高性能FPGAVirtex系列和/或低成本Spartan系列。逻辑块和互连能够在FPGA被制造之后由用户或设计人员编程以实施MKT^TM的任何特征。可编程互连的分层结构允许逻辑块根据MKT^TM系统设计人员/管理人员的需要进行互连，这与单片可编程试验电路板有些类似。FPGA的逻辑块能够被编程为执行基本逻辑门函数，例如与(AND)和异或(XOR)，或执行更复杂的组合函数，例如解码器或简单数学函数。在大多数FPGA中，逻辑块还包含存储器元件，该存储器元件可以是简单的触发器或更完整的存储器块。在某些情况下，可以在常规的FPGA上开发MKT^TM，并且然后使其迁移至更像是ASIC实施方式的固定版本。替代或协调实施方式可以使MKT^TM控制器特征迁移至最终的ASIC，而不是FPGA或者替代FPGA。取决于实施方式，前述嵌入式组件和微处理器全部可以被认为是用于MKT^TM的“CPU”和/或“处理器”。

电源

电源686可以是用于为小型电子电路板设备供电的任何的标准形式，例如以下电池：碱性、氢化锂，锂离子、锂聚合物、镍镉、太阳能电池、和/或类似物。也可使用其他类型的交流或直流电源。在太阳能电池的情况下，在一个实施方案中，壳体设有孔，太阳能电池可以通过该孔来捕获光子能量。电池686被连接至MKT^TM的互连的后续组件中的至少一个，从而向所有后续组件提供电流。在一个实例中，电源686被连接到系统总线组件604。在可选实施方案中，通过跨过I/O608接口的连接，提供外部电源686。例如，USB和/或IEEE1394连接通过该连接传输数据和电力二者，因而是合适的电源。

接口适配器

接口总线607可以接纳、连接和/或与多个接口适配器通信，按照惯例多个接口适配器未必是以适配卡的形式，例如但不限于：输入输出接口(I/O)608、存储接口609、网络接口610和/或类似物。可选地，加密处理器接口627同样可以连接到接口总线。接口总线提供了接口适配器彼此之间的通信以及接口适配器与计算机系统的其它组件之间的通信。接口适配器适合于兼容的接口总线。接口适配器按照惯例经由槽结构连接到接口总线。可以采用常规的槽结构，例如但不限于：加速图形端口(AGP)、卡总线、(扩展)工业标准结构((E)ISA)、微通道结构(MCA)、NuBus、外围组件互连(扩展)(PCI(X))、PCI Express、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)和/或类似物。

存储接口609可以接纳、连接到和/或与多个存储设备通信，例如但不限于：存储设备614、可移动盘设备和/或类似物。存储接口可以采用连接协议，例如但不限于：(超级)(串行)高级技术附件(分组接口)((Ultra)(Serial)ATA(PI))、(增强)集成驱动电子设备((E)IDE)、电气和电子工程师协会(IEEE)1394、光纤通道、小型计算机系统接口(SCSI)、通用串行总线(USB)和/或类似物。

网络接口610可以接受、通信、和/或连接到通信网络613。通过通信网络613，用户633a可以通过远程客户端633b(例如，具有web浏览器的计算机)访问MKT^TM控制器。网络接口可以使用连接协议，比如但不限于：直接连接、以太网(厚、薄、双绞线10/100/1000BaseT，和/或其类似物)、令牌环、诸如IEEE802.11a-x之类的无线连接、和/或类似物。如果处理要求指明了更大量的速度和/或容量、分布式网络控制器(例如，分布式MKT^TM)、构架也可以类似用于池、负载平衡和/或增加MKT^TM控制器所需的通信带宽。通信网络可以是以下所述的任何一个和/或组合：直接互连；互联网；局域网(LAN)；城域网(MAN)；作为互联网上的节点的操作任务(OMNI)；安全用户连接；广域网(WAN)；无线网络(例如，采用协议，比如但不限于无线应用协议(WAP)、I-模式、和/或类似物)；和/或类似物。网络接口可以被看作是专门形式的输入输出接口。进一步地，多个网络接口610可以用于与各种通信网络类型613接合。例如，多个网络接口可以被用于允许在广播、多播和/或单播网络上进行通信。

输入输出接口(I/O)608可以接受、通信和/或连接到用户输入设备611、外围设备612、加密处理器设备628、和/或类似物上。I/O可以使用连接协议，比如但不限于：音频：模拟、数字、单声道、RCA、立体声和/或类似物；数据：苹果桌面总线(ADB)、IEEE1394a-b、串行、通用串行总线(USB)；红外线；操纵杆；键盘；音乐设备数字接口(midi)；光学的；PCAT；PS/2；平行的；无线电；视频接口：苹果桌面连接器(ADC)、同轴电缆接插头、同轴、分量、复合、数字、数字视频接口(DVI)、高清晰度多媒体接口(HDMI)、RCA、RF天线、S-Video、VGA和/或类似物；无线收发机：802.11a/b/g/n/x；蓝牙；蜂窝(例如，码分多址(CDMA)、高速分组接入(HSPA(+))、高速下行链路分组接入(HSDPA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进技术(LTE)，WiMax等)；和/或类似物。一个典型的输出设备可以包括视频显示器，该视频显示器通常包括基于阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)的监视器，该监视器可以使用从视频接口接受信号的接口(例如，DVI电路和电缆)。视频接口对计算机系统化生成的信息进行合成并基于合成的信息在视频存储器帧中生成视频信号。另一输出设备是电视机，电视机从视频接口接受信号。通常地，视频接口通过视频连接接口提供合成的视频信息，视频连接接口接受视频显示接口(例如，接受RCA合成视频线缆的RCA合成视频连接器；接受DVI显示电缆的DVI连接器等)。

