CN108496091B - 磁共振成像磁场依赖弛豫法系统和方法 - Google Patents

磁共振成像磁场依赖弛豫法系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108496091B
CN108496091B CN201680079723.2A CN201680079723A CN108496091B CN 108496091 B CN108496091 B CN 108496091B CN 201680079723 A CN201680079723 A CN 201680079723A CN 108496091 B CN108496091 B CN 108496091B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
relaxation
field strength
magnetic resonance
resonance imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680079723.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108496091A (zh
Inventor
查德·泰勒·哈里斯
亚历山大·盖尔斯·潘瑟
杰夫·艾伦·施泰因比
戴维·马克·德舍纳
菲利普·J·贝蒂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SANAP medical Co.
Original Assignee
Sanap Medical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanap Medical Co filed Critical Sanap Medical Co
Publication of CN108496091A publication Critical patent/CN108496091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108496091B publication Critical patent/CN108496091B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/50—NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804—Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/445—MR involving a non-standard magnetic field B0, e.g. of low magnitude as in the earth's magnetic field or in nanoTesla spectroscopy, comprising a polarizing magnetic field for pre-polarisation, B0 with a temporal variation of its magnitude or direction such as field cycling of B0 or rotation of the direction of B0, or spatially inhomogeneous B0 like in fringe-field MR or in stray-field imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本披露提供磁共振成像(MRI)磁场依赖弛豫法系统和方法。弛豫参数，其包括纵向弛豫时段(T1)和横向弛豫时段(T2)，是根据在同一MRI系统中不同的磁场强度下获取的磁共振信号数据估算。通过测量此弛豫参数作为磁场强度函数可生成T1分散数据、T2分散数据、或两者。定量的生理参数可基于这种分散数据来估计。举例，铁含量可从T2分散数据估计。

Description

磁共振成像磁场依赖弛豫法系统和方法
技术领域：
本发明范围涉及磁共振成像(MRI)之系统与方法。更具体地说，本发明与MRI磁场依赖弛豫法系统及方法有关。
背景技术：
作为一种定量工具，MRI的应用不断在起临床和研究界人仕作出什大兴趣。在常用MRI技术定量诊断其中之一是「弛豫法」，其在关注区域中可估计纵向弛豫时段(T1)、横向弛豫时段(T2)、或两者，并从此弛豫时段生成定量图。一般而言，驰豫法技术使用在两个或多个不同时刻(如回波时间)使用一个长的重复时段(“TR”)采样磁共振信号。
利用体内(尤其是大脑)的铁含量进行成像是非常合理的。铁含量已被证明与多种神经障碍相关(如帕金森病和阿尔茨海默氏病)。目前铁含量成像方法涉及量化在增长梯度回波序列回波时间时磁共振信号的下降。这允许在体内测量观出横向弛豫速率R2*＝1/T2*。可是，R2*可由于许多与铁含量无关的原因改变。此外，此技术对少量铁不太敏感。
纵向和横向弛豫时段已被证明取决于磁场强度。例如，铁蛋白溶液的横向弛豫时段T2随磁场强度呈线性增长，其斜率增长取决于铁蛋白负载因子。如果组织中T2的可在个多场强度之下计算，则可以估计铁含量。此外，铁沉积形式也可从此确定，而对于鉴定铁在神经障碍中的作用也可能是非常有利。
但是这些依赖磁场的弛豫法技术尚未被用于常规临床实施，因为弛豫参数需要在多个不同磁场强度下估计。在前可用的技术中，这需求同常只有将测试对象定位在多个不同MRI系统之间才能满足，而每个MRI系统系统都具有不同的磁场强度(如0.5T、1.0T、1.5T、和3T)。
