專利名稱：利用自旋回波成像序列確定磁化轉移常數(shù)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于確定磁化轉移常數(shù)的方法和一種用于此的磁共振設備。
背景技術：
磁化轉移基于以下事實，S卩，在水的質子和束縛于大分子中的其他質子之間存在 相互作用。在通過HF脈沖激勵大分子中的質子時，該質子的飽和會轉移到水質子。在MR成 像中磁化的該轉移在水質子的減小的信號中是可以被察覺到的，其中該減小取決于磁化轉 移。磁化轉移系數(shù)的計算在諸如大腦、乳房X線照相或者在軟骨檢查中的一些臨床問題中 是有意義的。通常通過記錄在水質子的共振之外照射(以使得在大分子中的質子的縱向磁 化飽和)的特定磁化轉移飽和脈沖，來計算磁化轉移系數(shù)(MTC)(參見Henkelmarm R. M.等 AW "Magnetisation Transfer in MRI :A review" in NWR Biomedecine 14，—64)。銀、 而，這種計算導致長的測量時間，這影響在臨床慣例中的使用。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種方法和一種裝置，利用其可以按照簡 單的方式以恰當?shù)臅r間開銷計算磁化轉移常數(shù)。本發(fā)明通過一種用于確定磁化轉移常數(shù)的方法和一種用于確定磁化轉移常數(shù)的 磁共振設備解決上述技術問題。按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于確定磁化轉移常數(shù)的方法，其中，在第一 步驟中利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的MR信號序列。此外，利用基于自旋回 波的成像序列拍攝檢查對象的第二 MR信號序列，其中成像參數(shù)在兩個成像序列中基本上 相同。成像參數(shù)的區(qū)別僅在于，用于激勵磁化的HF脈沖的能量對于第一 MR信號序列和對 于第二 MR信號序列是不同的。然后，可以借助在第一和第二 MR信號序列之間的信號區(qū)別 來確定磁化轉移常數(shù)。通過使用僅在入射的HF信號能量上不同的兩個相同的成像序列，可 以將在拍攝兩個信號序列的MR信號時的信號區(qū)別歸因于磁化轉移。優(yōu)選利用快速自旋回波成像序列拍攝第一信號序列和第二信號序列，其中在通過 90°、180°脈沖序列產生自旋回波之后通過接通多個180°脈沖來讀出多個自旋回波。使 用自旋回波或者快速自旋回波序列具有如下優(yōu)點，磁化轉移效應非常突出。此外，在快速自 旋回波序列的情況下在MR圖像中組織的對比度一般是良好的。在拍攝兩個信號序列時不同的HF脈沖能量例如可以通過使用不同的 VERSE (variable rate selective excitation，可變速率選擇性激勵)脈沖來實現(xiàn)。在這 些脈沖中使用時間上可變的梯度波形和修改的HF波形。例如在Conolly S,Nishimura DG， Macoviski A, Glover G 的"Variable-rate selective excitation，，J MagnReson 1988 ； 78 第440-458頁中描述了這樣的VERSE脈沖。用于產生不同HF能量的其他可能性是，在 第一信號序列和在第二信號序列情況下不同地選擇脈沖的時間上的帶寬。同樣可以改變脈 沖的時間上的長度。最后，還可以組合上面提到的方法，以產生兩個信號序列情況下的不同的HF脈沖能量。優(yōu)選從兩個信號序列計算MR圖像，其中逐圖像點地計算信號區(qū)別。然后，該信號 區(qū)別可用于計算磁化轉移常數(shù) aMTC(Apparent Magnetisationtransfer-constant)，aTMC =(S2-S1)/S2，其中，S2是第二 MR信號序列的第二 MR圖像的MR信號并且SI是來自第一 MR信號序列的第一 MR圖像的MR信號。然后，從逐點地確定的信號區(qū)別中可以計算檢查對象的磁化轉移常數(shù)的圖。在逐 點地確定信號區(qū)別時，優(yōu)選確定在兩個拍攝之間檢查對象的運動并且在計算信號區(qū)別時加 以考慮。