用户输入设备611通常是外围设备612(见下文)类型的，并且可以包括：读卡器、软件狗、指纹读取器、手套、图形输入板、操纵杆、键盘、麦克风、鼠标、遥控器、视网膜读取器、触摸屏(例如，电容式、电阻式等)、轨迹球、触摸板、传感器(例如，加速度计、环境光、GPS、陀螺仪、接近式等)，手写笔、和/或类似物。

诸如MR系统的其他元件的外围设备612包括与RF线圈通信的信号发生器、与RF线圈通信的接收器，梯度线圈系统、主磁体系统等，外围设备612可以被连接并与I/O或其他类似设施通信，诸如网络接口、存储接口，直接与接口总线、系统总线、CPU、和/或类似物通信。外围设备可以在MKT^TM控制器的外部、内部和/或是MKT^TM的一部分。外围设备还可包括：天线、音频设备(例如线路输入、线路输出、麦克风输入、扬声器等)、摄像机(例如，静止、视频、网络摄像机等)、软件狗(例如，用于复制保护，确保安全交易和数字签名、和/或类似物)、外部处理器(用于增加功能；例如，加密设备628)、力反馈设备(例如，振动马达)、网络接口、打印机、扫描仪、存储设备、收发机(例如，蜂窝式、GPS等)、视频设备(例如用于功能成像的护目镜，例如，监视器等)、视频源、面罩、和/或类似物。外围设备通常包括各种类型的输入设备(例如，照相机)。

加密装置，诸如但不限于：微控制器、处理器626、接口627，和/或设备628，该加密装置可与MKT^TM控制器连接，和/或与MKT^TM控制器进行通信。由摩托罗拉公司制造的MC68HC16微控制器，可用于加密装置和/或在加密装置内使用。MC68HC16微控制器在16MHz的配置中使用16位的乘法累积指令并要求小于1秒内执行512位RSA私钥的操作。加密装置支持来自交互代理的通信验证，以及允许匿名交易。加密装置还可配置为CPU的一部分。也可以使用等效微控制器和/或处理器。其它市售的专业加密处理器包括：Broadcom的CryptoNetX和其它安全处理器；nCipher的nShield、SafeNet的LunaPCI(例如7100)系列；Semaphore Communications的40MHz Roadrunner 184；Sun的加密加速器(例如，加速器6000PCIe Board、加速器500Daughtercard)；Via Nano处理器(例如L2100、L2200、U2400)线路，其能够执行500+MB/s的加密指令；VLSI Technology的33MHz6868；和/或类似物。

存储器

通常，任何允许处理器影响信息的储存和/或取回的机制或实施方式可被认为是存储器629(或68、72等)。然而，由于存储器是可替代的技术和资源，因此，可以互相替代地或互相结合地使用任意数量的存储器实施方案。应当理解的是，MKT^TM控制器和/或计算机系统化可以使用各种形式的存储器629。例如，计算机系统化可配置为：其中由纸穿孔带或纸穿孔卡机构来提供芯片上的CPU存储器(例如，寄存器)、随机存取存储器、只读存储器，和任何其它存储设备的功能；当然这样的实施方式将会导致极其慢的操作速率。在典型的配置中，存储器629将包括只读存储器606、随机存取存储器605以及存储设备614。存储设备614可以是任何的常规计算机系统存储器。存储设备可包括磁鼓；(固定的和/或可移动的)磁盘驱动器；磁光驱动器；光驱(即，蓝光、CDROM/RAM/可记录(R)/可重写(RW)、DVDR/RW、HDDVDR/RW等)；设备的阵列(例如，独立磁盘冗余阵列(RAID))；固态存储设备(USB存储器、固态驱动器(SSD)等)；其它处理器可读的存储介质；和/或其它设备等等。因此，计算机系统化通常需要存储器并使用存储器。

组件集合

存储器629可包含程序和/或数据库组件和/或数据的集合，诸如但不限于：操作系统组件615(操作系统)；信息服务器组件616(信息服务器)；用户接口组件617(用户接口)；Web浏览器组件618(Web浏览器)；数据库619；邮件服务器组件621；邮件客户端组件622；加密服务器组件620(加密服务器)和/或类似物(即，统称为组件集合)。这些组件可以存储在存储设备，并从存储设备和/或通过接口总线可访问的存储设备进行访问。尽管非常规程序组件(如组件集合中的组件)通常存储在本地存储设备614中，但它们也可以被加载和/或存储到以下存储器，例如：外围装置、RAM、通过通信网络的远程存储设备、ROM、各种形式的存储器和/或类似物。