所以，此仍然有需要提供用于磁场依赖弛豫法的系统及方法，其可轻易在临床和研究环境中不而需要多个不同的MRI系统来实施。
发明内容：
本发明通过提供一种磁共振成像(MRI)磁场依赖弛豫法的方法而克服上述缺点。此方法包括从测试对象使用MRI系统在第一多个不同时间采样磁共振信号来获取第一数据，所述MRI系统的主磁场是配置在第一磁场强度。然后将MRI系统主磁场调整到第二磁场强度，而从测试对象使用MRI系统在第二多个不同时间采样磁共振信号来获取第二数据，所述MRI系统的主磁场是配置在第二磁场强度。第一数据拟合到一个信号模型来估计弛豫参数的第一值，所述信号模型描述磁共振信号弛豫为一个弛豫参数的函数，而第二数据拟合到所述信号模型来估计弛豫参数的第二值。然后将弛豫参数的第一值与第一磁场强度相联并且将弛豫参数的第二值与第二磁场强度相联来产生分散数据。
本发明的另一方面是提供一种用于使用磁共振成像(MRI)在测试对象区域中产生定量生理参数图的方法。使用MRI系统在所述区域中产生磁共振信号，使用MRI系统通过采样在所述区域产生的磁共振信号从所述区域获取数据集。此步骤会多次重复来获取多个数据集，每个所述数据集是在不同的磁场强度下获取，而所述MRI系统主磁体的主磁场强度是在所述区域产生磁共振信号前来调整。所述多个数据集的每个数据集拟合到一个信号模型来估计在所述区域中的弛豫参数值，所述信号模型描述磁共振信号弛豫为一个弛豫参数的函数。此估计的弛豫参数值将会与用于估计弛豫参数值来获得的数据集之磁场强度相联来产生分散数据。定量生理参数图会通过从分散数据计算所述区域中每个位置处的定量生理参数在所述区域中生成。
本发明前述和其他方面及优点将会从以下描述中显现。在说明书中，引用附图形成其中一部分，并其中通过图示方式示出本发明的优选实施例。然而，这实施例不一定代表本发明的全部范围，因此本发明在权利要求书以及在此作为引用来解释本发明的范围。
简要附图说明：
图1示出一个在磁共振成像(MRI)系统中磁场依赖弛豫法程及用于可选地从分散数据生成定量生理参数图的序流程图。
图2是一个可以实现本发明的方法的示例MRI系统的框图。
具体实施例：
在本文描述是磁共振成像磁场依赖弛豫法的系统和方法。「弛豫法」一般意味着弛豫参数的测量，包括纵向弛豫时段(T1)及横向弛豫时段(T2)。T1分散数据、T2分散数据、或两者可通过测量所述弛豫参数为磁场强度的函数。然後，定量生理参数可从此分散数据估计。举例，铁含量可从T2分散数据估计。
目前，弛豫分散数据可从测试对象在多个不同MRI系统中进行成像获取，而每MRI系统具有不同的磁场强度。这种方法有几个限制。例如，此方法需要使用几个不同的磁共振成像系统，每个磁共振成像系统都有不同的磁场强度，这在大多数临床上情况是不可能的。此外，因为测试对象必须在多个不同的MRI系统迁移，所以来自不同MRI系统的测试对象的图像必须共同寄存，然后才能从它们生成分散数据。
然而，本发明的系统和方法利用一个MRI系统，其操作可快速令至主磁场强度转变，由此允许在多个不同场强下测量弛豫参数，而不必移动测试对象。
现在参考图1，此流程图示出使用MRI测量弛豫参数分散的示例方法程序。
所述方法包括指令MRI系统发出脉冲序列，其通过在各个时间点采样磁共振信号来获取数据，如步骤102所示。磁共振信号是一般在核自旋弛豫回相平衡时产生，因此可以包括自由感应衰变(FID)信号、梯度回波信号、自旋回波信号、激发回波信号、或任何其他合适的磁共振信号。一般地，操作MRI系统以在测试对象区域上产生如图像切片，图像平板，图像体积或其他空间局部的关注区域的磁共振信号。
本领域技术人员会理解，脉冲序列的选择将影响磁共振信号所形成的类型以及所述的弛豫参数。例如，倒置恢复或T1加权脉冲序列可以用于检查纵向弛豫，而T2加权脉冲序列可以用于检查横向弛豫。
判定框104判定数据已是否在所需不同磁场强度数量获取。如果不是，磁场强度则如步骤106所示调整，并在新的磁场强度中获取附加数据。因此，此方法包括至少在第一磁场强度和第二磁场强度中获取数据；然而，此过程通常可重复来在多每一个不同磁场强度中获取多项数据集。因此，可调RF线圈是装备在优选MRI系统中，使得RF线圈可以被调整到适当的共振频率，其与不同磁场强度相关。宽带接收机可同样优选地装备，以提供宽范围的谐振频率，即场强)其可用于一个扫描上。本领域技术人员会理解这种可调射频线圈和宽带接收机的例子。
在一个具体实施例中，主磁场是使用一个能够迅速斜坡式增加或降低主磁场的MRI系统来调整。作为这种系统的例子是描述在共同待审的PCT申请书列号PCT/IB2015/057979。使用这种类型的系统，主磁场可以根据所施加的电流量而转变为不同的强度。有利的是，主磁场可以在临床上合理的时间内转变。作为一个例子，主磁场可在大约十分钟内从零上升到0.5T。再举一个例子，主磁场可在大约一分钟或更短的时间内从0.5T上升到0.4T。因此，在某实施例中，主磁场的磁场强度可以在短过十五分钟内，并且在某实施例中短过两分内，在第一值和第二值之间转变。
利用这种系统，所述主磁场可增量调整，以在临床合理的时间范围内获取在多个不同场强度中的数据，而提供磁场依赖弛豫法。作为一个例子，主磁场可以通过0.1T的增量来调整；然而，这也可以理解畜使用其它大于或小于0.1T的增量(如0.05T、0.2T、0.25T、0.5T)。
在某实施例中，线圈插件可用来进一步调整主磁场，以局部调制MRI系统中的磁场。