這例如可以如下進行互相比較所計算的MR圖像，并且在計算信號差之前進行兩 個圖像的配準，這意味著，檢查在MR圖像的兩個拍攝之間檢查對象是否進行了諸如平移、 旋轉或剪切的運動。該運動可以在圖像中被校正，由此互相比較相同的組織部分而不是檢 查對象的不同區(qū)域的組織部分。此外，本發(fā)明還涉及一種用于確定磁化轉移常數(shù)的磁共振設備，該磁共振設備具 有用于拍攝第一自旋回波成像序列和第二自旋回波成像序列的MR信號拍攝單元。該設備 還具有計算單元，其借助在第一和第二 MR信號序列之間的信號區(qū)別計算磁化轉移常數(shù)。


以下借助附圖更詳細地解釋本發(fā)明。其中，圖1示意性示出了一種MR設備，按照本發(fā)明利用該設備可以計算磁化轉移常數(shù)， 并且圖2示出了用于計算磁化轉移常數(shù)的步驟的流程圖。
具體實施例方式圖1示出了 MR設備，利用該設備可以按照簡單的方式快速計算磁化轉移常數(shù)。該 MR設備具有用于產生極化場B0的磁鐵10。置于臥榻11上的檢查對象12被駛入磁鐵的中 心，其中在B0場的方向上產生結果的磁化。通過入射HF脈沖和接通磁場梯度可以產生MR 圖像。MR設備的基本工作原理對于專業(yè)人員是公知的，在此不作詳細解釋。此外，設置了中 央控制單元13，利用該控制單元可以控制MR檢查的過程。中央控制單元13具有圖像序列 控制單元14，用于在通過操作人員設置了各個成像參數(shù)之后控制成像序列，即接通磁場梯 度、HF脈沖和信號讀出的順序。為了控制HF脈沖，設置了 HF控制單元15，其控制產生HF 脈沖并入射到檢查對象中。在本例中HF控制單元例如這樣控制HF脈沖的入射，使得在兩個 不同的自旋回波成像序列的情況下使用不同的HF能量，如以下還要詳細解釋的。梯度控制 單元16控制對于激勵的自旋的位置編碼是必要的磁場梯度的接通。然后圖像計算機17可 以對由未示出的接收線圈接收的MR信號序列進行后處理并且計算MR圖像，如在現(xiàn)有技術 中公知和常用的那樣。計算單元18可以借助在利用快速自旋回波序列拍攝第一 MR信號和 利用第二快速自旋回波成像序列拍攝第二 MR信號時產生的信號區(qū)別，計算磁化轉移常數(shù)。 在示出的實施方式中，單元17和18作為分開的單元示出。當然，這些單元也可以綜合在一 個計算圖像并計算信號差圖像的單元中，如稍后將詳細解釋的那樣。此外，顯示單元19用于顯示MR圖像，輸入單元20用于通過操作人員控制MR設備。為了計算磁化轉移常數(shù)，此時這樣控制圖像序列控制單元，使得借助快速自旋回波序列，即所謂的Turbo Spin Echo Sequenz拍攝檢查對象12的預定片段的MR信號。此 外，利用相同的成像參數(shù)從相同的檢查區(qū)域中拍攝第二 MR自旋回波序列。然而，第一成像 序列和第二成像序列的區(qū)別在于，用于激勵磁化的HF能量在兩個成像序列中是不同的。這 導致在磁化轉移的情況下在MR圖像中的不同信號。不同的HF能量例如可以通過在兩個脈 沖序列中使用具有不同VERSE因子的HF脈沖和/或通過不同的時間上的帶寬來實現(xiàn)。圖2示意性示出了用于計算磁化轉移常數(shù)aMTC的步驟。在步驟21中開始本方法 之后，在步驟22中從預定區(qū)域(例如具有軟骨顯示的關節(jié))中拍攝第一快速自旋回波成像 序列。在步驟23中重復相同的成像序列，然而其中，在步驟23中使用的用于激勵磁化的HF 能量與在步驟22中拍攝序列時使用的HF能量不同。然后在步驟24中檢查，在步驟22和 23中的兩個拍攝之間檢查對象是否運動了。如果是，則必須校正該運動，以確保在計算逐點 的磁化轉移常數(shù)時互相比較相同的組織。這可以通過在步驟25中的運動校正來進行，其中 確保了檢查的區(qū)域分別基本上按照在MR圖像的相同圖像點顯示。磁化轉移常數(shù)的計算可 以在圖像區(qū)域中通過逐點形成在步驟22所拍攝MR信號和在步驟23中所拍攝的MR信號之 間的差來進行。然后在步驟26中可以計算磁化轉移常數(shù)aTMC，aTMC= (S2_S1)/S2。在此，S2是在第二快速自旋回波序列中按照圖像點的MR信號，SI是在第一快速自 旋回波成像序列中的MR信號(步驟26)。在步驟23中的成像序列中的HF能量可以高于或 低于步驟22的圖像拍攝的HF能量。重要的是，兩個成像序列不是使用相同的HF能量。本方法在步驟27結束?？傊?，本發(fā)明可以簡單并快速計算磁化轉移常數(shù)。