操作系统

所述操作系统组件615是促进MKT^TM控制器的操作的可执行的程序组件。典型地，操作系统促进I/O、网络接口、外围设备、存储设备和/或类似物的访问。所述操作系统可以是高容错的、可伸缩的、和安全的系统，诸如：Apple Macintosh OSX(Server)；AT&T Plan9；BeOS；Unix和类似Unix的系统配置(诸如AT&T的UNIX；伯克利软件分发(BSD)变型，例如FreeBSD、NetBSD，OpenBSD和/或类似系统；Linux分发，诸如红帽，Ubuntu和/或类似系统)；和/或类似的操作系统。然而，也可以使用更受限的和/或较不安全的操作系统，例如AppleMacintosh OS，IBM OS/2、Microsoft DOS、Microsoft Windows 2000/2003/3.1/95/98/CE/Millenium/NT/Vista/XP(Server)、PalmOS、和/或类似物。操作系统可以向组件集合中的其它组件，包含其自身和/或类似系统，传递和/或与它们通信。最频繁地，操作系统与其它程序组件、用户接口、和/或类似物通信。例如，操作系统可以含有、传递、生成、获得、和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求、和/或响应。操作系统，一旦被CPU运行，可以使得能够与通信网络、数据、I/O、外围设备、程序组件、存储器、用户输入设备、和/或类似物交互。操作系统可以提供通信协议，这些协议允许MKT^TM控制器通过通信网络613与其它实体通信。各种通信协议可以由MKT^TM控制器使用作为用于交互的子载波传输机制，诸如，但不限于：组播、TCP/IP、UDP、单播、和/或类似协议。

信息服务器

信息服务器组件616是由CPU运行的存储程序组件。信息服务器可以是常规的互联网信息服务器，诸如但不限于Apache软件基金会的Apache、Microsoft的互联网信息服务器，和/或类似服务器。信息服务器可以允许通过以下工具的程序组件的运行：诸如活动服务器页面(ASP)、ActiveX、(ANSI)(Objective-)C(++)、C和/或.NET、公共网关接口(CGI)脚本、动态(D)超文本标记语言(HTML)、FLASH、Java、JavaScript、实用抽取与汇报语言(PERL)、超文本预处理器(PHP)、管道、Python、无线应用协议(WAP)、Web对象、和/或诸如此类。信息服务器可以支持安全通信协议，诸如，但不限于，文件传输协议(FTP)；超文本传输协议(HTTP)；安全的超文本传输协议(HTTPS)、安全套接层(SSL)、消息传送协议(例如美国在线(AOL)即时通讯器(AIM)、应用交换(APEX)、ICQ、互联网中继聊天(IRC)、微软网络(MSN)信使服务、呈现和即时消息传送协议(PRIM)、互联网工程任务组的(IETF的)会话发起协议(SIP)、针对即时消息传送和呈现的扩展的SIP(SIMPLE)，开放的基于XML的可扩展消息与存在协议(XMPP)(即，Jabber或开放移动联盟的(OMA的)即时通讯与存在服务(IMPS))、Yahoo！即时信使服务，和/或诸如此类。信息服务器将结果以网页的形式提供给网络浏览器，以及允许通过与其它程序组件的交互的网页的操纵生成。在域名系统(DNS)解析后，HTTP请求的部分被解析到特定信息的信息服务器，该信息服务器基于该HTTP请求的剩余部分，解析针对在MKT^TM控制器上的指定位置处的信息的请求。例如，诸如http：//123.124.125.126/myInformation.html的请求可以具有由DNS服务器解析到信息服务器的该请求的IP部分“123.124.125.126”，该信息服务器在该IP地址处；该信息服务器进而还可以针对该请求的“/myInformation.html”来剖析该http请求，并且将它解析到包含信息“/myInformation.html”的存储器中的位置。另外，可以跨越各种端口，使用其它信息服务协议，例如在端口21进行FTP通信，和/或诸如此类。信息服务器可以向组件集合中的其它组件，包含其本身和/或诸如此类的工具，传送和/或与它们通信。最频繁地是，信息服务器与以下通信：MKT^TM数据库619、操作系统、其它程序组件、用户接口、网络浏览器和/或诸如此类。

可以通过多种数据库桥接机制，比如通过如下面所列举的脚本语言(例如，CGI)，以及通过如下面所列举的应用间通信渠道(例如，CORBA、WebObjects等)，来实现对MKT^TM数据库的访问。任何通过网页浏览器的数据请求通过桥接机制被解析成MKT^TM需要的合适的语法。在一个实施方案中，信息服务器将提供可通过网页浏览器访问的网页表单。被转变为网页表单中应用字段的条目被标记为已进入特定领域，并这样被解析。然后传递所输入的术语和字段标记，其用于指示解析器生成对于合适的表格和/或字段的查询。在一个实施方案中，通过根据被标记的文本条目举例说明具有适当连接/选择命令的搜索字符串，解析器可以标准SQL生成查询，其中在桥接机制上将所得命令作为查询提供给MKT^TM。一旦从查询生成查询结果，该结果通过桥接机制传递，并且可通过该桥接机制解析用于格式化和生成新结果网页。这样的新结果网页随后被提供给信息服务器，该信息服务器可以将其提供给请求的网页浏览器。