当在所有期望磁场强度数据已获取时，此数据将会拟合到合适的信号模型，以提取弛豫参数作为磁场强度的函数，如步骤108所示。通常，所使用的信号模型是描述磁共振信号弛豫信号模型，其作为弛豫参数的函数，如横向弛豫时段、横向弛豫率、表观横向弛豫时段、表观横向弛豫率、纵向弛豫时段、或纵向弛豫率。此步骤可以包括从获取数据重建图像并将图像幅度、图像相位、或两者拟合到合适的信号模型。举一个例子，在各个采样时间点的图像幅度可以拟合到基于布洛赫方程的信号模型，所述布洛赫方程将测量的信号强度与弛豫时段参数T1和T2中的一个或两个相关联。作为另一个例子，信号模型可基于用于估计T2的指数衰变模型或用于估计T1的恢复信号模型。作为此步骤的结果，对于每个磁场强度(在该磁场强度下获取数据)估计出所述弛豫参数值。此可在某实施例中生成弛豫参数图，其描绘测试对象区域中弛豫参数的空间分布，如成像的视场。
然后，分散数据可从弛豫估计参数与相应的磁场强度相关联来生成，如步骤110所示。作为一个例子，此分散数据可包括曲线或其他图状，其描述弛豫参数为磁场强度的函数。
如步骤112所示，其他与正被检查的测试对象相关联的物理参数可用分散数据计算。作为一般例子，定量生理参数可从分散数据估计。作为一个非限制性实例，组织中的铁含量可以由T2分散数据计算。作为另一个非限制性实例，白蛋白含量可在造影剂与白蛋白结合的应用情况中估计，如
Figure GDA0002899498190000051
(又称
Figure GDA0002899498190000052
由Lantheus Medical Imaging，Inc生产)。在某情况下，白蛋白含量可以使用相差弛豫增强磁共振成像技术(dreMR)来测量。其他可由dreMR对比度测量的参数还可以从此估计。然而，本领域技术人员会通常理解，任何合适与一个或多个弛豫参数相关联的物理或生理参数可以从此估计或计算。
如步骤114所示，所述参数图可以生成来描绘在成像视场中估计参数的空间分布。此参数图可用于鉴定在测试对象中具有一定特征的区域，所述特征因于估计参数。例如，在上面的例子中，此参数图可以用于鉴定测试对象中具有不同程度铁含量的区域。
示例MRI系统：
现在参考图2，其示出一个能够快速斜坡式转变磁场的示例MRI系统(10)。所述MRI系统(10)通常包括一个磁体组件(12)，其用于提供一个基本上均匀的磁场(14)在孔穴(16)之内，其可容纳成像测试对象(18)或其他物体。此磁体组件(12)容纳一个射频(RF)线圈(未示出)，其可以向位于孔穴16内的测试对象(18)或物体中的核自旋提供RF激发。如本领域中理解，此RF线圈与RF系统(20)通信，其产生必要电波形。在某实施例中，如本领域中理解，此RF线圈可以是可调谐RF线圈，其可调谐到各种不同的谐振频率(如与不同的磁场强度相关联的谐振频率)。在某实施例中，此RF系统(20)可包括能够在广宽谐振频率范围上接收磁共振信号的宽带接收器，从而允许实现类似宽范围的不同磁场强度。
所述磁体组件(12)还容纳本领域已知类型梯度线圈(未示出)的三轴线，而且与所述梯度系统(22)联络，提供电力于所述梯度线圈，以在时段中产生磁场梯度Gx、Gy、及Gz。
数据采集系统(24)连接到RF接收线圈(未示出)，其容纳在所述磁体组件(12)或置于孔穴(16)之内。
所述RF系统(20)，所述梯度系统(22)和所述数据采集系统(24)各自与控制器(26)通信，其生成包括来自RF系统(20)的RF脉冲和来自梯度系统(22)的梯度脉冲的脉冲序列。所述数据采集系统(24)从此RF系统(20)接收磁共振信号，并将此磁共振信号提供给所述数据处理系统(28)，其处理所述磁共振信号并从中重建图像。所述重建的图像可提供给显示器(30)以向使用者显示。
所述磁体组件(12)包括容纳一个或多个在真空壳体(34)中的磁体线圈(32)，所述磁体组件真空壳体(34)通常为磁体线圈(32)提供低温恒温器，并且由机械低温制冷机(36)机械性冷却，如Gifford-McMahon(GM)制冷机或脉冲管制冷机。在一个示例配置中，此制冷机可以是由日本Sumitomo Heavy Industries生产的Gifford-McMahon低温制冷机型号RDK-305。此低温制冷机(36)通常与此磁体线圈(32)有热力接触，并且可操作以降低此磁体线圈(32)的温度，以及维持此磁体线圈(32)和期望操作温度。在某实施例中，此低温制冷机(36)包括一阶段真空壳体(34)热力接触和的二阶段磁体线圈32热力接触。在这些实施例中，此低温制冷机(36)的第一阶段将真空外壳(34)保持在第一温度，并且此低温制冷机(36)的第二阶段将磁体线圈(32)保持在低于所述第一温度的第二温度。
所述电磁线圈(32)是由超导材料构成亦因此提供一个超导磁体。此超导材料是优先选择为有合适临界温度的材料，使得磁体线圈(32)能在合适的温度范围能够在合适的温度范围内实现期望的磁场强度。举例，此超导材料可以是铌(Nb)，其转变温度是约为9.2K。又一例，此超导材料可以是铌钛(NbTi)，其转变温度是约为10K。再一例，此超导材料可以是三铌锡(Nb3Sn)，其转变温度是约为18.3K。
此超导材料的选择确定所述磁体组件12可实现的磁场强度范围。此超导材料是优先选择为使得可以在可由所述低温制冷机(36)适当地实现的温度范围内实现在约0.0T至约3.0T范围内的磁场强度。然而，在某配置中，此超导材料可选择来提供高于3.0T的磁场强度。
所述制冷器(36)可操作以将所述磁体线圈(32)维持在所述磁体线圈(32)超导的操作温度，如低于此磁体线圈(32)被构成的材料的转变或临界温度的温度。作为一个例子，此操作温度的低限值是大约4K，而此操作温度的高限值是可以处于或接近磁体线圈(32)被构成的超导材料的转变或临界温度。
所述MRI系统(10)电磁线圈(32)中的电流密度是可以控制来快速上升或下降由此磁体组件(12)产生的磁场(14)，而由所述低温制冷机(36)控制所述磁体线圈(32)的温度，以便此温度低于组成磁体线圈32的超导材料的转变温度。作为一个例子，所述磁场(14)强度可在几分钟之内提高或降低，如十五分钟之内。
