RU2435170C2 - Устройство и способ магнитного резонанса - Google Patents

Устройство и способ магнитного резонанса Download PDF

Info

Publication number
RU2435170C2
RU2435170C2 RU2008144002/28A RU2008144002A RU2435170C2 RU 2435170 C2 RU2435170 C2 RU 2435170C2 RU 2008144002/28 A RU2008144002/28 A RU 2008144002/28A RU 2008144002 A RU2008144002 A RU 2008144002A RU 2435170 C2 RU2435170 C2 RU 2435170C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
images
time
image
spectral
pixel
Prior art date
Application number
RU2008144002/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008144002A (ru
Inventor
Йохем КОЙПП (NL)
Йохем КОЙПП
Рудольф М.Й.Н. ЛАМЕРИХС (NL)
Рудольф М.Й.Н. ЛАМЕРИХС
Тобиас ШЕФФТЕР (NL)
Тобиас ШЕФФТЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
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 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2008144002A publication Critical patent/RU2008144002A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2435170C2 publication Critical patent/RU2435170C2/ru

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
    • G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites

Landscapes

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

Abstract

Использование: для построения изображения методом магнитного резонанса тела. Сущность: заключается в том, что устройство выполнено с обеспечением дополнительной возможности параллельно переносить каждое изображение из ряда МР-изображений в спектральной области в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, и накладывать МР-изображения для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области. Технический результат: обеспечение максимального отношения сигнал-шум для количественного определения распределения контрастного вещества, а также сокращение времени при построении изображения методом магнитного резонанса тела. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для построения изображения методом магнитного резонанса тела, расположенного в объеме исследования.
Кроме того, изобретение относится к способу построения изображения методом МР и к компьютерной программе для МР-устройства.
При построении изображения методом магнитного резонанса (МРТ) последовательности импульсов, включающие в себя РЧ-импульсы, и переключаемые градиенты магнитного поля применяются к объекту (пациенту), размещенному в однородном магнитном поле в объеме исследования МР-устройства. Таким образом, формируются сигналы магнитного резонанса в фазовой кодировке, которые сканируются посредством РЧ приемных антенн для получения информации от объекта и реконструкции его изображений. После первоначальной разработки количество клинических применений МРТ невероятно возросло. МРТ можно применять к почти любой части тела и может использоваться для получения информации о ряде важных функций человеческого тела. Последовательность импульсов, которая применяется при МРТ-сканировании, играет важную роль при определении характеристик реконструированного изображения, например положения и ориентации в объекте, размеров, разрешения, отношения сигнал-шум, контрастности, чувствительности к движениям и т.д. Оператор устройства МРТ должен выбрать надлежащую последовательность и должен отрегулировать и оптимизировать ее параметры для соответствующего применения.
В последние годы быстро развивается так называемый метод молекулярного построения изображения и диагностики (MID). MID иногда определяется как использование определенных молекул для контрастности изображения и для диагностики. Это определение относится к измерению и описанию процессов, происходящих в человеческом организме на клеточном и молекулярном уровне, и к анализу биомолекул для сканирования, диагностики и наблюдения состояния здоровья человека и для оценки потенциальных рисков. Важной предпосылкой для молекулярного построения изображения является возможность изображать молекулярные мишени и экспрессию генов.
В настоящее время, построение изображения методом МР рассматривается как один из наиболее перспективных подходов к молекулярному построению изображения. Поэтому предполагается, что построение изображения методом МР играет важную роль в клиническом применении MID для сканирования, целенаправленной доставки лекарств и оценки лечения. В последнее время используются высокочувствительные контрастные вещества, позволяющие строить изображение молекулярных мишеней и экспрессии генов методом МР. Как отмечено выше, МРТ позволяет визуализировать анатомию с хорошим пространственным разрешением, она применима ко всем участкам тела и обеспечивает воспроизводимое и количественное построение изображения. Ее также можно использовать для интраваскулярной и инъекционной доставки лекарств на основе изображения. МР позволяет частично оценивать молекулярную информацию, например, посредством спектроскопии.
