CN1502984A - 磁共振测定法 - Google Patents

Abstract

用相阵线圈测量的磁共振信号在时间域内被加以组合。在和其它线圈上测量的信号组合之前对每只线圈测量的信号相位在时间域内加以调整，使得信号的相位相互基本上相等。然后将组合的时间域信号转换为频域信号用于频谱分析。

Description

磁共振测定法

本申请要求编号为60/427,641，提交日期为11/19/2002，标题为“磁共振测定法”的美国临时专利申请的优先权，现参照该申请将其内容引入，等同于完全陈述。

技术领域

本发明涉及磁共振测定法。

背景技术

磁共振测定法利用磁共振现象以研究物质的物理，化学和生物特性。将待检查物体放入磁场内，然后将脉冲射频信号(RF)对准该物体内的一个体元以感应磁共振。该磁共振信号可以用该体元附近的测量线圈加以探测。该磁共振信号类似正弦波，其频率ω随时间常数衰减，被称为自由感应衰减信号(FID)。该体元内不同类型的原子将引发不同的磁共振频率ω。通过检查FID信号的频谱，可以确定包含在该体元中的原子类型。

一般而言，该FID信号的幅度很弱。当使用单一测量线圈时，由该线圈探测到的信号可能不是很强，因而有可能被噪声所淹没。如果采用一组线圈，称之为“相阵线圈”测量磁共振信号则可以增大信-噪比。以往，是将在该相阵线圈的每一线圈上探测到的FID信号单个转换成频率域信号。然后将所得到的频率域信号加以组合以发生在该频率域的一种组合信号，这种信号有着比其组分信号更高的信噪比。

发明内容

总体而言，本发明一方面致力于磁共振测定法，它包括施加射频脉冲以激励一体元内的磁共振；利用第一线圈探测代表所感应的磁共振的第一时间域信号；利用第二线圈探测代表所感应的磁共振的第二时间域信号；调整该第二时间域信号的相位以发生一相位校正的时间域信号使得相位校正后的第二时间域信号的相位基本上等于第一时间域信号的相位；以及将第一时间域信号同相位校正后的第二时间域信号相结合以产生组合的时间域信号。

总体而言，本发明另一方面致力于磁共振测定法，它包括使用线圈组测量时间域磁共振信号；将该时间域磁共振信号的相位相对公共参考值加以调整；以及将调整后的时间域磁共振信号加以组合。

总体而言，本发明另一方面致力于磁共振测定方法，它包括在线圈组上接收磁共振信号，每个信号有着相位和幅度；调整时间域内的磁共振信号的相位以发生相位补偿信号；以及将相位补偿后的信号加以组合以发生组合信号。

本发明的实现包括以下一个或多个特征。确定组合时间域信号的频谱。调整相位包括补偿时间域内磁共振信号之间的相位差以发生相位补偿信号使得相位被补偿过的信号的相位基本上相互一样。每一线圈有着特殊的灵敏度，而该方法进一步包括按照基于相应线圈的灵敏度的加权因子对每一磁共振信号给以加权。该方法包括在没有磁共振信号时测定本底噪声以决定每一线圈的灵敏度。磁共振信号包括自由感应衰减信号。该方法包括在一个区域内建立极化磁场和施加射频磁场使得在该区域的一个体元(例如包括人体组织的一个体元)内发生磁共振信号。在第n个线圈上所接收到的磁共振信号S_n(t)可以表示成：

          S_n(t)＝A_nexp(iφ_ref+iδφ_n)exp[it(ω-1/T₂)]，

其中A_n为幅度系数，φ_ref为参数信号的相位，δφ_n为在第n线圈上接收到的信号的相位同参考信号的相位之间的差；ω是磁共振信号的频率，T₂是自旋-自旋驰豫时间。组合信号S_T(t)可以表示为：

$S_T=\underset{n=1,N}{\mathrm{\Σ}}[w_n\·A_n]\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right],$

其中N为线圈数目，W_n是由每只线圈的灵敏度所决定的加权系数。调整相位包括选择一磁共振信号作为参考信号，调整除参考信号以外的磁共振信号的相位使得磁共振信号的相位基本上等于参考信号的相位。