通常，此电磁线圈(32)的电流密度可将电磁线圈(32)连接到有电源(38)的电路来提高或降低，所述电源38通过开关(40)与电磁线圈32电连通并且操作电源38增加或减少连接电路中的电流。所述电源38通过开关(40)与所述电磁线圈(32)电连通并且操作电源(38)提高或降低连接电路中的电流。此开关(40)通常是可在第一闭合状态和第二打开状态之间操作的超导开关。
当此开关(40)在打开状态时，电路在所述电磁线圈(32)处闭合，这有时称为「持续模式」。在此配置中，当所述电磁线圈(32)的温度保持在构成其的超导材料的转变温度或以下，此电磁线圈(32)是处于超导状态。
然而，当此开关(40)在关闭状态时，所述电磁线圈(32)及所述电源(38)可置于在连接的电路中，并且由所述电源(38)供应的电流和所述电磁线圈(32)中的电流将会试图平衡。例如，当所述电源(38)操作来提供更多电流于连接电路时，所述电磁线圈(32)的电流则会增加，而增强所述磁场(14)的强度。另一方面，当所述电源(38)操作来减低电流于连接电路时，所述电磁线圈(32)的电流则会减小，而降低所述磁场(14)的强度。
本领域技术人员会理解，任何合适的超导开关可以用来选择性地将所述电磁线圈(32)和所述电源(38)连接到连接电路中；然而，作为一个非限制性示例，此开关(40)可包括一段超导电线，其与所述电磁线圈32和所述电源(38)并联连接。一个与此开关(40)有热力接触的加热器操作以将超导电线的温度升高到其转变温度以上，以将此开关(40)操作在关闭状态，进而使得所述超导电线的电阻相比高於所述电磁线圈(32)的电感阻。这导致非常小的电流通过此开关(40)。然后，所述电源(38)可放置在与所述电磁线圈(32)连接的电路中。所述电源(38)及所述电磁线圈(32)中的电流尝当在此连接电路中时试图平衡；因此在所述电磁线圈(32)中的电流密度可通过调整由所述电源(38)供应的电流增加或减少，以分别增强或降低所述磁场(14)的强度。为了将所述开关(40)操作在打开状态，其超导电线会冷却到其转变温度以下，而将所述磁体线圈(32)返回闭合电路中，由此与所述电源(38)断开并允许所有电流流通所述磁体线圈(32)。
当所述电磁线圈(32)与所述电源(38)在连接电路中时，此电磁线圈(32)的温度将会随着连接电路中的电流均衡增加。因此，此电磁线圈(32)的温度应该需要监测，以确保此电磁线圈(32)的温度保持低于其构成超导材料的转变温度。因为所述电磁线圈(32)在所述电源(38)连接电路中时会可能增加此电磁线圈(32)的温度，所述磁场(14)强度可增强或降低的速率会部分取决于所述低温制冷机(36)的冷却能力。例如，有较大冷却容量的低温制冷机在与所述电源(38)连接的电路中时能够更快速地从所述电磁线圈(32)移除热量。
所述电源(38)和所述开关(40)在所述控制器(26)的控制下操作，以当所述电源(38)与所述电磁线圈(32)连接时提供电流于所述电磁线圈(32)。一个电流监测(42)测量所述从电源(38)流入所述电磁线圈(32)的电流，并且可以向此控制器(26)提供电流量度以控制所述磁场(14)强度的斜坡式上升或斜坡式下降。在某配置中，此电流监测(42)是集成到所述电源(38)中。
一个温度监测(44)与所述磁体组件(12)有热刀接触并且用于实时测量所述电磁线圈(32)的温度。作为一个例子，此温度监测(44)可包括热电偶温度传感器、二极管温度传感器(如硅二极管或GaAlAs二极管)、电阻温度检测器(RTD)、及电容式温度传感器等。基于RTD的温度传感器可以由陶瓷氧氮化物、锗、或氧化钌组成。所述电磁线圈(32)的温度可被监测并且可以被提供给所述控制器(26)以控制所述磁场(14)强度的斜坡式上升或斜坡式下降。
在操作中，所述控制器(26)是编程来根据使用者指令来增加或降低所述磁体组件(12)的磁场(14)。如上所述，此磁场(14)强度可由所述控制器(26)控制的所述开关(40)将电流从所述电源(38)提供给所述电磁线圈(32)而减少其电流密度来降低。所述磁场(14)强度也可同样由所述控制器(26)控制的所述开关(40)将电流从所述电源(38)提供给所述电磁线圈(32)而提高其电流密度来增加。
所述控制器26还可编程来在所述磁场(14)强度斜坡式增加或斜坡式降低之前、之中、及之后监测各种与所述MRI系统(10)相关联的操作参数值。作为一个例子，如上所述，通过从所述电流监测(42)接收的数据，所述控制器(26)可监测由所述电源(38)供给到所述电磁线圈(32)的电流。作为另一个例子，如上所述，通过从所述温度监测(44)接收的数据，所述控制器(26)可监测由所述磁体线圈32的温度。作为又一示例，所述控制器(26)可以监测所述磁场(14)的强度，如通过接收来自磁场位于或靠近磁体组件(12)传感器(如霍尔探测器等)的数据。
根据上述方法，此MRI系统(10)可提供一个或多个用于处理获取数据的计算机系统。作为一个例子，所述数据处理系统28可以用来处理获取数据。
例如，所述数据处理系统(28)可从所述数据捕获系统(24)接收磁共振数据，并根据从操作员工作站下载的指令对其进行处理。这处理可以包括上述的方法，其用于重建图像、将信号拟合到信号模型、生成分散数据、以及从分散数据计算定量或物理参数。
由数据处理系统(28)重建的图像可传送回操作员工作站进行存储，并且实时图像可存储在存储器中，从存储器可以将其输出到所述显示器(30)。
所述MRI系统(10)还可以包括一个或多个联网工作站。举例，此联网工作站可以包括显示器；一个或多个输入设备，如键盘和鼠标；以及处理器。此联网工作站可位于与所述MRI系统(10)相同的设施内，或位于不同的设施中，如不同的医疗机构或诊所。