В этой связи важно заметить, что, в частности, МРТ на основе 19F обладает высоким потенциалом в области MID, а также в фармацевтическом исследовании. МРТ на основе 19F допускает прямое количественное определение наночастиц, которые можно использовать в качестве контрастных веществ в MID, и фторированных (противораковых) препаратов. Однако МРТ на основе 19F и количественное определение контрастного вещества часто осложняется сильными артефактами химического сдвига, обусловленными многолинейчатыми спектрами ядерных спинов F со сдвигом в пределах около 100 промилле. Эта проблема также возникает в МРТ на основе других ядер, например 31P или 23Na. В технике известно много методов решения подобных проблем, например методы насыщения линий или выбора линий, методы кодирования химического сдвига или определенные методы обращенной свертки и итерационной реконструкции. Но эти известные способы обычно значительно снижают SNR (отношение сигнал-шум), значительно увеличивают время построения изображения, и/или требуют сложных и потенциально нестабильных вычислений в ходе реконструкции изображения.
В US 5,528,145 раскрыт способ высокоскоростной спектроскопической МРТ. Согласно этому известному способу, сигналы магнитного резонанса формируются и регистрируются посредством построения последовательности изображений с использованием схемы временного кодирования на основании ряда эквидистантных значений эхо-времени. В результате получаются спектры химического сдвига для каждого пикселя или вокселя реконструированного изображения. Полоса измерения известного способа выбирается так, чтобы она была меньше максимальной разности частот между линиями спектра изотопов, предназначенных для построения изображения. Для сокращения времени построения изображения применяются эффекты наложения спектров. Кроме того, известный способ позволяет независимо задавать пространственное разрешение и спектральную полосу.
В статье "Chemical Shift Imaging With Spectrum Modeling" L. An и др. (Magnetic Resonance in Medicine, т.46, 2001, стр.126-130) описан метод построения изображения на основе химического сдвига для получения отдельных МР-изображений для множественных спектральных линий с химическим сдвигом из набора зарегистрированных спиновых эхо. Амплитуды разных линий, участвующих в химическом сдвиге, вычисляются согласно известному методу путем решения системы линейных уравнений.
В статье "Chemical-Shift-Sensitive NMR Imaging Using Adjusted Phase Encoding" P.Bornert и др. (Journal of Magnetic Resonance, т.87, №.2, 1990, стр.220-229) раскрыт способ построения изображения методом МР для определения пространственного распределения различных химических соединений. Согласно известному методу, для данного спектра измеренных спиновых частиц применяется конкретная схема фазового кодирования, и составляющие сигнала разделяются путем решения соответствующей системы линейных уравнений.
В статье "Fast 3D Echo Planar SSFP-Based 1H Spectroscopic Imaging: Demonstration on the Rat Brain In Vivo" M.Althaus и др. (Magnetic Resonance Imaging, т.24, №.5, 2006, стр.549-555) описан эксперимент спектроскопического построения 3D изображения, который базируется на регистрации свободной прецессии в устойчивом состоянии. Подход, рассмотренный в упомянутой статье, предусматривает регистрацию одновременно в пространственном и спектральном измерениях в целях достижения высокого пространственного и временного разрешения.
В статье "Fast 13C-Glucose Metabolite Mapping in Rat Brain Using 1H Echo Planar Spectroscopic Imaging" S.Monkawa и др. (Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med., 1998, стр.624) рассмотрен метод, обеспечивающий чувствительную регистрацию метаболитов, обогащенных 13С. Регистрируются спектральные изображения 13С-глюкозы и изображения, демонстрирующие распределение глюкозы, вычисляются путем суммирования разных пиков в спектрах глюкозы.
В статье "Three-Point Dixon Technique for True Water/Fat Decomposition with B0 Inhomogeneity Correction" G.H.Glover и др. (Magnetic Resonance in Medicine, т.18, №2, 1991, стр.371-383) рассмотрен так называемый метод Диксона, в котором жировая и водная составляющие сигнала 1H субъекта, для которого строится изображение, разлагаются на два отдельных изображения. Это достигается с использованием двух захватов со сдвигом фазы на 180° между водным и жировым сигналами и путем суммирования и вычитания соответствующих изображений.
Наконец, в статье "A Matched Filter Echo Summation Technique for MPT" Dongfeng Lu и др. (Magnetic Resonance Imaging, т.13, 1995, стр.241-249) раскрыт метод, согласно которому множественные эхо-сигналы захвата спинового эхо объединяются во временной области для повышения отношения сигнал-шум.
Известные способы, относящиеся к спектроскопической МРТ, обеспечивают полную спектральную информацию для положения каждого вокселя или пикселя - но не обеспечивают решения вышеописанных проблем, специфичных для MID в связи с МРТ ядер, имеющих сильные химические сдвиги. В MID одного изображения спиновой плотности обычно бывает достаточно для оценивания локальных концентраций контрастного вещества. В типичном применении MID с использованием МРТ либо спектр используемого контрастного вещества предварительно известен и неизменен во всех биологически релевантных средах, либо существует заранее известный диапазон изменения химического сдвига (например, появление или исчезновение сдвига в случае заранее определенного физиологического события). В отличие от известного способа, оптимальное SNR требуется для применений MID, чтобы можно было осуществлять количественную оценку распределения контрастного вещества в обследуемом теле.