權利要求
一種用于確定磁化轉移常數(shù)的方法，具有以下步驟-利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的第一MR信號序列，-利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的第二MR信號序列，該成像序列具有與在第一MR信號序列中除了在第一MR信號序列中用于激勵磁化的HF脈沖的能量與在第二MR信號序列中用于激勵磁化的MR脈沖的能量不同之外，基本上相同的成像參數(shù)，并且-借助在第一MR信號序列和第二MR信號序列之間的信號區(qū)別來確定磁化轉移常數(shù)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用快速自旋回波成像序列拍攝所述第一MR信號序列和第二 MR信號序列。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述HF脈沖的不同能量至少通過以 下步驟之一來實現(xiàn)-使用不同的VERSE HF脈沖，-使用具有不同的時間上的帶寬的HF脈沖，-在所述第一 MR信號序列和第二 MR信號序列的情況下為激勵磁化使用不同的脈沖持 續(xù)時間。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，從所述第一MR信號序列和第二MR信號序列計算MR圖像，其中，逐圖像點地計算在第一 MR信號序列和第二 MR信號序列 之間的所述信號區(qū)別。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，從逐點地確定的信號區(qū)別中計算檢查對 象的磁化轉移常數(shù)的圖。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，確定在拍攝第一MR信號序列 和第二 MR信號序列之間出現(xiàn)的檢查對象的運動，并且在計算所述信號區(qū)別時加以考慮。
7.一種用于確定在檢查對象中的磁化轉移常數(shù)的磁共振設備，其具有-MR信號拍攝單元(13-16)，用于利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的第一 MR信號序列，并且用于利用與在第一 MR信號序列中除了在第一 MR信號序列中用于激勵磁 化的HF脈沖的能量與在第二 MR信號序列中用于激勵磁化的MR脈沖的能量不同之外、基本 上相同的成像參數(shù)拍攝第二 MR信號序列，-計算單元(18)，其借助在第一 MR信號序列和第二 MR信號序列之間的信號區(qū)別計算 磁化轉移常數(shù)。
8.根據權利要求7所述的磁共振設備，其特征在于，其利用按照權利要求1至7中任一 項所述的方法工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定磁化轉移常數(shù)的方法，具有以下步驟利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的第一MR信號序列；利用基于自旋回波的成像序列拍攝檢查對象的第二MR信號序列，該成像序列具有與在第一MR信號序列中除了在第一MR信號序列中用于激勵磁化的HF脈沖的能量與在第二MR信號序列中用于激勵磁化的MR脈沖的能量不同之外，基本上相同的成像參數(shù)；并且借助在第一MR信號序列和第二MR信號序列之間的信號區(qū)別來確定磁化轉移常數(shù)。
文檔編號A61B5/055GK101803918SQ20101010441
公開日2010年8月18日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權日2009年2月13日
發(fā)明者塔萊爾·C·瑪米希, 蒂莫西·休斯 申請人:西門子公司;小島醫(yī)院-基金會