同样，信息服务器可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户和/或数据通信、请求和/或响应。

用户接口

计算机接口在某些方面类似于汽车操作接口。比如方向盘、变速器、速度计的汽车操作接口单元便利了汽车资源和状态的访问、操作和显示。计算机交互接口元件，比如复选框、光标、菜单、滚动条和窗口(一般统称为窗口小部件)同样地便利了数据及计算机硬件及操作系统资源和状态的访问、性能、操作和显示。操作接口通常被称为用户接口。图形用户接口(GUIs)比如AppleMacintosh操作系统的Aqua、IBM的OS/2、Microsoft的Windows2000/2003/3.1/95/98/CE/Millenium/NT/XP/Vista/7(即，Aero)、Unix的X-Windows(例如，其可以包括额外的Unix图形接口库和图层如K桌面环境(KDE)、myth TV和GNU网络对象模型环境(GNOME))、网络接口库(例如Active X、AJAX、(D)HTML、FLASH、Java、JavaScript等接口库，例如但不限于，Dojo、jQuery(UI)、MooTools、Prototype、script.aculo.us、SWFObject、Yahoo！用户接口，其中任一项可被使用并)轮廓分明地向用户提供访问及显示信息的基准和手段。

用户接口组件617是由CPU执行的存储程序组件。该用户接口可以是常规的图形用户接口，其通过、与、和/或在其上的操作系统和/或如已经讨论的操作环境提供。用户接口通过文本和/或图形功能可以允许显示、执行、交互、操纵、和/或操作程序组件和/或系统功能。用户接口提供一种功能，用户通过其可以影响、交互影响，和/或操作计算机系统。用户接口可以通信到和/或与组件集合里的其他组件通信，包括其自身和/或类似功能。最为频繁的是，用户接口与操作系统、其它程序组件和/或类似物进行通信。用户接口可能包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户和/或数据通信、请求和/或响应。

Web浏览器

Web浏览器组件618是由CPU执行的存储程序组件。Web浏览器可以是常规的超文本查看应用程序，例如Microsoft Internet Explorer或Netscape Navigator。安全Web浏览器可以通过HTTPS、SSL和/或类似物提供128bit(或更多)的加密。Web浏览器允许通过例如ActiveX、AJAX、(D)HTML、FLASH、Java、JavaSeript、Web浏览器插件API(例如，FireFox、Safari插件和/或类似API)和/或类似物的工具来执行程序组件。Web浏览器和类似的信息访问工具可被集成到PDA、蜂窝电话、和/或其它移动设备中。Web浏览器可以与包括其自身和/或类似工具的组件集合中的其他组件进行通信。最频繁地是，Web浏览器与信息服务器、操作系统，集成的程序组件(例如，插件)和/或类似物进行通信；例如，它可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求和/或响应。当然，可以开发组合应用来代替Web浏览器和信息服务器以执行二者的类似功能。组合应用同样会影响从MKT^TM使能的节点获得和提供信息给用户、用户代理、和/或诸如此类。组合应用在使用标准Web浏览器的系统上可能是无效的。

邮件服务器

邮件服务器组件621是由CPU603执行的存储程序组件。邮件服务器可以是常规的Internet邮件服务器，例如但不限于sendmail、Microsoft Exchange、和/或类似物。邮件服务器允许通过例如ASP、ActiveX、(ANSI)(Objective-)C(++)、C和/或.NET、CGI脚本、Java、JavaScript、PERL、PHP、pipes、Python、WebObjects、和/或诸如此类的工具来执行程序组件。邮件服务器可以支持通信协议，例如但不限于：因特网消息访问协议(IMAP)、消息应用编程接口(MAPI)/Microsoft Exchange、邮局协议(POP₃)、简单邮件传输协议(SMTP)、和/或诸如此类。邮件服务器可以路由、转发以及处理传入和传出的邮件消息，所述邮件消息被发送、中继和/或以其它方式穿过和/或传输至MKT^TM。

可以通过由个人Web服务器组件和/或操作系统提供的多个API来获得访问MKT^TM邮件的权限。

同样地，邮件服务器可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求、信息、和/或响应。

邮件客户端

邮件客户端组件622是由CPU603执行的存储程序组件。邮件客户端可以是常规的邮件查看应用程序，例如Apple Mail、Microsoft Entourage、Microsoft Outlook、Microsoft Outlook Express、Mozilla、Thunderbird和/或诸如此类。邮件客户端可以支持多个传输协议，例如：IMAP、Microsoft Exchange、POP₃、SMTP、和/或诸如此类。邮件客户端可以与包括其自身、和/或类似工具的组件集合里的其他组件，进行通信。最频繁地是，邮件客户端与邮件服务器、操作系统、其它邮件客户端和/或类似物进行通信；例如，它可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求、信息、和/或响应。通常，邮件客户端提供编写和发送电子邮件消息的工具。