Поэтому легко понять, что требуется усовершенствованное устройство для построения изображения методом магнитного резонанса, которое обеспечивает максимальное SNR для количественного определения распределения контрастного вещества и обеспечивает экономию времени. Поэтому задачей изобретения является обеспечение МР-устройства, которое позволяет строить изображение со значительно меньшими сложностями, обусловленными сильными артефактами химического сдвига. Дополнительной задачей изобретения является обеспечение МР-устройства, которое устойчиво к возможным системным несовершенствам, например, неоднородности В0.
Согласно настоящему изобретению, раскрыто МР-устройство для построения изображения методом магнитного резонанса тела, расположенного в объеме исследования, которое содержит средство для установления, по существу, однородного главного магнитного поля в объеме исследования, средство для формирования переключаемых градиентов магнитного поля, накладываемых на главное магнитное поле, средство для излучения РЧ-импульсов в направлении тела, средство управления для управления генерацией градиентов магнитного поля и РЧ-импульсов, средство для приема и дискретизации сигналов магнитного резонанса и средство реконструкции для формирования МР-изображений из выборок сигнала. Согласно изобретению, устройство выполнено с обеспечением возможности:
a) формировать последовательность из множества эхо-сигналов МР в частотной кодировке из изотопа, обладающего ядерным спином, имеющего известный многолинейчатый спектр, путем воздействия на, по меньшей мере, участок тела (7) последовательностью импульсов для построения изображения методом МР с использованием множественных возрастающих значений эхо-времени временной кодировки,
b) регистрировать эхо-сигналы МР для реконструкции из них ряда МР-изображений во временной кодировке, в котором одно МР-изображение во временной кодировке реконструируется для каждого значения эхо-времени временной кодировки,
c) преобразовывать ряд МР-изображений во временной кодировке в ряд МР-изображений в спектральной области на попиксельной или повоксельной основе путем применения преобразования Фурье в направлении временного кодирования, благодаря чему результирующий ряд МР-изображений в спектральной области содержит отдельное МР-изображение для каждой спектральной линии многолинейчатого спектра.
МР-устройство, отвечающее изобретению, отличается тем, что оно дополнительно способно параллельно переносить каждое изображение из ряда МР-изображений в спектральной области в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, и накладывать МР-изображения для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области.
МР-устройство, согласно изобретению, способно захватывать ряд МР-изображений с использованием некоторого количества значений эхо-времени временной кодировки. Для захвата изображения можно записывать МР-сигналы во временной кодировке в отдельных проходах сканирования, или можно использовать множественные эхо-сигналы эхопланарной последовательности (EPI). Существенная особенность изобретения состоит в том, что отдельные МР-изображения из ряда изображений накладываются, например, путем вычисления комплексной суммы для каждого пикселя или вокселя. Таким образом, SNR достигает максимума, поскольку все линии спектра соответствующего изотопа, обладающего ядерным спином, изображаются одновременно и вносят свой вклад в окончательное изображение. Интенсивность изображения окончательного МР-изображения позволяет надежно количественно оценить распределение контрастного вещества в обследуемом теле.
Изображения, кодированные во времени, преобразуются в направлении временного кодирования для каждого пикселя или вокселя (посредством традиционного преобразования Фурье) в ряд МР-изображений в спектральной области. Таким образом, осуществляется разделение различных спектральных компонентов изотопа, обладающих ядерным спином, на котором построено изображение. На этапе а) можно применять схему временного кодирования, благодаря чему каждая спектральная линия изотопа, обладающего ядерным спином, уникально отображается в одно МР-изображение из ряда МР-изображений в спектральной области. Результирующий набор данных изображения содержит отдельные МР-изображения для всех отдельных спектральных линий изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение. Каждое промежуточное МР-изображение в спектральной области демонстрирует сдвиг в позиции в направлении частотного кодирования применяемой последовательности импульсов построения изображения согласно соответствующему значению химического сдвига. Этот сдвиг компенсируется путем осуществления параллельного перенос каждого МР-изображения в спектральной области в соответствующем направлении до наложения. Расстояние параллельного переноса пропорционально частоте соответствующей спектральной линии (известного) спектра изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение. В результате после наложения спектральной области изображения в окончательном изображении отсутствуют артефакты сдвига. До комплексного наложения изображений можно применять фазовую коррекцию с использованием информации из однократного калибровочного измерения частотной характеристики системы МР.
В этом контексте следует заметить, что другим важным аспектом изобретения является устойчивость к неоднородности главного магнитного поля МР-устройства. Эта устойчивость обеспечивается попиксельным или повоксельным разделением спектральных компонентов. Даже в случаях сильных локальных неоднородностей, распределение спектральных линий известного спектра изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение, на МР-изображениях в спектральной области позволяет определить локальное отклонение от резонанса. Это отклонение от резонанса можно скомпенсировать соответствующим сдвигом в направлении временного кодирования.