总体而言，本发明另一方面致力于用于磁共振测定法的装置，它包括产生磁场的磁体；支撑处于磁场内的物体的支撑体；发生射频脉冲以激励物体内的一体元从而发生磁共振信号的射频信号发生器；至少两只用于探测磁共振信号的线圈；以及用于处理至少由两只线圈所探测到的磁共振信号的数据处理器，该数据处理器对时间域内的磁共振信号的相位进行调整以发生相位补偿信号，将时间域内的该相位补偿信号加以组合以发生组合信号，以及确定该组合信号的频谱。

本发明的实施可以包括如下一至多个特征。数据处理器调整相位补偿信号的相位使得该相位补偿信号的相位基本上相互相等。至少有两只线圈不完全重叠并被置于物体的邻近。该物体包括有生命的组织。

总体而言，本发明另一方面致力于用于磁共振测定法的装置，它包括用于激励体元以发生磁共振信号的装置；至少有两只用于探测磁共振信号的线圈；以及用于处理由至少两只线圈所探测到的磁共振信号的装置，该处理是通过调整时间域内的每一磁共振信号的相位以发生相位补偿信号，将该时间域内的相位补偿信号加以组合以发生组合信号，以及确定该组合信号的频谱加以完成的。

本发明的实施可以包括一至多个如下特征。该激励装置包括用于发生磁场的装置和发生射频脉冲以激励该体元的装置。相位补偿信号的相位基本上相互相等。

本发明的一个或多个实施方案的细节将在下面的附图及描述中加以陈述。从下面的描述和附图以及其权利保护要求中，本发明的其它特点，目标以及其优越之处将显而易见。

附图说明

图1是磁共振测定法系统的方框图。

图2是显示线圈组和组织体元的图。

图3是一种流程图，显示通过将单个FID信号组合发生磁共振谱的过程。

图4A-15B是显示测量数据的图形。

图16是测量数据表。

各种图形中的相同参考符合表示相同的元素。

具体实施方式

此如所描述的磁共振测定法系统是将由相阵线圈的不同线圈元件所测量的FID信号的相位加以匹配，将该时间域内的相位匹配信号加以组合，然后计算组合信号的频谱以产生增强的磁共振谱信号，这种信号减少了傅立叶变换的计算。

参照图1，磁共振测定法系统100包括发生透过病人身体所在的检查区域的基本均匀的主磁场。磁体102可以是由超导线制作的电磁体。匀场系统124对所检查的病人身体部分的主磁场内的细小空间非均匀性加以校正。梯度线圈104在检查区内的身体部分处的主磁场内产生线性磁场梯度。梯度放大器106发生电流，该电流流经梯度线圈104在检查区内产生足够的磁场梯度。射频放大器108发生射频(RF)脉冲，该RF脉冲由发射线圈110发射到检查区。该RF脉冲将检查区处病人体内的原子加以激励。

被RF脉冲激励的身体部分的原子发出FID信号(上面已描述)。该FID信号由包括线圈元件112a-112d的相阵接收线圈112所探测。由接收线圈112所探测到的信号由接收器放大器114加以放大，然后馈给频谱处理器116，根据线圈元件112a-112d所探测的信号发生身体部分的频谱。谱处理器116将来自单个线圈元件的时间域信号加以组合以发生组合信号。谱处理器116对组合信号施加傅立叶变换以产生代表磁共振信号频谱的频域信号。谱处理器116将代表时间域信号的数据以及相应的频域信号传送给主计算机118作进一步的处理。

体部内不同类型的原子以对应于RF脉冲的不同频率共振，因而发射具有不同频率的FID信号。通过检查FID信号的频谱，可以确定体部的原子类型。这对于诊断在该体部是否存在有某种疾病是有用的。

在上面的例子中，谱处理器116将来自不同线圈元件112a-112d的时间域信号加以组合，然后将组合信号转换成频域信号。也可以将主计算机118加以配置用以执行将时间域信号加以组合和将所得到的组合信号转换成频域信号的处理。

由发射器线圈110所发射的RF脉冲形状影响施加到原子上的能量的数量。一次测量过程是由一脉冲序列所规定的，它控制RF脉冲和梯度脉冲的相对定时，梯度脉冲是在测量期间为调整所检查的体部周围的磁场的梯度而施加的。主计算机118控制产生梯度脉冲的梯度放大器106。主计算机118控制RF放大器108以调节RF脉冲的脉冲形状和序列。存储系统，此处为系统盘122，储存时间域数据和来自谱处理器116的谱数据。操作台120显示组合信号谱。操作台也允许操作员输入命令以控制主计算机118。

参照图2，具有原子的组织体元125被RF脉冲激励，发射FID信号，该信号被线圈元件112a-112d所探测。该线圈元件不完全重叠并位于组织125附近。组织体元125内的原子组合形成一净的磁化强度M。由来自组织体元的该净磁化强度所产生的FID信号可以表示成：

          S(t)＝Aexp(iφ)exp[it(ω-1/T₂)]，    (1)此处A是信号的幅度，φ是相对参考相位的相位角，ω是信号的频率，T₂是自旋-自旋驰豫时间。该T₂驰豫时间是来自组织体元125的净磁化强度M的特征衰减时间。该驰豫时间T₂表征组织体元125内自旋之间的分子间相互作用，这种作用使分子运动离相因而产生接收线圈112内的信号丢失。

相阵接收线圈112内的每只线圈元件(112a-112d)单独测量来自组织体元125的信号并发生一时间域信号。这些信号被加以组合以产生具有较高信噪比的较强信号。在将这些信号加以组合时考虑到两个因素：(1)对信号加以补偿以考虑不同线圈的灵敏度，这种不同线圈的灵敏度可以由于制造公差所引发。如果对所有的线圈元件使用相等的增益，则灵敏度较高的线圈元件较之于灵敏度较低的线圈元件对组合信号更为重要。(2)在组合之前信号就相位加以匹配。不对相位加以校正可能在将信号组合时使一种信号将另一种信号抵消。

谱处理器116处理由线圈元件112a-112d所测量的信号以补偿不同的线圈灵敏度和相位差。为了补偿线圈灵敏度，将本底噪声作为该线圈元件灵敏度的一种指示加以测量。令S_n表示由该阵列中的第n线圈元件所测量到的FID信号，σ_n表示在没有RF脉冲时由第n线圈元件所测量到的本底噪声的标准偏差。谱处理116通过施加从本底噪声测量导出的加权因子W_n将信号组合：

         S_T(t)＝w₁·S₁(t)+w₂·S₂(t)+w₃·S₃(t)+w₄·S₄(t)，    (2)

其中

$w_n={\mathrm{\σ}}_n/\sqrt{{\mathrm{\σ}}_1^2+{\mathrm{\σ}}_2^2+{\mathrm{\σ}}_3^2+{\mathrm{\σ}}_4^2}----\left(3\right)$

是噪声归一化因子，假定在线圈元件之间不存在相互阻抗。

为了补偿相位差，在组合之前对每只线圈元件上的信号相位在时间域内加以调整。由每只线圈元件112a-112d所探测到的FID信号的波形除信号之间的恒定相位差之外基本相同(如果噪声和测量误差不加以考虑的话)。恒定相位差产生的原因可以是线圈相对组织体元的位置差异，以及其它的因素如电缆长度差异和其它硬件变量。

线圈元件112a-112d的信号之间的恒定相位差可以通过比较在特定时间来自该线圈元件的信号相位加以确定。为了展示目的，假定在线圈112a-112d上的信号的相位分别为φ₁，φ₂，φ₃和φ₄。这些相位是相对参考相位φ_ref测量的。可以选择信号之一作为参考信号，而其它的信号可以同参考信号进行比较以达到相位校正。例如，在线圈元件112b上的信号的相位相对于参考信号等于δφ₂＝φ₂-φ_ref。类似地，在第n线圈元件上的信号的相位相对在线圈元件112a上的信号等于

               δφ_n＝φ_n-φ_ref               (4)

在每只线圈元件上测量到的信号S_n可以表示成：

        S_n(t)＝A_nexp(iφ_n)exp[it(ω-1/T₂)]    (5)上式可以改写成：

        S_n(t)＝A_nexp(iδφ_n)exp(iφ₁)exp[iφ(ω-1/T₂)]    (6)

对于一只4元相阵线圈，考虑到式(2)中的加权因子但没有相位补偿其所得到的组合信号为下列所示

$S_T\left(t\right)=w_1\·A_1\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_1\right)\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right]$

$+w_2\·A_2\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_2\right)\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right]$

$+w_3\·A_3\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_3\right)\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right]$

$+w_4\·A_4\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_4\right)\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right]$

$=[w_1\·A_1\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_1\right)+w_2\·A_2\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_2\right)+w_3\·A_3\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_3\right)+w_4\·A_4\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_4\right)]$

$\×\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right]$

$=\underset{n=1..4}{\mathrm{\Σ}}[w_n\·A_n\·\exp \left({\mathrm{i\δ\φ}}_n\right)]\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\·\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right].----\left(7\right)$

当每只线圈元件上的测量信号的相位被加以调整使得它们相互匹配之后，其组合信号可以写为：

S_T(t)＝w₁·S₁(t)·exp(-iδφ₁)+w₂·S₂(t)·exp(-iδφ₂)

     +w₃·S₃(t)·exp(-iδφ₃)+w₄·S₄(t)·exp(-iδφ₄).

                                                    (8)

任何信号S_n(t)均可当作参考信号。在式6和式8中，如果将在第一线圈元件上测量到的信号当作参考信号，则δφ₁＝φ_n-φ₁。

在对实部进行相位校正和提取之后利用傅立叶变换将最后的组合信号S_T(t)转换成频率域信号以确定该磁共振信号的频谱。该频谱内的不同峰值对应于不同的分子或分子的组分。该频谱可以被用来分析组织体元的成分达到诊断目的。

来自不同线圈元件的时间域内的组合信号的优点在于只要实行一次傅立叶变换。同样，对来自每只线圈元件的信号只要施加一次频率域相位校正。傅立叶变换和相位校正是一种耗时操作，因此要求通过降低傅立叶变换和相位校正以减少操作次数，这样利用较为廉价的数据处理器和要求较少的用户干预可以更快地获得磁共振测量数据。

参照图3，过程126提供一个实例，它显示通过将在相阵接收线圈112内每只线圈元件上测量到的单个FID信号加以组合以提高测量的信噪比而发生的磁共振谱。

在过程126中，利用磁体102和梯度线圈104建立磁场(128)。本底噪声是当RF放大器108关闭时在每只线圈上测量的(130)。根据式3计算出加权因子W_n(132)。利用发射器线圈110发射RF脉冲(134)以激励组织体元125。在每只线圈元件上测量FID信号S_n(t)(136)。然后决定相位差δφ_n(138)。对S_n(t)的相位加以调整以发生相位补偿FID信号。相位补偿FID信号是利用加权因子W_n按式7(142)组合的加权。将傅立叶变换(144)加到该组合信号以发生组合信号的频谱。

实验是利用一组4元相阵线圈探测来自一个直径为170mm的有机玻璃球内的样品体元的FID信号进行的。该玻璃球内包含溶于水的醋酸钠和醋酸锂，每种的浓度为0.1摩尔。醋酸钠和醋酸锂分子包含有氢原子，它们分别在频谱上产生单峰和双峰。测量的信号来自该球内的一个大小为20mm×20mm×20mm的样品体元。

参照图4a-4d，图形146-153显示从该样品球测量到的信号。每幅图的右侧显示该球的矢状面(顶部)图像280，冠状面(中间)图像282，和横切面(底部)图像284。每幅图像中的方框286表示样品体元的位置。二等分每幅图像的点线288和290是交叉参考线，指示另外两幅图像的位置。

该实验包括施加RF脉冲以激励样品体元286内的原子和开始测量过程的135毫秒的暂停时间期(称为TE时间)。对于相阵线圈的每只线圈元件，利用正交探测器测量感应电压(信号)，该正交探测器发生二个相位差为90度的信号。从数学上讲，一个信号对应于FID信号的实数部分，而另一个信号代表FID信号的虚数部分。对于测量过程而言，将信号数字化成1024对数据点，实部和虚部。该激励-暂停-探测序列重复8次，相继激励之间的时间间期(称之为“TR”时间)为1500毫秒。对相应的线圈元件将对每一序列重复所测量到的数字化信号加以相加。

图4A-4D显示由这四只不同的线圈元件所测量到的FID信号。图5A-5D显示从示于图4A-4D中的测量所推导出来的相位补偿FID信号。图6显示从示于图5A-5D中的数据导出而来的组合FID信号。在每一图形中，横坐标表示以毫秒为单位的时间，纵坐标表示以毫伏为单位的信号幅度。在图4A-4D，5A-5D和图6中，在横坐标上时间＝0，表示探测过程的起始时间，它发生在RF激励脉冲之后由操作员规定的TE时间。在图4A-4D中所显示的数据是利用相同的测量参数加以测量的。

参照图4A，图形146和147显示利用正交探测器测量来自第一线圈元件的FID信号。图形线210和212分别表示信号的实部和虚部。参照图形4B，图形148和149表示利用正交探测器测量来自第二线圈元件的FID信号。图形线214和216分别表示该信号的实部和虚部。参照图4C，图形150和151显示利用正交探测器测量来自第三线圈元件的FID信号。线218和220分别表示该信号的实部和虚部。参照图4D，图形152和153显示利用正交探测器测量来自第四线圈元件的FID信号。线222和224分别表示该信号的实部和虚部。在图4A-4D中，其图形的开始部分154，156，158和160是相当不同的。这些差异主要是由于每只线圈元件所测量的信号的相位差异所致。

图5A-5D显示噪声加权相位补偿信号，它是利用来自第一线圈元件的信号作为参考信号得到的。参照图5A，图形162和163表示从第一线圈元件得到的噪声加权信号。线225和227上的数据点是分别通过将加权因子(式3)加到线210和212(图4)上的数据点而导出的。图5A中的数据点有着同图4A中那些点相同的相位。参照图5B，图形164和165表示来自第二线圈元件的测量，它是在信号被相位补偿和噪声加权之后所以来自第二线圈元件的信号的相位同来自第一线圈元件的信号的相位相匹配。参照图5C，图形166和167表示来自第三线圈元件的测量，它是在信号被相位被补偿和噪声加权之后进行的，所以来自第三线圈元件的信号的相位同来自第一线圈元件的信号的相位相匹配。参照图5D，图形168和169表示来自第四线圈元件的测量，它是在信号被相位补偿和噪声加权之后进行的，所以来自第四线圈元件的信号的相位同来自第一线圈元件的信号的相位相匹配。

用于将来自第n线圈元件的信号与来自第一线圈元件的信号进行相位匹配的方法在下面加以描述。来自第n线圈元件的复合时间信号的每次测量(例如用图4B中的线214或216上的数据点表示)乘以相位校正因子，exp(iδφ_n)，此处如式4中所定义的那样，δφ_n＝φ_n-φ_ref。在实验中，来自第一线圈元件的信号被当作参考信号，因而δφ_n＝φ_n-φ₁。该相位角φ_n被当作来自第一时间域数据点的反正切角加以计算：

         φ_n＝tan^-1(虚部_1n/实部_1n)          (9)式中实部_1n和虚部_1n是对第n线圈元件的第一时间域复合数据点的实部和虚部值。例如，从图4A中的第一数据点A和B(分别在线210和212上的时间0点)可以计算相位角φ₁。数据点A具有值为-1300，数据点B具有值为2926，所以φ₁＝tan^-1(2926/(-1300))＝-66°。

对第一，第二，第三和第四线圈元件计算其相位角，它们的值列于图16中的列230。这些值用在式4中计算相位差δφ_n，它又被用来计算相位校正因子，exp(iδφ_n)。图5A-5D中的图形分别具有初始数据区171，172，174和176。将图形线162，163和164-169进行比较表明，在相位校正之后，每一图形的初始数据区171，172，174和176十分相似。这显示用不同线圈元件所测量的信号代表从该样品体元发射的相同的FID信号。

参照图6，图形178和179显示从示于图5A-5D中的数据推演出的组合时间域信号。线226和228分别表示该组合时间域信号的实部和虚部。由线226和228所表示的组合信号的幅度比示于图4A-4D中的相应信号强。这表明利用式8的组合FID信号可以增大信号强度，因而产生较高的信噪比。

图7A-15B显示处理后的频率域谱的实部，它是从图4A-6中所示的数据得到的。所有的数据用相同的参数和相同的形式加以处理，但采用的相位补偿方法同上面提到的不同。

参照图7A，8A，9A，10A，11A，12A，13A，14A和15A，每一图形238，242，246，250，254，258，262，264和270显示出叠加在频数0.5至3.0ppm之间的一锯齿状线(例如234)的一平滑线(例如图7A中的232)。该平滑线代表醋酸和醋酸氢信号的理论图形，而锯齿线代表被测量的数据。横坐标表示频数，从右向左增大，单位为ppm，使用标准频率作为参考。在水平轴上，0.0ppm的频数等于参考频率63，633，351Hz，它表示一种复合物(四甲基硅烷)的共振频率，这种化合物在用于实验的样品体元中未曾发现。频数3.0ppm等于63，633，459Hz。

在图7A中，正峰值旁边的数值“72.92”表示从理论曲线拟合得到的醋酸峰值幅度，并被用于表示从该谱测量到的信号幅度。在图16的236列中汇总了示于图7A，8A，9A，10A，11A，12A，13A，14A和15A中的正峰的峰值幅度。

参照图7B，8B，9B，10B，11B，12B，13B，14B和15B，每一图形240，244，248，252，256，260，264，268和272显示出一叠加在频数为2.8ppm和3.0ppm之间的一锯齿状线(例如278)上的一平滑线(例如图7B中的276)。该平滑线代表该信号的理论图形；其锯齿线代表被测量的信号。示于每一图形上左侧部分的“拟合误差(例如图7B中的3.20)表示从理论曲线拟合得到的拟合误差，并被用于表示从该频谱测量到的噪声幅度。该噪声幅度的值汇总于图16的列274中。

在图7A-10B中，图形238-252表示直接从时间域数据转换得到的而没有相位补偿的频率域谱，该时间域数据是从4只线圈元件得到的。在图7A-7B中，图形238和240显示图4A的图形146-147中的信号的频率域谱。在图8A-8B中，图形242-244显示图4B的图形148-149中的信号的频率域谱。在图9A-9B中，图形246-248显示图4C的图形150-151中的信号的频率域谱。在图10A-10B中，图形250-252显示图4D的图形152-153中的信号的频率域谱。在图7A-10B中，其幅度和配合误差没有就线圈的差异加以校正。

在图11A-14B中，图形254-268表示4只线圈元件的来自校正后的时间域数据的频率域谱。在11A-11B中，图形254-256显示图5A的图形146-147中的信号的频率域谱。在图12A-12B中，图形258-260显示图5B的图形164-165的信号的频率域谱。在图13A-13B中，图形262-264显示图5C的图形166-167中的信号的频率域谱。在图14A-14B中，图形266-268显示图5D的图形168-169中的信号的频率域谱。其幅度和配合误差已经就线圈的差异做了校正。

参照图15A-15B，图形270-272显示图6中所示的组合信号的频率域谱。图形270中的信号幅度高于图形254(图11A)，258(图12A)，262(图13A)，和266(图14A)中的相应信号。图形272中的信号幅度高于图形256，260，264和268中相应信号的幅度。

参照图16，表198显示由4线圈元件所测量到的信号的最大幅度和相位。行200表示从该4线圈元件的测量但没有进行相位补偿。行202表示从该4线圈元件的测量但做了相位补偿。行204表示从该4线圈元件的组合测量并做了相位校正。在行204中的测量显示通过相位校正来自每只线圈元件的时间域信号然后将它们在时间域内加以组合可以获得更强的信号强度。

过程126可以利用硬件，软件或两者之结合加以实现。过程126可以用在计算机118或其它机器上执行的计算机程序加以实现，它们的每一种包括处理器和由该处理器可读的存储介质(包括，但不限于，易失和非易失存储器和/或存储部件)。

可以用和主计算机118通信的高级处理过程或面向目标编程语言加以实现。但是，该程序可以用汇编或机器语言执行。该语言可以是编译或解释语言。

可以将每种计算机语言储存在存储介质或其它的制品上(如CD-ROM，硬盘，或磁盘)，当该存储介质或器件被计算机读取去执行过程时这些介质或制品可以由通用的或专用目的编程计算机进行读取以配置和操作该计算机而读取。过程126也可以作为一种用计算机程序配置的机器-可读存储介质加以实现，其中根据执行该计算机中的指令使机器操作以确定组合信号的频谱。

上面已经对一组实施方案做了描述。尽管如此，仍然可以做出各种修改而不会偏离本发明的构思和范围。例如，可以通过在组合之前的时间域内的相位校正将磁共振信号而不是FID信号加以组合。在有关图5A-5D的描述中，用于相位补偿的参考相位是从在第一线圈元件测量到的信号计算的。也可以从一单独的扫描所得到的测量计算这种相位校正。也可以采用不同的测量本底噪声和计算加权因子的方法。相应地，其它的实施方案在下面权利要求的范围之内。

Claims (24)

1.一种方法，包括：

施加射频脉冲以在体元内提供感应磁共振；

利用第一线圈探测代表该感应磁共振的第一时间域信号；

利用第二线圈探测代表该感应磁共振的第二时间域信号；

调整该第二时间域信号的相位以发生相位校正时间域信号，使该相位调整后的时间域信号的相位基本上同第一时间域信号的相位相同；以及

依据该第一时间域信号和相位校正时间域信号发生组合时间域信号。

2.权利要求1的方法，进一步包括确定该组合时间域信号的频谱。

3.一种方法，包括：

利用多只线圈测量时间域磁共振信号；

调整该时间域磁共振信号的相位以产生相位调整的时间域磁共振信号；以及

根据该相位调整过的时间域磁共振信号发生组合时间域信号。

4.权利要求3的方法，进一步包括：

确定该组合时间域信号的频谱。

5.一种方法，包括：

在多只线圈上接收磁共振信号，每一磁共振信号具有相位和幅度；

调整时间域内的磁共振信号的相位以发生相位补偿信号；和

根据该相位补偿信号发生组合信号。

6.权利要求5的方法，进一步包括：

确定该组合信号的频谱。

7.权利要求5的方法，其中调整相位包括对时间域内的磁共振信号之间的相位差进行补偿使得相位补偿过的信号的相位基本相同。

8.权利要求5的方法，其中每只线圈有着特殊的灵敏度，并且该方法进一步包括按照基于相应线圈灵敏度的加权因子对每一磁共振信号加权。

9.权利要求8的方法，进一步包括：

通过测量没有磁共振信号时的本底噪声确定每只线圈的灵敏度。

10.权利要求5的方法，其中磁共振信号包括自由感应衰减信号。

11.权利要求5的方法，进一步包括：

在一个区间内建立极化磁场；和

施加射频脉冲使得在该区间内的一个体元内感应磁共振从而发生磁共振信号。

12.权利要求11的方法，其中该体元包括人体组织。

13.权利要求5的方法，其中在该线圈组的第n线圈上接收到的磁共振信号由下式定义：

             S_n(t)＝A_nexp(iφ_ref+iδφ_n)exp[it(ω-1/T₂)]，式中A_n是幅度系数，φ_ref是参考信号的相位，δφ_n是在第n线圈上接收到的信号相位同该参考信号相位之间的差异，ω是磁共振信号的频率，T₂是自旋-自旋驰豫时间。

14.权利要求5的方法，其中组合信号S_T(t)由下式定义：

$S_T\left(t\right)=\underset{n=1,N}{\mathrm{\Σ}}[w_n\·A_n]\·\exp \left({\mathrm{i\φ}}_{\mathrm{ref}}\right)\exp \left[\mathrm{it}(\mathrm{\ω}-1/T_2)\right],$

式中N是该线圈组中的线圈数，W_n是由每只线圈的灵敏度所决定的加权系数，A_n是幅度系数，φ_ref是参考信号的相位，ω是磁共振信号的频率，T₂是自旋-自旋驰豫时间。

15.权利要求5的方法，其中调整相位包括：

选择一磁共振信号作为参考信号；和

调整磁共振信号而不是参考信号的相位使磁共振信号的相位基本同参考信号的相位相同。

16.一种装置，包括：

产生磁场的磁体；

产生射频信号的射频信号发生器，该射频信号激励物体内的体元以产生磁共振信号；

至少有2只探测该磁共振信号的线圈；以及

用于处理由至少2只线圈所探测到的该磁共振信号的机器，该机器(i)调整时间域内的该磁共振信号的相位，和(ii)依据相位补偿信号发生组合信号。

17.权利要求16的装置，其中该机器进一步确定该组合信号的频谱。

18.权利要求16的装置，其中该机器调整相位补偿信号的相位使得相位补偿信号的相位相互基本相等。

19.权利要求16的装置，其中该至少2个线圈不完全重叠并置于物体邻近。

20.权利要求16的装置，其中该物体包括有生命的组织。

21.一种装置，包括：

用于激励体元以发生磁共振信号的装置；

至少2只用于探测该磁共振信号的线圈；以及

用于处理由至少2只线圈所探测到的磁共振信号，该处理装置(i)调整该磁共振信号的相位以发生相位补偿信号，和(ii)将该相位补偿信号组合以发生组合信号。

22.权利要求21的装置，其中该处理装置确定组合信号的频谱。

23.权利要求21的装置，其中激励装置包括：

用于发生磁场的装置；和

用于发生射频信号以激励体元的装置。

24.权利要求21的装置，其中相位补偿信号的相位相互基本上相等。

Images