加密服务器

加密服务器组件620是存储程序组件，由CPU603、加密处理器626、加密处理器接口627、加密处理器设备628、和/或类似物执行。加密处理器接口将允许加速密码组件的加密和/或解密请求；然而，可选择地，密码组件可以在常规CPU上运行。密码组件允许对所提供的数据进行加密和/或解密。密码组件允许对称和不对称的(例如，PGP)加密和/或解密。密码组件可以采用密码技术，例如但不限于：数字证书(例如，X.509认证框架)、数字签名、双签名、包封、口令访问保护、公共密钥管理、和/或诸如此类。密码组件将便于多种(加密和/或解密)安全协议，例如但不限于：校验和、数据加密标准(DES)，椭圆曲线加密(ECC)、国际数据加密算法(IDEA)、消息摘要5(MD5，它是单向散列函数)、口令、Rivest密码(RC5)、Rijndael、RSA(它是使用由Ron Rivest，Adi Shamir和Leonard Adleman在1977年开发的算法的因特网加密和认证系统)、安全散列算法(SHA)、安全套接层(SSL)、安全超文本传输协议(HTTPS)和/或类似物。采用这种加密安全协议，MKT^TM可以加密所有传入和/或传出通信，并且可用作具有更宽通信网络的虚拟专用网络(VPN)内的节点。密码组件便于“安全认证”过程，从而通过安全协议禁止访问资源，其中密码组件实现对于安全资源的授权访问。另外，所述密码组件可以提供内容的唯一标识符，例如，采用MD5散列以获得数字音频文件的唯一签名。密码组件可以与包括其自身和/或类似工具的组件集合申的其他组件进行通信。密码组件支持允许通过通信网络安全传输信息的加密方案，以使MKT^TM组件能够在需要时参与安全交易。密码组件便于对于MKT^TM上的资源的安全访问，并且便于对远程系统上的安全资源的访问；即，它可充当安全资源的客户机和/或服务器。最频繁地是，密码组件与信息服务器、操作系统、其它程序组件和/或类似物通信。密码组件可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求、和/或响应。

MKT^TM数据库

MKT^TM数据库组件619可具体实施在数据库及其所存储的数据中。数据库是由CPU执行的存储的程序组件；所存储的程序组件部分配置CPU以处理存储的数据。数据库可以是常规的、容错的、关系型、可扩展的、安全的数据库，例如Oracle或Sybase。关系数据库是平面文件的扩展。关系数据库由一系列关系表组成。所述表经由关键字段互连。使用所述关键字段允许通过对所述关键字段索引来组合所述表；即，关键字段充当用于组合各个表的信息的维支点。关系通常通过匹配主关键字来识别维持在表之间的链接。主关键字表示唯一地识别关系数据库中表的行的字段。更精确地说，它们唯一地识别在一对多关系中的“一”侧上的表的行。

可选择地，MKT^TM数据库可以使用各种标准数据结构来实施，例如阵列、散列、(链接)列表、结构、结构化文本文件(例如，XML)、表、和/或类似物。这种数据结构可被存储在存储器和/或(结构化)文件内。在另一替代方案中，可以使用面向对象的数据库，例如Frontier、ObjectStore、Poet、Zope和/或类似物。对象数据库可以包括被分组和/或通过共同属性链接在一起的多个对象集；它们可以通过一些共同属性而与其它对象集相关。面向对象数据库类似于关系数据库而执行，除了对象不仅仅是数据块，而可以具有封装在给定对象内的其它类型的功能。如果MKT^TM数据库被实施为数据结构，则MKT^TM数据库619的使用可以集成到另一组件，例如MKT^TM组件635。此外，数据库可被实施为数据结构、对象和关系结构的混合。数据库可通过标准数据处理技术以无数的变化而被合并和/或分布。数据库的部分，例如表，可被输出和/或输入，因而可被分散和/或集成。

在一个实施例中，数据库组件619包括若干个表格619a-j。用户(例如操作员和医生)表619a可以包括多个字段，比如但不限于：用户_id(user_id)、社会安全号(ssn)、出生日期(dob)、名(first_name)、姓(last_name)、年龄(age)、州(state)、地址_第一行(address_firstline)、地址_第二行(address_secondline)、邮政编码(zipcode)、设备_列表(devices_list)，联系_信息(contact_info)，联系_类型(contact_type)、备选_联系_信息(alt_contact_info)、备选_联系_类型(alt_contact_type)和/或诸如此类，来指代文中提及的任何类型的可录入数据或选择。用户表可支持和/或追踪多个实体帐户。客户表619b可以包括多个字段，比如但不限于：用户_id(user_id)，客户_id(client_id)，客户_ip(client_ip)、客户_类型(client_type)、客户_模型(client_model)，操作_系统(operating_system)、操作系统_版本(os_version)、应用_安装_标志(app_installed_flag)、和/或诸如此类。应用表619c可以包括多个字段，比如但不限于：应用_ID(app_ID)、应用_名称(app_name)、应用_类型(app_type)，操作系统_兼容性_列表(OS_compatibilities_list)、版本、时间戳、开发者_ID(developer_ID)、和/或诸如此类。患者表619d，用于与管理磁共振系统的实体相关的患者，可以包括多个字段，比如但不限于：患者_id(patient_id)、患者_姓名(patient_name)、患者_地址(patient_address)、ip_地址(ip_address)、mac_地址(mac_address)，权限_密钥(auth_key)，端口_号(port_num)、安全_设置_列表(security_settings_list)、和/或诸如此类。MR研究表619e可以包括多个字段，比如但不限于：研究_id(study_id)、研究_名称(study_name)、安全_设置_列表(security_settings_list)、研究_参数(study_parameters)、射频_序列(tf_sequences)、梯度_序列(gradient_sequences)，线圈_选择(coil_selection)、成像_模式(imaging_mode)、和/或诸如此类。包括多个不同的射频脉冲序列的射频序列表619f可以包括多个字段，比如但不限于：序列_类型(sequence_type)、序列_id(sequence_id)、末端_角度(tip_angle)、线圈_选择(coil_selecttion)、功率_水平(power_level)、和/或诸如此类。梯度序列表619g可以包括与不同梯度场序列相关的字段，比如但不限于：序列_id(sequence_id)、Gx、Gy、Gz、Gxy、G_XZ、Gyz、Gxyz、场_强度(field_strength)、持续时间(time_duration)、和/或诸如此类。原始MR数据表619h可以包括多个字段，比如但不限于：研究_id(study_id)、时间_戳(time_stamp)，文件_大小(file_size)、患者_id(patient_id)、射频_序列(rf_sequence)、身体_部分_成像(body_part_imaged)、切片_id(slice_id)和/或诸如此类。图像表619i可以包括多个字段，比如但不限于：图像_id(image_id)、研究_id(study_id)、文件_大小(file_size)、患者_id(patient_id)、时间_戳(time_stamp)、设置(settings)、和/或诸如此类。支付账目表619j可以包括多个字段，比如但不限于：请求_id(request_id)、时间戳(timestamp)、支付_数目(payment_amount)、批次_id(batch_id)、交易_id(transaction_id)、清除_标志(clear_flag)、储蓄_账户(deposit_account)、交易_概要(transaction_summary)、患者_姓名(patient_name)、患者_账户(patient_account)、和/或诸如此类。