В практическом варианте осуществления изобретения, ряд МР-изображений во временной кодировке генерируется с использованием множественных эквидистантных значений эхо-времени временной кодировки. Предпочтительно, применяется быстрое преобразование Фурье для формирования ряда промежуточных изображений в спектральной области. Приращение временного кодирования предпочтительно выбирать таким образом, чтобы спектральная полоса захвата была меньше максимальной разности частот между спектральными линиями изотопа, обладающего ядерным спином. Количество этапов кодирования, необходимое для покрытия всего диапазона химического сдвига, таким образом, минимизируется благодаря использованию наложения спектров. Наложение спектров, которое обычно считается фактором ухудшения спектроскопического построения изображения, помогает сокращать время сканирования согласно настоящему изобретению. В результате, изобретение обеспечивает оптимальное SNR при минимальном времени сканирования, а также эффективное устранение артефактов химического сдвига. Чтобы гарантировать, что спектральные линии изотопа, обладающего ядерным спином, отображаются в ряд промежуточных МР-изображений в спектральной области без перекрытия, количество приращений временного кодирования должно быть больше или, по меньшей мере, равно количеству спектральных линий в известном спектре.
Устройство, отвечающее изобретению, также может быть использовано для вычисления изменений в спектре химического сдвига изотопа, обладающего ядерным спином, из зарегистрированных эхо-сигналов МР. Таким образом, спектроскопическую информацию из изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение, можно получить в целях молекулярного построения изображения, например, для отслеживания изменений химического сдвига, например, линий спектра, про которые известно, что они появляются или исчезают в случае конкретных физиологических событий.
Изобретение относится не только к устройству, но также и к способу построения изображения методом магнитного резонанса, по меньшей мере, участка тела, расположенного в объеме исследования МР-устройства. Способ содержит этапы, на которых:
а) формируют последовательность из множества МР-сигналов в частотной кодировке из изотопа, обладающего ядерным спином, имеющего известный многолинейчатый спектр, путем воздействия на, по меньшей мере, участок тела последовательностью импульсов для построения изображения методом МР с использованием множественных возрастающих значений эхо-времени временной кодировки,
b) регистрируют эхо-сигналы МР для реконструкции из них ряда МР-изображений во временной кодировке, в котором одно МР-изображение во временной кодировке реконструируется для каждого значения эхо-времени временной кодировки,
c) преобразуют ряд МР-изображений во временной кодировке в ряд МР-изображений в спектральной области на попиксельной или повоксельной основе путем применения преобразования Фурье в направлении временного кодирования, благодаря чему результирующий ряд МР-изображений в спектральной области содержит отдельное МР-изображение для каждой спектральной линии многолинейчатого спектра. Способ, отвечающий изобретению, отличается тем, что каждое изображение из ряда МР-изображений в спектральной области параллельно переносится в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, в котором МР-изображения накладываются для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области.
Компьютерная программа, предназначенная для осуществления процедуры построения изображения, согласно изобретению, может выгодно реализоваться на любом общем компьютерном оборудовании, которое, в настоящее время, используется в клинических целях для управления магнитно-резонансными сканерами. Компьютерная программа может быть обеспечена на подходящих носителях данных, например CD-ROM или дискете. Альтернативно, пользователь может загружать ее с Интернет-сервера.
Прилагаемые чертежи иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что чертежи служат лишь для иллюстрации, но не определения пределов изобретения. В чертежах
фиг.1 иллюстрирует МР-сканер согласно изобретению;
фиг.2 иллюстрирует логическую блок-схему способа, отвечающего изобретению;
фиг.3 иллюстрирует диаграмму, иллюстрирующую схему кодирования согласно способу, отвечающему изобретению.