所述联网工作站，无论是在与MRI系统10相同的设施内或在不同的设施内，可通过通信系统远程存取在所述数据处理系统(28)。多个联网工作站可相应存取所述数据处理系统(28)。以这种方式，换磁共振数据、重构图像、或其他数据可在所述数据处理系统(28)和联网工作站之间交换，使得数据或图像可以由联网工作站远程处理。此数据可以任何合适的格式进行交换，如根据传输控制协议(TCP)、网际协议(IP)、或其它已知或适当的协议。
本发明已据一个或多个优选实施例描述，并且应此理解，除了那些明确指出的那些之外，许多等价物，替代方案，变化和修改是可包括在本发明范围内。

Claims (23)

1.一种磁共振成像磁场依赖弛豫法的方法，其过程包括步骤：
(a)从测试对象使用磁共振成像系统在第一多个不同时间点采样磁共振信号来获取第一数据，其中所述磁共振成像系统的主磁场由所述磁共振成像系统的磁体组件产生并且是配置在第一磁场强度；
(b)将磁共振成像系统的主磁场调整到第二磁场强度；
(c)从测试对象使用磁共振成像系统在第二多个不同时间点采样磁共振信号来获取第二数据，其中所述磁共振成像系统的主磁场由所述磁共振成像系统的所述磁体组件产生并且是配置在第二磁场强度；
(d)将第一数据拟合到一个信号模型来估计弛豫参数的第一值，所述信号模型描述磁共振信号弛豫为一个弛豫参数的函数；
(e)将第二数据拟合到所述信号模型来估计所述弛豫参数的第二值；以及
(f)将所述弛豫参数的所述第一值与所述第一磁场强度相关联并且将所述弛豫参数的所述第二值与第二磁场强度相关联来产生分散数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)进一步包括：根据第一数据重建图像，将图像幅度、图像相位、或图像幅度和图像相位二者拟合到一个信号模型来估计弛豫参数的第一值；所述步骤(e)进一步包括：根据第二数据重建图像，将图像幅度、图像相位、或图像幅度和图像相位二者拟合到所述信号模型来估计所述弛豫参数的第二值。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述信号模型为与弛豫参数相关的基于布洛赫方程的信号模型，指数衰变模型或恢复信号模型。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中：
在获取所述第一数据的视场中的多个位置处重复步骤(d),以估计在所述多个位置的每个位置处所述弛豫参数的第一值；
在获取所述第二数据的视场中的多个位置处重复步骤(e)，以估计在所述多个位置的每个位置处所述弛豫参数的第二值；以及
在步骤(f)中生成的分散数据将在所述多个位置的每个位置处的所述弛豫参数的第一值与所述第一磁场强度相关联，并且将在所述多个位置的每个位置处的所述弛豫参数的第二值与所述第二磁场强度相关联。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述信号模型为与弛豫参数相关的基于布洛赫方程的信号模型，指数衰变模型或恢复信号模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述磁共振成像系统的所述主磁场是通过从所述第一磁场强度斜坡式变化所述磁共振成像系统的所述主磁场调整至所述第二磁场强度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述磁共振成像系统的所述主磁场是在十五分钟内由所述第一磁场强度斜坡式变化到所述第二磁场强度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述磁共振成像系统的所述主磁场是在两分钟内由所述第一磁场强度斜坡式变化到所述第二磁场强度。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间的差值是为0.1特斯拉。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述弛豫参数是横向弛豫时段或横向弛豫速率之其中一个。
11.如权利要求10所述的方法，还包括从所述分散数据估计与所述测试对象相关联的物理参数。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述物理参数是所述测试对象中铁含量的估计值。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述弛豫参数是纵向弛豫时段或纵向弛豫率中的一个。
14.一种用从磁共振成像测试对象中的区域中产生定量生理参数图的方法，其过程包括步骤：
(a)使用磁共振成像系统在所述区域中产生磁共振信号；
(b)使用磁共振成像系统通过采样从所述区域产生的磁共振信号来获取此区域的数据集；
(c)多次重复步骤(a)和(b)来获取多个数据集，每个所述数据集是在不同的磁场强度下获取，这通过在所述区域中产生磁共振信号前调整由磁共振成像系统的磁体组件产生的主磁场强度得到所述不同的磁场强度；
(d)通过将所述多个数据集的每一个数据集拟合到一个信号模型来估计在所述区域中的弛豫参数值，所述信号模型描述磁共振信号弛豫为一个弛豫参数的函数；
(e)将在步骤(d)中估计的弛豫参数值与用于估计弛豫参数值来获得的数据集之磁场强度相联来产生分散数据；以及
(f)通过从分散数据计算所述区域中每个位置处的定量生理参数，生成在所述区域中的定量生理参数图。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤(d)进一步包括：根据所述多个数据集的每个数据集重建图像，将图像幅度、图像相位、或图像幅度和图像相位二者拟合到一个信号模型来估计在所述区域中的弛豫参数值。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述信号模型为与弛豫参数相关的基于布洛赫方程的信号模型，指数衰变模型或恢复信号模型。