在一个实施例中，用户程序可以包含用于更新MKT^TM平台的多种用户接口原语。另外，各个帐户可能需要根据环境和MKT^TM系统所要服务的客户类型定制数据库表格。应当注意的是，自始至终任何一个唯一字段都可被指定为关键字段。在另一实施例中，表已经分散到它们自己的数据库和对应的数据库控制器(即，用于每个上述表各自的数据库控制器)中。使用标准数据处理技术，可以在若干个计算机系统化和/或存储设备中分配数据库。类似地，可以通过合并和/或分发各个数据库组件619a-j来改变分散的数据库控制器的配置。MKT^TM系统可以被配置为通过数据库控制器记录各种设置、输入和参数。

MKT^TM数据库可以与包括其自身和/或类似工具的组件集合中的其他组件进行通信。最频繁的是，MKT^TM数据库与MKT^TM组件、其他程序组件和/或类似组件进行通信。数据库可以包含、保留、和提供关于其它节点和数据的信息。

MKT^TM组件

MKT^TM组件635是由CPU执行的存储程序组件。在一个实施例中，MKT^TM组件包含在先前附图中论及的MKT^TM系统方面的任一者和/或所有组合。同样地，MKT^TM组件跨越各种通信网络影响访问、获取和提供信息、服务、交易、和/或诸如此类。

MKT^TM组件可以将磁共振系统收集的原始数据变换成：(i)图像、(ii)动态流数据、(iii)灌流数据、(iii)化学物种的光谱特性、(iv)生理数据、或者(v)代谢数据等中的至少一种。在一个实施例中，MKT^TM组件635接收输入(例如，由RD或SR脉冲产生的MXY信号的数字化表示)，并经由各种系统组件将输入转换为输出(例如，(i)图像、(ii)动态流数据、(iii)灌流数据、(iii)化学物种的光谱特性、(iv)生理数据、或者(v)代谢数据等)。

实现节点间信息访问的MKT^TM组件是通过使用标准开发工具和语言来开发的，标准开发工具和语言例如但不限于：Apache组件、汇编、ActiveX、二进制可执行文件、(ANSI)(Objective-)C(++)、C和/或.NET、数据库适配器、CGI脚本、Java、JavaScript、映射工具、面向过程和对象的开发工具、PERL、PHP、Python、shell脚本、SQL命令、web应用服务器扩展、web开发环境和库(例如，Microsoft的ActiveX；AdobeAIR，FLEX&FLASH；AJAX；(D)HTML；Dojo，Java；JavaScript；jQuery(UI)；MooTools；Prototype；script.aculo.us；简单对象访问协议(SOAP)；SWFObject；雅虎用户接口(Yahoo！ User Interface)；和/或类似物)、WebObjects、和/或类似物。在一个实施方案中，MKT^TM服务器使用加密服务器对通信进行加密和解密。MKT^TM组件可以与包括其自身和/或类似工具的组件集合中的其他组件进行通信。最频繁的是，MKT^TM组件与MKT^TM数据库、操作系统、其它程序组件和/或类似物进行通信。MKT^TM可以包含、传送、生成、获得和/或提供程序组件、系统、用户、和/或数据通信、请求、和/或响应。

分布式MKT^TM实施例

MKT^TM节点控制器组件中的任何一个的结构和/或操作可以通过任意数目的方式进行组合、合并、和/或分布，以便于开发和/或部署。类似地，组件集合可以通过任意数目的方式进行组合，以便于部署和/或开发。为了实现该目的，可以将组件集成到公共代码库或集成在可以以集成的方式动态地加载所需组件的工具中。

组件集合可通过标准数据处理和/或开发技术以多种变化方式进行合并和/或分布。程序组件集合中的任一程序组件的多个实例可以实例化在单个节点上，和/或多个节点上，以通过负载均衡和/或数据处理技术提高性能。此外，单个实例还可以分布到多个控制器和/或存储设备；例如，数据库。所有联合工作的程序组件实例和控制器可以通过标准数据处理通信技术而联合工作。