На фиг.1 проиллюстрирована блок-схема устройства 1 построения изображения методом МР согласно настоящему изобретению. Устройство 1 содержит набор 2 главных магнитных катушек для формирования стационарного и однородного главного магнитного поля и три набора 3, 4 и 5 градиентных катушек для наложения дополнительных магнитных полей регулируемой напряженности, имеющих градиент в выбранном направлении. Для удобства, направление главного магнитного поля обозначено z-направлением, два направления, перпендикулярных ему, обозначены х- и y-направлениями. Градиентные катушки 3, 4 и 5 подключены к источнику 11 питания. Устройство 1 построения изображения дополнительно содержит РЧ передающую антенну 6 для излучения радиочастотных (РЧ) импульсов по направлению к телу 7. Антенна 6 подключена к модулятору 9 для формирования и модуляции РЧ-импульсов. Также предусмотрен приемник для приема МР-сигналов, причем приемник может быть идентичен передающей антенне 6 или быть отдельным. Если передающая антенна 6 и приемник физически являются одной и той же антенной, как показано на фиг.1, переключатель 8 приема-передачи способен отделять принятые сигналы от излучаемых импульсов. Принятые МР-сигналы поступают на демодулятор 10. Переключатель 8 приема-передачи, модулятор 9 и источник 11 питания для градиентных катушек 3, 4 и 5 действуют под управлением системы 12 управления. Система 12 управления регулирует фазы и амплитуды РЧ-сигналов, подаваемых на антенну 6. Система 12 управления обычно представляет собой микрокомпьютер с памятью и программным управлением. Демодулятор 10 подключен к средству 14 реконструкции, например компьютеру, для преобразования принятых сигналов в изображения, которые можно сделать видимыми, например, на блоке 15 визуального отображения. Для практической реализации изобретения, МР-устройство 1 содержит программы для осуществления вышеописанного способа.
На фиг.2 проиллюстрирована логическая блок-схема способа, отвечающего изобретению. На первом этапе 16 определяются оптимальное спектральное разрешение и полоса для захвата МР-изображений во временной кодировке из изотопа, обладающего ядерным спином, имеющего известный многолинейчатый спектр (например, спектр контрастного вещества, содержащего 19F, 31P или 23Na). Последовательность из N изображений, кодированных по времени, нужно взять с N эквидистантными значениями эхо-времени, разделенными приращением эхо-времени ΔTE. Спектральная полоса BW задается формулой BW=1/ΔTE, а спектральное разрешение Δf определяется формулой Δf=1/(N ΔTE). Для известного МР-спектра изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение, спектральное разрешение Δf и полосу BW можно определить так, чтобы каждая резонансная линия совпадала с одним из N спектральных окон захвата, что показано на фиг.3. Согласно изобретению, приращение временного кодирования ΔTE можно выбрать таким образом, чтобы спектральная полоса BW захвата была меньше максимальной разности частот между линиями спектра. В этом случае происходит наложение спектров, и компоненты химического сдвига δ1 (i=1, 2, 3,…, 8) вне полосы BW складываются обратно в кодированную спектральную область. Спектральное разрешение настраивается на этапе 16 таким образом, чтобы каждая из этих спектральных линий проецировалась в пустое спектральное окно W1 без перекрытия с другими спектральными компонентами δ1. В идеальном случае, применительно ко времени сканирования, количество N приращений эхо-времени равно количеству резонансных линий. Поэтому не захватывается ни одно спектральное окно W1, которое содержит только шум, но никакого сигнала, и, таким образом, обеспечивается оптимальная схема кодирования. Заметим, что релаксация Т2 или Т2 * при длинных эхо-временах кодирования по времени не причиняет ущерба, пока ширина Δf спектрального окна W1 превышает ширину линии отдельных спектральных компонентов. Ширина линии (предполагается лоренцева форма линии) задается как 1/(2π Т2 (*)). На этапе 17, фактические захват и реконструкция последовательности из N МР-изображений во временной кодировке осуществляются с использованием схемы временного кодирования, определенной на этапе 16. Для захвата изображения ряд эхо-сигналов МР во временной кодировке регистрируется в отдельных проходах сканирования, или используются множественные эквидистантные эхо-сигналы эхопланарной последовательности (ЭПИ). Кроме того, на этапе 17 осуществляется попиксельное преобразование Фурье набора данных изображения в направлении временного кодирования. Результирующий набор данных содержит отдельное МР-изображение для каждой линии спектра изотопов, на которых строится изображение. Каждое из этих изображений демонстрирует сдвиг в позиции в направлении частотного кодирования применяемой последовательности импульсов построения изображения. Этот химический сдвиг компенсируется на этапе 18 путем субпиксельного параллельного переноса (например, путем применения теоремы сдвига Фурье) каждого изображения в соответствующем направлении. Расстояние параллельного переноса Δ задается формулой Δ[пиксель]=δ1/PBW, в котором PBW - пиксельная полоса для захвата изображения. После этапа выравнивания 18 изображения нужно повторно синхронизировать по фазе на этапе 19, вследствие фазовых сдвигов, заданных частотной характеристикой системы построения изображения методом МР и параметрами последовательности импульсов для построения изображения. Для данных МР-устройства и последовательности построения изображения параметры фазовой коррекции определяются при калибровочном сканировании. Наконец, на этапе 20, промежуточные выровненные МР-изображения накладываются путем вычисления комплексной суммы для каждого пикселя или вокселя. В результирующем окончательном изображении, составляющие сигнала из всех спектральных линий суммируются, благодаря чему SNR достигает максимума. Распределение интенсивности в окончательном изображении допускает количественную оценку распределения изотопа, обладающего ядерным спином, на котором построено изображение, в обследуемом теле, что является важной предпосылкой, например, для количественного определения соответствующих контрастных веществ в MID.