17.根据权利要求14所述的方法，其中在步骤(c)所述的磁共振成像系统的所述主磁场是通过从第一磁场强度斜坡式变化所述磁共振成像系统的所述主磁场调整至第二磁场强度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述磁共振成像系统的所述主磁场是在十五分钟内由所述第一磁场强度斜坡式变化到所述第二磁场强度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述磁共振成像系统的所述主磁场是在两分钟内由所述第一磁场强度斜坡式变化到所述第二磁场强度。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间的差值是0.1特斯拉。
21.如权利要求14所述的方法，其中所述弛豫参数是横向弛豫时段或横向弛豫速率之其中一个。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述定量生理参数是铁含量。
23.如权利要求14所述的方法，其中所述弛豫参数是纵向弛豫时段或纵向弛豫率中的一个。
CN201680079723.2A 2016-01-22 2016-01-22 磁共振成像磁场依赖弛豫法系统和方法 Active CN108496091B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2016/050341 WO2017125790A1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Systems and methods for magnetic field-dependent relaxometry using magnetic resonance imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108496091A CN108496091A (zh) 2018-09-04
CN108496091B true CN108496091B (zh) 2021-09-10

Family

ID=59361633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680079723.2A Active CN108496091B (zh) 2016-01-22 2016-01-22 磁共振成像磁场依赖弛豫法系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10969453B2 (zh)
JP (1) JP6783864B2 (zh)
CN (1) CN108496091B (zh)
CA (1) CA3012161C (zh)
DE (1) DE112016006290T5 (zh)
WO (1) WO2017125790A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076814B (zh) 2015-10-16 2019-09-13 圣纳普医疗(巴巴多斯)公司 能够快速地进行场斜变的磁共振成像系统
US10914802B2 (en) 2019-06-24 2021-02-09 Synaptive Medical Inc. Magnetic resonance imaging systems and methods
CN113075597B (zh) * 2021-03-23 2022-05-06 东北大学 一种磁体磁场测量方法及测量系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63105750A (ja) * 1986-10-24 1988-05-11 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置の運転方法
US5322682A (en) * 1992-08-06 1994-06-21 The Regents Of The University Of California Method for quantitatively measuring and mapping stored iron in tissue using MRI
JP2004305759A (ja) * 2004-05-21 2004-11-04 Toshiba Corp 磁気共鳴映像装置
JP2007117523A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメージング装置
CN101189531A (zh) * 2005-06-01 2008-05-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过mr分子成像确定造影剂的分布信息
CN101268941A (zh) * 2007-03-21 2008-09-24 西门子公司 借助于磁共振设备自动确定衰减射线的物体的方法和装置
DE102008020574A1 (de) * 2008-04-24 2009-10-29 MRB Forschungszentrum für Magnet - Resonanz - Bayern e.V. Steuerung und Verfahren zur Steuerung eines Magnetresonanztomographiegeräts
CN102439474A (zh) * 2009-03-25 2012-05-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 利用r2和r2*映射的细胞内和细胞外spio试剂的量化