MKT^TM控制器的配置将取决于系统部署的环境。许多因素，例如但不限于底层硬件资源的预算、能力、位置、和/或使用，可能影响部署要求和配置。不管该配置是否导致程序组件更统一和/或更集成、导致程序组件系列更加分布式、和/或导致在合并和分布式配置之间的某种组合，数据依然可以被传送、获得和/或提供。将来自程序组件集合中的组件合并到公共代码库中的实例可以传送、获得和/或提供数据。这可以通过应用内数据处理通信技术来实现，例如但不限于：数据引用(例如，指针)、内部消息传送、对象实例变量通信、共享存储空间、变量传递、和/或类似技术。

如果组件集合中的组件是分离的(discrete)、分开的(separate)和/或位于彼此外部的，则与和/或到其他组件的数据传送、获得、和/或提供可以通过应用间(inter-application)数据处理通信技术来实现，例如但不限于：应用程序接口(API)信息通道；(分布式)组件对象模型((D)COM)、(分布式)对象链接和嵌入((D)OLE)、和/或类似物)、公共对象请求代理体系结构(CORBA)、Jini本地和远程应用程序接口、JavaScript对象标记(JSON)、远程方法调用(RMI)、SOAP、进程管道、共享文件、和/或类似物。在用于应用间(inter-application)通信的分离组件之间或用于应用内(intra-application)通信的单一组件的存储空间内发送的信息可以通过创建和解析语法而变得容易。语法可以通过使用开发工具来开发，例如lex、yacc、XML、和/或类似物，所述开发工具允许语法生成和解析能力，接着又形成了在组件之内和组件之间传送消息的基础。

例如，可排列语法以识别HTTP post命令的标记(token)，例如：

w3c-post http：//...Value1

由于“http：//”是语法句法的一部分，因此Valuel被视为参数，并在下文中被当作post值的一部分。类似地，对于这种语法，变量“Value1”可被插入到“http：//”post命令中然后发送。该语法句法本身可以被表示为结构化数据，所述结构化数据通过被解释和/或以其他方式使用来生成解析机制(例如，由Iex、yacc等处理的句法描述文本文件)。而且，一旦解析机制生成和/或被具体化，其自身就可以处理和/或解析结构化数据，例如但不限于：字符(例如，tab)描绘文本、HTML、结构化文本流、XML和/或类似的结构化数据。在另一个实施方案中，应用间数据处理协议本身可以具有集成的和/或现成可用的解析器(例如，JSON、SOAP和/或类似解析器)，可用于解析(例如，通信)数据。进一步地，所述解析语法不只是用于消息解析，还可以用于解析：数据库、数据集合、数据商店、结构化数据等。所需的配置将同样取决于系统部署的背景、环境和要求。

例如，在一些实施例中，MKT^TM控制器可以通过信息服务器执行PHP脚本以实现安全套接层(“SSL”)套接服务器，所述信息服务器在客户端可发送数据(例如，以JSON格式编码的数据)的服务器端口上监听呼入通信。在识别呼入通信时，PHP脚本可以从客户端设备读取传入的消息，将接收的JSON-编码的文本数据解析成PHP脚本变量以从中提取出信息(原文疑似有误)，并存储该数据(例如，客户端识别信息等)和/或使用结构化查询语言(“SQL”)在可访问的关系数据库中提取信息。提供基本上以PHP/SQL命令格式书写的示例性列表，通过SSL连接从客户端设备接收JSON-编码的输入数据，解析所述数据以提取变量并将该数据存储到数据库中，所述列表如下：

同样，可以使用下列资源来提供关于SOAP解析器实施方式的示例性实施例：

http：//www.xav.com/perl/site/lib/SOAP/Parser.html

http：//publib.boulder.ibm.com/infocenter/tivihelp/v2r1/index.jsp？topic＝/com.ibm.IB MDI.doc/referenceguide295.htm

以及其它的解析器实施方式：

http：//publib.boulder.ibm.com/infocenter/tivihelp/v2r1/index.jsp？topic＝/com.ibm.IBMDI.doc/referenceguide259.htm

其全部以引用的方式明确并入本文中。

为了解决各种问题并改进现有技术，本申请对于MKT^TM设备、方法及系统的全部内容(包括封面、发明名称、标题、技术领域、背景技术、发明内容、附图说明、具体实施方式、权利要求书、摘要、附图、附录等等)以说明的方式示出了各种实施方案，其中可以实施所公开的实施方案。本申请的优点和特点仅是实施方案的代表性示例，而非穷尽的和/或排他的。它们仅仅是为了辅助理解和教导所要求保护的原理。应当理解，它们并不代表所有的公开的实施例。因此，本发明的某些方面并未在本文讨论。可能没有为本发明的特定部分提出替代实施例，或可能对于一个部分可得到其他未描述的替代实施例，但这不能被认为是对那些替代实施例的放弃。应当理解，许多尚未描述的实施方案并入本发明的相同原理，并且其它方案是等效的。因此，需要理解的是，可以利用其它实施方案，并且可进行功能、逻辑、组织、结构和/或拓扑修改而不脱离本发明的范围和/或精神。因此，贯穿本发明，所有实例和/或实施例被认为是非限制性的。此外，除非是为了减少空间和重复的目的，否则不应当做出关于本文讨论的实施例相对于本文未讨论的实施方案的推断。例如，需要理解的是，如图中和/或贯穿全文描述的任何程序组件(组件集合)、其它组件和/或任何当前特征集合的任意组合的逻辑和/或拓扑结构不限于固定的操作顺序和/或布置，而是任何公开的顺序是示例性的，并且无论顺序如何，本发明预期所有等效方案。应当理解，所述特征并不仅限于依序执行，可能异步、同步和/或类似执行的任何思路、过程、服务、服务器和/或类似物都在公开范围内。因此，这些特征中的一些特征可以是相互对立的，因为它们不能同时存在于单个实施方案中。类似地，一些特征可应用于本发明的一个方面，而不可用于其他方面。另外，本发明包括当前未要求保护的其它实施方案。申请人保留了那些当前未要求的实施方案的所有权利，包括要求这些实施方案、文件附加申请、连续案、部分连续案、分案、和/或诸如此类的权利。因此，应当理解，优点、实施方案、示例、功能、特征、逻辑、组织、结构、拓扑、和/或本发明的其它方面不应视为对权利要求所限定的本发明的限制或对权利要求的等效方案的限制。应当理解，根据MKT^TM个人和/或企业用户的特定需要和/或特性、数据库配置和/或关系模型、数据类型、数据传输和/或网络框架、语法结构、和/或诸如此类，可实施MKT^TM的各种实施例以实现很大的灵活性和用户化。

本文陈述本发明的原理、方面和实施例以及其特定实例的所有声明意在包括本发明的结构和功能的等效方案。另外，这些等效方案意在包括当前已知的等效方案以及未来开发的等效方案，即，无论结构如何，开发出采执行相同功能的任何元件。

本文描述的电路和方法步骤和计算机程序表示具体实施所公开实施例的原理的说明性电路和软件的概念性实施例。因此，可以通过使用专用的硬件以及能够执行与如本文阐述的适当软件相关联的软件的硬件，提供本文示出和描述的各种元件的功能。

在本发明中，任何被表示为用于执行特定功能的元件意在包括任何执行该功能的方式，例如包括：a)执行该功能的电路元件和相关联硬件的组合或b)任何形式的软件，因此包括固件、微码或如本文所述的类似物，其与用于执行该软件的适当电路组合以执行该功能。因此，申请人将能够提供那些功能的任何手段视为等效于在本文示出的手段。

类似地，应当理解本文所述的系统和处理流程表示了各种处理，所述各种处理可基本上在计算机可读介质中表示，并因此由计算机或处理器执行，而不管这样的计算机或处理器是否被明确示出。此外，各种处理可理解为不仅表示处理和/或其它功能，而且可选地为实施这种处理或功能的程序代码块。

除此之外，如上所述和如图所示的本发明的方法、系统、计算机程序和移动设备提供了改进的磁共振方法、系统以及用于执行本发明的机器可读程序。对于本领域的技术人员显而易见的是，可对本发明的设备、方法、软件程序和移动设备做出各种修改和变化而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明旨在包括本发明主题及等效内容范围内的修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于执行磁共振波谱成像的方法，其包括：

a)提供磁共振设备，所述磁共振设备包括(i)主磁体，其用于沿第一方向提供背景磁场，(ii)至少一个射频线圈，和(iii)至少一个梯度线圈，其能够被控制以限定关注区域；

b)将辅助旋转贮存器定位在至少一个射频线圈的视场内，所述辅助旋转贮存器包括预定浓度的将成为所述波谱成像的靶分子的多种分子，所述多种分子包括关注的核组；

c)将待研究的样本或受试者引入所述关注区域；

d)将射频脉冲引入所述样本或受试者并引入所述辅助旋转贮存器，其中所述样本或受试者包括设置在其中的有益试剂，而所述有益试剂包括多种MRI激励核；以及

e)通过调节所述至少一个射频线圈的增益和/或相位，并且/或者通过以控制所述至少一个所述梯度线圈的方式来基本消除至少一个关注区域中的梯度磁场的存在，在所述至少一个射频线圈与设置在所述辅助旋转贮存器中的所述关注的核组的核磁化之间感生电磁反馈，以使所述关注的核组的所述核磁化的矢量方向和所述多种MRI激励核发生改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有益试剂包括蛋白质。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括处理从多个射频脉冲获得的信息，以产生以下中的至少一种：(i)图像，(ii)动态流数据，(iii)灌注数据，(iv)化学物种的波谱特性，(v)生理数据，(vi)量化数据，或(vii)代谢数据。

4.根据权利要求l所述的方法，其中所述关注区域包括至少一个体元，并且所述至少一个梯度线圈适于并被配置为在三个相互正交的方向中的至少一个方向上施加磁场梯度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述有益试剂包括碳水化合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述有益试剂包括2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测包括2-氟-2-脱氧-D-葡萄糖的代谢产物的生物标记物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述有益试剂包括3-氟-2-脱氧-D-葡萄糖。

9.根据权利要求2所述的方法，进一步包括检测为3-氟-2-脱氧-D-葡萄糖的代谢产物的生物标记物。

10.根据任意一项前述权利要求所述的方法，进一步包括处理从多个射频脉冲获得的信息，以确定所述关注区域中¹⁹F的量，其中所述关注区域位于所述样本或受试者中。