Claims (10)

1. Устройство для построения изображения методом магнитного резонанса тела (7), расположенного в объеме исследования, при этом устройство (1) содержит:
средство (2) для установления, по существу, однородного главного магнитного поля в объеме исследования,
средство (3, 4, 5) для формирования переключаемых градиентов магнитного поля, накладываемых на главное магнитное поле,
средство (6) для излучения РЧ-импульсов в направлении тела (7),
средство (12) управления для управления генерацией градиентов магнитного поля и РЧ-импульсов,
средство (10) для приема и дискретизации сигналов магнитного резонанса и
средство (14) реконструкции для формирования МР-изображений из выборок сигнала,
причем устройство (1) выполнено с обеспечением возможности:
а) формировать ряд последовательностей из множественных эхо-сигналов МР с частотным кодированием из изотопа, обладающего ядерным спином, имеющего известный многолинейчатый спектр, путем воздействия, по меньшей мере, на участок тела (7) последовательностью импульсов для построения изображения методом МР с использованием множественных возрастающих значений эхо-времени временного кодирования,
b) регистрировать эхо-сигналы МР для реконструкции из них ряда МР-изображений с временным кодированием, причем одно МР-изображение с временным кодированием реконструируется для каждого значения эхо-времени временного кодирования,
c) преобразовывать ряд МР-изображений с временным кодированием в ряд МР-изображений в спектральной области на попиксельной или повоксельной основе путем применения преобразования Фурье в направлении временного кодирования, благодаря чему результирующий ряд МР-изображений в спектральной области содержит отдельное МР-изображение для каждой спектральной линии многолинейчатого спектра,
отличающееся тем, что устройство выполнено с обеспечением дополнительной возможности параллельно переносить каждое изображение из ряда МР-изображений в спектральной области в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, и накладывать МР-изображения для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области.
2. Устройство по п.1, причем устройство выполнено с возможностью применять схему временного кодирования на этапе а), благодаря чему каждая спектральная линия изотопа, обладающего ядерным спином, уникально отображается в одно МР-изображение из ряда МР-изображений в спектральной области.
3. Устройство по п.1, причем устройство выполнено с обеспечением дополнительной возможности формировать ряд МР-изображений с временным кодированием с использованием множественных эквидистантных значений эхо-времени временного кодирования.
4. Устройство по п.3, причем устройство выполнено с обеспечением дополнительной возможности вычислять приращение временного кодирования таким образом, чтобы спектральная полоса захвата была меньше максимальной разности частот между спектральными линиями изотопа, обладающего ядерным спином.
5. Устройство по п.3, причем устройство выполнено с обеспечением дополнительной возможности применять приращения временного кодирования в количестве, большем или равном количеству спектральных линий изотопа, обладающего ядерным спином.
6. Устройство по любому из пп.1-5, причем устройство выполнено с возможностью вычислять изменения в спектре химического сдвига изотопа, обладающего ядерным спином, из зарегистрированных эхо-сигналов МР.
7. Способ построения изображения методом МР, по меньшей мере, участка тела, расположенного в объеме исследования МР-устройства, при этом способ содержит этапы, на которых:
a) формируют последовательность из множественных МР-сигналов с частотным кодированием из изотопа, обладающего ядерным спином, имеющего известный многолинейчатый спектр, путем воздействия, по меньшей мере, на участок тела последовательностью импульсов для построения изображения методом МР с использованием множественных возрастающих значений эхо-времени временного кодирования,
b) регистрируют эхо-сигналы МР для реконструкции из них ряда МР-изображений с временным кодированием, причем одно МР-изображение с временным кодированием реконструируется для каждого значения эхо-времени временного кодирования,
c) преобразуют ряд МР-изображений с временным кодированием в ряд МР-изображений в спектральной области на попиксельной или повоксельной основе путем применения преобразования Фурье в направлении временного кодирования, благодаря чему результирующий ряд МР-изображений в спектральной области содержит отдельное МР-изображение для каждой спектральной линии многолинейчатого спектра,
отличающийся тем, что каждое изображение из ряда МР-изображений в спектральной области параллельно переносится в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, в котором МР-изображения накладываются для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области.
8. Способ по п.7, в котором на этапе а) применяют схему временного кодирования, благодаря чему каждая спектральная линия изотопа, обладающего ядерным спином, уникально отображается в одно МР-изображение из ряда МР-изображений в спектральной области.
9. Способ по п.7 или 8, в котором ряд МР-изображений с временным кодированием формируют с использованием множественных эквидистантных значений эхо-времени временного кодирования, причем приращение временного кодирования выбирают так, чтобы
полоса захвата была меньше максимальной разности частот между спектральными линиями изотопа, обладающего ядерным спином, и
количество приращений временного кодирования было большим или равным количеству спектральных линий изотопа, обладающего ядерным спином.
10. Машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу для МР-устройства, содержащую инструкции для:
a) формирования последовательности импульсов для построения изображения методом МР с использованием множественных возрастающих значений эхо-времени временного кодирования,
b) регистрации эхо-сигналов МР с временным кодированием для реконструкции из них ряда МР-изображений с временным кодированием, причем одно МР-изображение с временным кодированием реконструируется для каждого значения эхо-времени временного кодирования,
с) преобразования ряда МР-изображений с временным кодированием в ряд МР-изображений в спектральной области на попиксельной или повоксельной основе путем применения преобразования Фурье в направлении временного кодирования, благодаря чему результирующий ряд МР-изображений в спектральной области содержит отдельное МР-изображение для каждой спектральной линии многолинейчатого спектра,
отличающийся тем, что содержит инструкции для параллельного переноса каждого изображения из ряда МР-изображений в спектральной области в направлении частотного кодирования на расстояние параллельного переноса, пропорциональное частоте соответствующей спектральной линии, и наложения МР-изображений для получения окончательного изображения путем вычисления попиксельной или повоксельной суммы МР-изображений из ряда МР-изображений в спектральной области.
RU2008144002/28A 2006-04-06 2007-03-30 Устройство и способ магнитного резонанса RU2435170C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06112313 2006-04-06
EP06112313.9 2006-04-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008144002A RU2008144002A (ru) 2010-05-20
RU2435170C2 true RU2435170C2 (ru) 2011-11-27