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5860921A (en) 1997-04-11 1999-01-19 Trustees Of The University Of Pennyslvania Method for measuring the reversible contribution to the transverse relaxation rate in magnetic resonance imaging
WO2000010025A1 (en) * 1998-08-14 2000-02-24 Katholieke Universiteit Leuven Mri image-forming
US6869591B2 (en) * 2002-03-26 2005-03-22 Barnes-Jewish Hospital Paramagnetic particles that provide improved relaxivity
US7298602B2 (en) * 2003-11-26 2007-11-20 Ge Medical System, Inc. Automated superconducting magnet ramp-up system and method
EP1779130A1 (en) * 2004-08-13 2007-05-02 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Mr method for the quantitative determination of local relaxation time values
US7471085B2 (en) * 2005-04-29 2008-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Determination of relaxation rate changes for MR molecular imaging
US20110118588A1 (en) * 2008-03-12 2011-05-19 Giora Komblau Combination MRI and Radiotherapy Systems and Methods of Use
US9423480B2 (en) * 2008-10-27 2016-08-23 The University Of Western Ontario System and method for magnetic resonance imaging
WO2011069411A1 (en) * 2009-12-07 2011-06-16 The Chinese University Of Hong Kong Methods and systems for estimating longitudinal relaxation times in mri
US9588205B2 (en) * 2010-03-18 2017-03-07 Koninklijke Philips N.V. Simultaneous and dynamic determination of longitudinal and transversal relaxation times of a nuclear spin system
CN102116856B (zh) * 2010-12-30 2013-01-16 中国科学院深圳先进技术研究院 横向弛豫时间测量方法及系统
DE102012206585B4 (de) * 2012-04-20 2013-12-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur schnellen ortsaufgelösten Bestimmung eines Magnetresonanz-Relaxationsparameters in einem Untersuchungsgebiet
US9943246B2 (en) * 2012-11-21 2018-04-17 Wisconsin Alumni Research Foundation System and method for assessing susceptibility of tissue using magnetic resonance imaging
CN103218788B (zh) * 2013-04-24 2015-12-02 南方医科大学 一种肝脏磁共振r2*参数的测量方法
US10168405B2 (en) * 2014-11-11 2019-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for quantifying properties of an object through magnetic resonance imaging (MRI)
JP2018513368A (ja) * 2015-04-02 2018-05-24 シーアールシー・フォー・メンタル・ヘルス・リミテッドＣｒｃ Ｆｏｒ Ｍｅｎｔａｌ Ｈｅａｌｔｈ Ｌｔｄ 認知力低下のリスクを予測するための方法
CN107076814B (zh) 2015-10-16 2019-09-13 圣纳普医疗(巴巴多斯)公司 能够快速地进行场斜变的磁共振成像系统
JP6687383B2 (ja) * 2015-12-21 2020-04-22 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63105750A (ja) * 1986-10-24 1988-05-11 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置の運転方法