Family

ID=38473075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008144002/28A RU2435170C2 (ru) 2006-04-06 2007-03-30 Устройство и способ магнитного резонанса

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7855558B2 (ru)
EP (1) EP2005205A2 (ru)
JP (1) JP2009532163A (ru)
CN (1) CN101416068A (ru)
BR (1) BRPI0709861A2 (ru)
RU (1) RU2435170C2 (ru)
WO (1) WO2007113759A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700469C2 (ru) * 2014-09-25 2019-09-17 Конинклейке Филипс Н.В. Катушка цифрового приемника со встроенным индикатором принимаемого фазового шума
RU2716870C2 (ru) * 2015-05-12 2020-03-17 Конинклейке Филипс Н.В. Система магнитно-резонансных исследований, имеющая зонды для исследования поля

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0910525A2 (pt) * 2008-07-09 2015-09-29 Koninkl Philips Electronics Nv agente de contraste para a formação de imagem f19 mri e nuclear concomitantes, aparelho de diagnóstico de imagem para imagem de contraste realçado, método de diagnostico por imagem, processador programado para controlador um scanner híbrido de ressonância magnética e tomografia de emissão de pósitron, software que contém midia que pode ser lida por computador, e, aparelho de formação de imagem médica para a geração de imagens realçadas de contraste.
WO2012110927A1 (en) * 2011-02-15 2012-08-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic resonance spectroscopy with automatic phase and b0 correction using interleaved water reference scan
RU2016129155A (ru) * 2013-12-19 2018-01-23 Конинклейке Филипс Н.В. Мр-визуализация с разделением воды и жира по методу диксона
CN106471389B (zh) * 2014-07-03 2019-10-18 皇家飞利浦有限公司 在多激发mri中由于激发间运动造成的伪影的降低
CN106796275B (zh) * 2014-09-26 2021-01-26 皇家飞利浦有限公司 用于单体素波谱分析的成像系统
US10846824B2 (en) * 2017-12-08 2020-11-24 Tata Consultancy Services Limited Systems and methods for reconstructing super-resolution images under total aliasing based upon translation values
JP7236312B2 (ja) * 2019-04-04 2023-03-09 富士フイルムヘルスケア株式会社 超音波診断装置、信号処理装置、および、プログラム
CN114487954B (zh) * 2022-04-14 2022-07-01 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种精确测量电磁体场强及分布的多通道收发nmr方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581582A (en) * 1983-12-27 1986-04-08 General Electric Company High-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei
US4585992A (en) * 1984-02-03 1986-04-29 Philips Medical Systems, Inc. NMR imaging methods
US4618827A (en) * 1984-09-10 1986-10-21 General Electric Company Method for high-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei
JPS62106753A (ja) * 1985-11-05 1987-05-18 旭化成株式会社 化学シフト情報を得る方法
JPS63105752A (ja) * 1986-10-22 1988-05-11 三菱電機株式会社 核磁気共鳴像取得方法
JPS63105746A (ja) * 1986-10-22 1988-05-11 三菱電機株式会社 核磁気共鳴像取得方法
JPS63135147A (ja) * 1986-11-28 1988-06-07 横河メディカルシステム株式会社 Ｎｍｒ撮像方法
JP2602226B2 (ja) * 1987-05-15 1997-04-23 株式会社日立製作所 核磁気共鳴イメージング装置
JP2731195B2 (ja) * 1988-11-26 1998-03-25 株式会社東芝 磁気共鳴映像装置
US5437279A (en) * 1992-07-02 1995-08-01 Board Of Regents, The University Of Texas System Method of predicting carcinomic metastases
JPH06105820A (ja) * 1992-09-25 1994-04-19 Toshiba Corp Ｍｒｉ装置におけるデータ収集方式
JPH06225863A (ja) * 1993-02-03 1994-08-16 Hitachi Ltd 磁気共鳴スペクトル画像撮影方法
JPH06327648A (ja) * 1993-05-18 1994-11-29 Yokogawa Medical Syst Ltd Ｍｒｉ装置
US5528145A (en) 1993-07-30 1996-06-18 Hitachi, Ltd. High-speed magnetic resonance imaging method
JP3369688B2 (ja) * 1993-12-27 2003-01-20 株式会社日立製作所 核磁気共鳴を用いた検査装置
JP3380340B2 (ja) * 1994-10-17 2003-02-24 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
DE19609839A1 (de) * 1996-03-13 1997-09-18 Philips Patentverwaltung MR-Spektroskopieverfahren
JP3928106B2 (ja) * 1999-07-02 2007-06-13 株式会社日立メディコ 磁気共鳴撮影装置
DE19962477A1 (de) * 1999-12-24 2001-07-12 Forschungszentrum Juelich Gmbh Bildgebungsverfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von Bilddaten
US8909325B2 (en) * 2000-08-21 2014-12-09 Biosensors International Group, Ltd. Radioactive emission detector equipped with a position tracking system and utilization thereof with medical systems and in medical procedures
US7660618B2 (en) * 2002-06-07 2010-02-09 Hitachi Medical Corporation Magnetic resonance imaging device
JP4619674B2 (ja) * 2004-03-24 2011-01-26 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
US7116103B2 (en) * 2004-10-18 2006-10-03 Baker Hughes Incorporated Nuclear magnetic resonance method and apparatus for evaluating a characteristic of a region
GB0820685D0 (en) * 2008-11-12 2008-12-17 Siemens Ag Motion compensation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700469C2 (ru) * 2014-09-25 2019-09-17 Конинклейке Филипс Н.В. Катушка цифрового приемника со встроенным индикатором принимаемого фазового шума
RU2716870C2 (ru) * 2015-05-12 2020-03-17 Конинклейке Филипс Н.В. Система магнитно-резонансных исследований, имеющая зонды для исследования поля

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007113759A3 (en) 2007-12-13
US20100156415A1 (en) 2010-06-24
JP2009532163A (ja) 2009-09-10
BRPI0709861A2 (pt) 2011-07-26
RU2008144002A (ru) 2010-05-20
WO2007113759A2 (en) 2007-10-11
EP2005205A2 (en) 2008-12-24
CN101416068A (zh) 2009-04-22
US7855558B2 (en) 2010-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2435170C2 (ru) Устройство и способ магнитного резонанса
US9766313B2 (en) MR imaging using apt contrast enhancement and sampling at multiple echo times
JP5419718B2 (ja) 磁気共鳴装置及び方法
US8604787B2 (en) Magnetic resonance spectroscopy with real-time correction of motion and frequency drift, and real-time shimming
US9983284B2 (en) MRI with dixon-type water/fat separation and prior knowledge about inhomogeneity of the main magnetic field
JP5196408B2 (ja) 多重ピークを備えた種の磁気共鳴スペクトロスコピー
Solomon et al. Free‐breathing radial imaging using a pilot‐tone radiofrequency transmitter for detection of respiratory motion
US20070265520A1 (en) Magnetic resonance spectroscopy with real-time correction of motion and frequency drift, and real-time shimming
US20120179028A1 (en) System and method for determining blood-brain barrier permeability to water
US9316711B2 (en) System and method for accelerated magnetic resonance imaging using spectral sensitivity
van Gelderen et al. Effect of motion, cortical orientation and spatial resolution on quantitative imaging of cortical R2* and magnetic susceptibility at 0.3 mm in-plane resolution at 7 T
US6853190B2 (en) Method and apparatus for magnetic resonance imaging with simultaneous measurement of two neighboring slices
Seginer et al. Phase-based fast 3D high-resolution quantitative T2 MRI in 7 T human brain imaging
US20220236357A1 (en) Dual echo steady state mr imaging using bipolar diffusion gradients
Nehrke et al. MR imaging with B 1 mapping
Fischer Modeling and Measurement of Tissue Compartments with Fast Signal Decay in Whole-Body Magnetic Resonance Imaging
Yu Extending the Scope of Magnetic Resonance Fingerprinting
Dimov Application-specific Optimization of Quantitative Susceptibility Mapping for Clinical Imaging
Smith Techniques to reduce off-resonance image artifacts in rapid MRI
Takizawa et al. Parallel imaging of head with a dedicated multi-coil on a 0.4 T open MRI
Metzger Novel chemical shift imaging techniques
Miller Novel methods for steady-state neuroimaging
Kokorin Magnetic resonance imaging with spatially-selective pulses using multiple transmission channels
Wan Reduction of geometric and intensity distortions in echo-planar images
Sharma Accelerated chemical shift encoded water-fat imaging

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130331