US5322682A (en) * 1992-08-06 1994-06-21 The Regents Of The University Of California Method for quantitatively measuring and mapping stored iron in tissue using MRI
JP2004305759A (ja) * 2004-05-21 2004-11-04 Toshiba Corp 磁気共鳴映像装置
CN101189531A (zh) * 2005-06-01 2008-05-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 通过mr分子成像确定造影剂的分布信息
JP2007117523A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメージング装置
CN101268941A (zh) * 2007-03-21 2008-09-24 西门子公司 借助于磁共振设备自动确定衰减射线的物体的方法和装置
DE102008020574A1 (de) * 2008-04-24 2009-10-29 MRB Forschungszentrum für Magnet - Resonanz - Bayern e.V. Steuerung und Verfahren zur Steuerung eines Magnetresonanztomographiegeräts
CN102439474A (zh) * 2009-03-25 2012-05-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 利用r2和r2*映射的细胞内和细胞外spio试剂的量化

Also Published As

Publication number Publication date
CA3012161C (en) 2022-05-31
WO2017125790A1 (en) 2017-07-27
JP2019503788A (ja) 2019-02-14
US20190025391A1 (en) 2019-01-24
US20210263121A1 (en) 2021-08-26
JP6783864B2 (ja) 2020-11-11
CA3012161A1 (en) 2017-07-27
US10969453B2 (en) 2021-04-06
US11675037B2 (en) 2023-06-13
DE112016006290T5 (de) 2018-11-15
CN108496091A (zh) 2018-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11675037B2 (en) Systems and methods for magnetic field-dependent relaxometry using magnetic resonance imaging
JP6030143B2 (ja) Ｍｒ電気特性断層撮影
US10564243B2 (en) System and method for phase cycling magnetic resonance fingerprinting (phc-MRF)
US20200393528A1 (en) Magnetic resonance imaging of different nuclear spin species with the same radio frequency coil
EP3080634B1 (en) Zero echo time mr imaging with water/fat separation
EP3044604B1 (en) Metal resistant mr imaging
US11402449B2 (en) Magnetic resonance imaging systems and methods
US20160341806A1 (en) Zero echo time mr imaging with sampling of k-space center
US20140121492A1 (en) Mri with separation of different chemical species using a spectral model
RU2716870C2 (ru) Система магнитно-резонансных исследований, имеющая зонды для исследования поля
JP2019511281A (ja) 磁気共鳴システムにおける機械式クライオクーラの発振によって引き起こされる磁場の不安定性の低減
JP2024504754A (ja) 磁気共鳴検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201231

Address after: Toronto, Ontario, Canada

Applicant after: SANAP medical Co.

Address before: Bridgeton, Barbados

Applicant before: SYNAPTIVE MEDICAL (BARBADOS) Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant