專利名稱：用于擴(kuò)散加權(quán)地拍攝磁共振信號的方法和磁共振設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用包括多個擴(kuò)散編碼梯度的拍攝序列擴(kuò)散加權(quán)地拍攝MR信號 的方法，以及一種為此的磁共振設(shè)備。
背景技術(shù)：
擴(kuò)散加權(quán)的磁共振(MR)圖像在臨床例行程序中提供重要的診斷信息，例如在中 風(fēng)診斷和腫瘤診斷中。在擴(kuò)散加權(quán)的成像(DWI)中使用具有高振幅和長的脈沖持續(xù)時間結(jié) 合合適的讀出或圖像拍攝模塊的擴(kuò)散-編碼梯度。相對于擴(kuò)散的靈敏度從如下得出水分 子沿著施加的場梯度的擴(kuò)散減小磁共振(MR)信號。由此，在檢查的對象的具有小的擴(kuò)散的 區(qū)域發(fā)生更小的信號損失，并且相應(yīng)地該區(qū)域被以更高的信號強(qiáng)度成像。在此擴(kuò)散加權(quán)的 強(qiáng)度與擴(kuò)散編碼梯度的強(qiáng)度相關(guān)。在此擴(kuò)散加權(quán)通過所謂的b值來表征，該b值是梯度參數(shù) 的函數(shù)，例如梯度強(qiáng)度、持續(xù)時間或者在梯度之間的間隔的函數(shù)。為了避免運(yùn)動偽影，例如 可以使用“單次激發(fā)”讀出模塊，利用其在一個拍攝序列期間拍攝一個完整的原始數(shù)據(jù)組。 例如可以使用平面回波成像序列(EPI)。在此，用于擴(kuò)散編碼的常用方法使用由Stejskal和Tarmer描述的單極自旋回 波拍攝序列(參見"Spin Diffusion Measurements :Spin Echoes in the Presence of aTime-Dependent Field Gradient"in The Journal of Chemical Physics 42,1965)。在 該方法中在一個自旋回波序列中的180°重聚焦脈沖的每一側(cè)定位兩個強(qiáng)對稱梯度。該對 稱擴(kuò)散編碼梯度的目的是，通過去相位的輸送(Fordern )加速由于擴(kuò)散導(dǎo)致的信號損失。 在此去相位通常與在其中接通梯度的時間(梯度脈沖長度)的平方、與兩個梯度脈沖的時 間間隔和與接通的梯度場的強(qiáng)度的平方成比例。在此，對于所拍攝的圖像的質(zhì)量來說，主要是信噪比(SNR)和幾何失真是決定性 的。此外使用的梯度系統(tǒng)限制了最大可接通的磁場梯度的強(qiáng)度。對于信噪比重要的成像參 數(shù)是回波時間TE。幾何失真基于梯度基本場振幅BO的空間變化，其中EPI相對該變化是 特別敏感的。靜態(tài)失真由于基本場非線性和檢查對象的不同區(qū)域的磁化系數(shù)而引起。諸如 渦流效應(yīng)的動態(tài)失真特別受到梯度脈沖的時間順序影響。場梯度的每個接通和斷開可以引 起這樣的渦流，該渦流以不同的時間常數(shù)衰減。在緩慢衰減的情況下，場分量可以保持直到 讀出，從而會造成拍攝的MR數(shù)據(jù)的干擾和失真。特別是在組合以不同的擴(kuò)散梯度方向和擴(kuò) 散梯度振幅拍攝的圖像時值得期望的是，保持動態(tài)失真盡可能小，以便減少在產(chǎn)生的數(shù)據(jù) (例如各向異性圖、擴(kuò)散圖、張量數(shù)據(jù)等)中的錯誤。由Stejskal和Tanner描述的單極自旋回波拍攝序列具有強(qiáng)的幾何失真(特別 是高分量的剩余渦流場)，以及梯度信號的高的負(fù)擔(dān)。其它開發(fā)的拍攝序列為了避免強(qiáng) 的失真使用雙極的雙自旋回波方案(Doppel-Spin-Echo-Schemata)，其能夠隱含地補(bǔ)償 渦流場。這樣的方案例如在T.G.Reese等人的“MagneticResonance in Medicine 49: 177(2003)，，中描述。利用這樣的方案能夠減小單極方案的缺點(diǎn)，然而代價是更長的回波時 間。例如附加要使用的高頻(HP)脈沖需要5ms。由于檢查的組織的弛豫特征，該更長的回波時間會不利地影響圖像質(zhì)量。此外，通過附加的HF脈沖插入其它不期望的信號相干路徑 (Signal- Koharenzpfade)，其又會導(dǎo)致其它不期望的自旋回波信號或激勵的回波信號， 以及導(dǎo)致自由感應(yīng)衰減信號。該附加的相干路徑導(dǎo)致由拍攝的MR數(shù)據(jù)重建的圖像數(shù)據(jù)中 的偽影。已知用于抑制這樣的不期望的相干路徑的擾相梯度。然而這樣的附加的梯度又延 長回波時間(TE)，并且由此不利地影響信噪比。由此還需要更麻煩的拍攝序列。值得期望的是，有效地抑制通過附加的信號相干路徑導(dǎo)致的圖像偽影。在此不應(yīng) 該延長回波時間，以實(shí)現(xiàn)良好的信噪比。同樣值得期望的是，在最佳利用梯度系統(tǒng)的情況下 保持失真小。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于擴(kuò)散加權(quán)地拍攝MR信號的改 進(jìn)的方法，以及一種磁共振設(shè)備，利用其能夠進(jìn)行改進(jìn)的擴(kuò)散加權(quán)的拍攝。按照本發(fā)明的第一方面，提供一種用于利用拍攝序列擴(kuò)散加權(quán)地拍攝MR信號的 方法，該拍攝序列包括具有多個擴(kuò)散編碼梯度的擴(kuò)散模塊和具有用于拍攝MR信號的讀出 梯度的讀出模塊。拍攝序列被配置為用于拍攝相應(yīng)于預(yù)先確定的信號相干路徑的MR信號。 該方法包括利用拍攝序列拍攝MR信號，其中在拍攝序列期間以預(yù)先確定的梯度動量接通 擴(kuò)散編碼梯度。這樣設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，使得相應(yīng)于與預(yù)先確定的相干路徑不 同的相干路徑的MR信號被減小。在此基于閾值進(jìn)行梯度動量的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的減 小。擴(kuò)散模塊還可以被稱為擴(kuò)散序列，并且例如除了多個擴(kuò)散編碼梯度還包括用于激 勵或重聚相位的HF脈沖。借助擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，設(shè)置期望的擴(kuò)散加權(quán)和擴(kuò)散方 向。讀出模塊還可以被稱為讀出序列并且例如包括以相位編碼梯度或頻率編碼梯度形式的 讀出梯度。相干路徑可以描述由于例如在拍攝序列期間被入射的HF脈沖，不同信號的形 成。每個HF脈沖可以產(chǎn)生自由的感應(yīng)衰減信號，該自由的感應(yīng)衰減信號在存在其它重聚相 位梯度的情況下又會產(chǎn)生可以用這樣的相干路徑來描述的回波信號或激勵的回波信號。通過設(shè)置用于抑制不期望的相干路徑的擴(kuò)散編碼梯度，可以避免在由MR信號重 建的圖像數(shù)據(jù)中的偽影。因為該不期望的信號分量的抑制不是通過附加的梯度，而是通過 設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度實(shí)現(xiàn)的，所以不會延長拍攝序列的持續(xù)時間，從而利用該方法可以實(shí)現(xiàn) 改善的信噪比。通過使用閾值還可以確保，實(shí)現(xiàn)不期望的相干路徑的預(yù)先確定的減少。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，可以根據(jù)使用的讀出模塊來確定所述閾值。由此在 使用“單次激發(fā)”方案的讀出模塊中也能實(shí)現(xiàn)對不期望的信號分量的有效抑制。例如，可以基于讀出模塊的讀出梯度的產(chǎn)生的梯度動量(M_d。ut)來確定所述閾 值。在使用更強(qiáng)的讀出梯度的情況下例如還可以提供所述閾值，使得能夠確保有效抑制不 期望的相干路徑。所述閾值可以定義一個最小的去相位梯度動量，其中這樣進(jìn)行擴(kuò)散編碼梯度的梯 度動量的設(shè)置，使得由擴(kuò)散編碼梯度產(chǎn)生的梯度動量至少與最小的去相位梯度動量一樣 大。擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量的設(shè)置例如可以這樣進(jìn)行，使得對于拍攝序列的其它相干路 徑(即，不期望的相干路徑)的每一個，對于從擴(kuò)散編碼梯度產(chǎn)生的各個相干路徑的梯度動 量 少與最小的去相位梯度動量一樣大。對于不同的相干路徑可以產(chǎn)生(wirken)不同的擴(kuò)散編碼梯度，使得相干路徑的分開考察和擴(kuò)散編碼梯度的相應(yīng)設(shè)置是具有優(yōu)勢的。這樣確定所述閾值，使得MR信號的、相應(yīng)于拍攝序列的其它相干路徑的k空間的 中央位置，位于利用該拍攝序列采樣的k空間外部。通過基于所述閾值設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度， 由此可以將不期望的MR信號的中央的k空間位置移動到k空間的區(qū)域外部的如下位置，對 于該位置利用拍攝序列拍攝MR信號。所述閾值可以是最小的去相位梯度動量Msptjil并且按照等式Msptjil = N · Mreadout 來確定，其中N彡1。在此，讀出梯度動量Mread。ut可以按照Mread。ut = RES/(YFOV)來 確定，其中，RES表示分辨率并且FOV表示讀出模塊的視野，并且γ表示回轉(zhuǎn)磁比 (gyromagnetische Verhaltnis )。擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量例如可以借助梯度脈沖長度來設(shè)置。擴(kuò)散模塊包括至少 四個具有至少四個梯度脈沖長度作為參數(shù)的擴(kuò)散編碼梯度。這些參數(shù)中的三個可以通過三 個由拍攝序列確定的條件來確定，并且至少一個剩下的參數(shù)可以基于所述閾值來確定。例 如所述至少一個剩下的參數(shù)可以從對于其它相干路徑產(chǎn)生的擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量與 閾值的比較來確定。對于梯度脈沖長度的設(shè)置例如可以考慮以下條件由拍攝序列預(yù)先給 出的擴(kuò)散編碼梯度的接通的總持續(xù)時間；由擴(kuò)散編碼梯度要達(dá)到的磁化的去相位，其相應(yīng) 于預(yù)先確定的相干路徑；和梯度脈沖持續(xù)時間的這樣的匹配使得通過拍攝序列要產(chǎn)生的 自旋回波的去相位在讀出模塊的預(yù)先確定的拍攝時刻進(jìn)行。最后的條件例如可以相應(yīng)于在 雙自旋回波(DSE)序列的情況下用于回波時間的條件，其中DSE序列的去相位脈沖之間的 時間相應(yīng)于在激勵脈沖和第一去相位脈沖和第二去相位脈沖和拍攝時刻之間的時間的和。在一個實(shí)施方式中，擴(kuò)散模塊包括至少四個擴(kuò)散梯度，其中分別在相對的方向上 接通兩個梯度。兩個在相對的方向上接通的梯度還可以被稱為雙極的梯度。利用這樣的梯 度可以有效抑制渦流，并能夠最佳利用MR設(shè)備的梯度系統(tǒng)。讀出模塊可以包括平面回波成像(EPI)讀出序列或分割的平面回波成像(EPI)讀 出序列。在另一種實(shí)施方式中，擴(kuò)散模塊還包括多個去相位梯度，其產(chǎn)生相應(yīng)于其它相干 路徑的MR信號的減小。由此附加的去相位梯度可以支持不期望的信號相干路徑的抑制。去 相位梯度還可以成對地具有相同的梯度，其中一對的一個梯度可以被設(shè)置在擴(kuò)散模塊的重 聚焦脈沖之前并且另一個被設(shè)置在之后。去相位梯度的梯度動量和/或去相位梯度的極化可以根據(jù)閾值來設(shè)置。如果閾值 取決于讀出模塊，則由此可以確保，即使在小的b值的情況下也能夠有效抑制不期望的信 號路徑。去相位梯度可以與擴(kuò)散梯度重疊。由此例如在使用附加的去相位梯度的情況下也 能避免TE時間的延長，由此可以實(shí)現(xiàn)改善的信噪比。優(yōu)選地，當(dāng)擴(kuò)散編碼梯度的振幅(Gd)低于預(yù)先確定的振幅閾值時，接通去相位梯 度。對于具有小的b值的擴(kuò)散成像例如使用具有小的振幅的擴(kuò)散編碼梯度，從而可能僅不 充分地進(jìn)行了不期望的相干路徑的抑制。此時可以這樣確定振幅閾值，使得在通過擴(kuò)散編 碼梯度不充分抑制的情況下接通附加的去相位梯度，使得即使對于小的b值也能實(shí)現(xiàn)有效 抑制。在此，去相位梯度的梯度動量可以根據(jù)擴(kuò)散編碼梯度的振幅來設(shè)置。
閾值例如可以定義一個最小的去相位梯度動量，其中可以這樣進(jìn)行擴(kuò)散編碼梯 度和去相位梯度的梯度動量的設(shè)置，使得對于拍攝序列的其它相干路徑的每個，由擴(kuò)散編 碼梯度和去相位梯度對于相應(yīng)相干路徑產(chǎn)生的梯度動量至少與最小的去相位梯度動量 (Mspoil) 一樣大。由此又可以對于各個相干路徑設(shè)置如下的條件基于這些條件既可以設(shè)置 擴(kuò)散編碼梯度的參數(shù)也可以設(shè)置去相位梯度的參數(shù)。此外，在至少兩個擴(kuò)散編碼梯度之間的擴(kuò)散模塊可以包括具有可變持續(xù)時間的暫 停，用于提供對于擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量的選擇的其它自由度。拍攝序列可以包括具有兩個重聚焦脈沖的雙自旋回波序列。作為其它相干路徑例 如可以出現(xiàn)至少三個自由感應(yīng)衰減，三個自旋回波和兩個激勵的回波。然后可以這樣進(jìn)行 擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量的設(shè)置，使得相應(yīng)于這些相干路徑的MR信號分量被減小。前面描述的方法例如可以由控制單元或磁共振設(shè)備的計算單元自動地進(jìn)行。按照本發(fā)明的另一方面，提供一種用于利用如下的拍攝序列擴(kuò)散加權(quán)地拍攝MR 信號的磁共振設(shè)備，所述拍攝序列包括具有多個擴(kuò)散編碼梯度的擴(kuò)散模塊和具有用于拍攝 MR信號的讀出梯度的讀出模塊，其中拍攝序列被配置為用于拍攝相應(yīng)于預(yù)先確定的信號相 干路徑的MR信號。該磁共振設(shè)備包括利用拍攝序列拍攝MR信號并且在拍攝序列期間以 預(yù)先確定的梯度動量接通擴(kuò)散編碼梯度的拍攝單元，以及被構(gòu)造為控制拍攝單元的控制單 元?？刂茊卧@樣設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，使得相應(yīng)于與預(yù)先確定的相干路徑不同 的相干路徑的MR信號被減小，其中，在此基于閾值進(jìn)行梯度動量的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定 的減小。利用這樣的磁共振設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)類似于前面提到的優(yōu)點(diǎn)。按照一種實(shí)施方式，磁共振設(shè)備被構(gòu)造為執(zhí)行前面描述的方法之一。按照本發(fā)明的另一方面，提供一種具有計算機(jī)程序的計算機(jī)程序產(chǎn)品，其在例如 與磁共振設(shè)備在功能上相連的計算機(jī)系統(tǒng)中被執(zhí)行時，執(zhí)行前面提到的方法中的一種。這 樣的計算機(jī)程序例如可以在磁共振設(shè)備的計算單元或控制單元上被執(zhí)行。此外提供了一種 其上存儲了電子可讀的控制信息的電子可讀的數(shù)據(jù)載體，其中這樣構(gòu)造所述控制信息，使 得在例如與磁共振設(shè)備在功能上相連的計算機(jī)系統(tǒng)中使用該數(shù)據(jù)載體時，所述控制信息執(zhí) 行前面提到的方法的一種。


以下借助附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。其中，圖1按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的一種實(shí)施方式的示意圖，圖2示出了按照本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的流程圖，圖3示出了按照本發(fā)明的方法的實(shí)施方式的時序圖，圖4示出了按照本發(fā)明的方法的另一個實(shí)施方式的時序圖，圖5示出了根據(jù)渦流時間常數(shù)在k空間中心中剩下的渦流的振幅，圖6示出了利用通常的方法拍攝的磁共振數(shù)據(jù)與利用按照本發(fā)明的方法的一種 實(shí)施方式拍攝的磁共振數(shù)據(jù)的比較。
具體實(shí)施例方式圖1示出了磁共振設(shè)備，為了拍攝磁共振數(shù)據(jù)其被配置為用于執(zhí)行擴(kuò)散加權(quán)的成像。這樣的磁共振設(shè)備具有用于產(chǎn)生極化場Btl的磁鐵10。檢查對象、此處是受檢人11可 以置于臥榻13上被駛?cè)氪盆F10中，如示意性通過箭頭表示的。MR設(shè)備還具有用于產(chǎn)生為 了成像和位置編碼而被使用的磁場梯度的梯度系統(tǒng)14。為了擴(kuò)散加權(quán)的成像還可以利用梯 度系統(tǒng)14產(chǎn)生擴(kuò)散編碼梯度。為了激勵在主磁場中產(chǎn)生的極化，設(shè)置高頻線圈裝置15，其將高頻(HF)場入射 到被受檢人11中，以便將磁化從均衡位置偏轉(zhuǎn)。借助HF線圈裝置15例如可以入射諸如 90° -Sine-脈沖的激勵脈沖，或去相位脈沖、例如180°脈沖。為了控制磁場梯度設(shè)置梯度 單元17，并且為了控制入射的HF脈沖設(shè)置HF單元16。梯度系統(tǒng)14和高頻線圈裝置15以 及HF單元16和梯度單元17可以一起被稱為拍攝單元21。磁共振設(shè)備由控制單元18中央地控制，該控制單元可以包括計算單元，例如用于 重建圖像數(shù)據(jù)的計算單元?？刂茊卧?8控制HF脈沖的入射、梯度的施加和產(chǎn)生的MR信號 的拍攝。操作人員通過輸入單元19可以選擇序列草案(Sequenzprotokoll)并且輸入和改 變在顯示器20上顯示的成像參數(shù)。例如可以選擇要用來執(zhí)行擴(kuò)散加權(quán)的成像序列的b值。在圖1中示意性示出的磁共振設(shè)備自然可以包括磁共振設(shè)備通常具有的其它組 件。MR設(shè)備的一般工作原理對于專業(yè)人員是公知的，從而不必對一般的組件進(jìn)行詳細(xì)描述。此時這樣構(gòu)造控制單元18，使得其借助拍攝單元21執(zhí)行例如象圖3或圖4中示 出的那樣的拍攝序列。該拍攝序列可以包括不同的讀出模塊，例如平面回波成像讀出序列。 在接通擴(kuò)散編碼梯度時，控制單元18可以改變振幅和/或梯度脈沖長度，以便設(shè)置特定的 梯度動量。在一種實(shí)施方式中，控制單元18這樣設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，使得由不 期望的相干路徑形成的MR信號被抑制。以下將詳細(xì)參考圖2-6描述可以如何進(jìn)行這樣的 設(shè)置。例如可以考慮雙自旋回波拍攝序列，其中僅應(yīng)該拍攝相應(yīng)于雙自旋回波相干路徑的 MR信號。其它的相干路徑，例如180°脈沖的自由感應(yīng)衰減(FID)的信號以及各個自旋回 波(SE)或激勵的自旋回波(STE)應(yīng)該被抑制。控制單元18還可以接通特別是能夠重疊于擴(kuò)散編碼梯度的附加的去相位梯度或 擾相梯度。由此即使在小的b值的情況下也能夠有效抑制不期望的相干路徑。圖2示出了例如可以在圖1中示出的磁共振設(shè)備上被執(zhí)行的按照本發(fā)明的方法的 一種實(shí)施方式。在第一步驟30中對于待使用的拍攝序列確定讀出模塊。用于產(chǎn)生擴(kuò)散對 比度的不同的拍攝序列對于專業(yè)人員是公知的，并且可以利用按照本實(shí)施方式的方法使用 這些拍攝序列。例如，此處可以使用具有雙極的擴(kuò)散編碼梯度的雙自旋回波序列。這樣的 拍攝序列例如在圖3中示出。圖3在時間軸上示出了拍攝序列的時序，然而應(yīng)該清楚的是， 例如可以在不同的空間方向上接通僅示意性示出的梯度。拍攝序列50包括激勵脈沖53以 及兩個去相位脈沖或重聚焦脈沖54和55，用于產(chǎn)生具有回波時間TE的雙自旋回波，其中 回波在k空間中心61中出現(xiàn)。拍攝序列50的擴(kuò)散模塊51包括具有梯度脈沖長度、(i = 0-3)和梯度動量Mi = Gd ·、的多個擴(kuò)散編碼梯度56-59，其中Gd表示梯度56-59的振幅。 借助這些梯度在時間段T內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散編碼。如可以看出的，使用雙極的梯度脈沖，即，分別 在相對的方向上接通兩個梯度。拍攝序列50還包括用于采樣具有合適的軌跡的k空間的讀出模塊52。這又通過 接通不同的梯度、例如示意性通過梯度60表示的相位和頻率編碼梯度，來進(jìn)行。例如可以 進(jìn)行蜿蜒形的平面回波的讀出。為此例如可以使用平面回波成像(EPI)或分割的平面回波成像的讀出序列。在擴(kuò)散編碼之前或之后需要其它的時間間隔tp_和tad。，例如對于導(dǎo)航回波、層重 聚焦和對k空間的第一部分的MR數(shù)據(jù)的拍攝。示出的拍攝序列50的擴(kuò)散編碼強(qiáng)度可以通 過與編碼梯度的振幅的平方成比例的b值來描述。在假定可忽略RF脈沖持續(xù)時間的條件 下可以根據(jù)如下估計b值b = 2/3 γ 2Gd2 (to+ti)3(1)這樣的雙極的拍攝方案具有如下優(yōu)點(diǎn)，梯度負(fù)載在正極和負(fù)極之間分布，由此可 以最佳地利用梯度系統(tǒng)的硬件，并且一般地降低渦流。仍然參考圖2在下一步驟31中基于讀出模塊的讀出梯度的梯度動量確定最小的 去相位梯度動量(Msp()il)。最小的去相位梯度動量或擾相動量Msptjil表示一個閾值，其中利用 超過該閾值的梯度可以進(jìn)行不期望的信號相干路徑的有效抑制。該閾值通過使用的讀出模 塊來確定。對于EPI模塊例如需要讀出動量M_d。ut的至少N倍的擾相動量。特別地使用閾 值用于確定擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量。這樣設(shè)置梯度，使得例如不期望的回波在采樣的k 空間區(qū)域外部出現(xiàn)。在此N= 1表示k空間的邊界，并且在N值更大的情況下不期望的回 波進(jìn)一步通過采樣的區(qū)域的邊界向外移動。對于EPI讀出模塊產(chǎn)生閾值Msptjil = N · RES/ (Y F0V)，其中RES表示像素的數(shù)量并且FOV表示視野。在步驟32中對于拍攝序列確定不期望的相干路徑。這又以圖3的拍攝序列50為 例來說明。利用在圖3中示出的拍攝序列50產(chǎn)生新的相干路徑。這是HF脈沖53-55的 三個自由感應(yīng)衰減(FID)、三個自旋回波(SE)、一個激勵的回波(STE)、一個反激勵的回波 (ASTE)和一個雙自旋回波(DSE)。預(yù)先確定的信號相干路徑(按照該信號相干路徑要以拍 攝序列50拍攝MR信號)，是雙自旋回波(DSE)。所有其它相干路徑會產(chǎn)生在重建的圖像數(shù) 據(jù)中的不期望的偽影。按照本實(shí)施方式，應(yīng)該通過合適地設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度的動量抑制這 些其它相干路徑。為此至少與預(yù)先確定的閾值(即，擾相動量Msptjil) —樣大的梯度動量應(yīng) 該作用于該信號路徑上。為此，在步驟33中確定如下條件，這些條件確保，對于每個不期望的相干路徑，對 于用于擴(kuò)散編碼梯度的相干路徑產(chǎn)生的梯度動量至少與最小的去相位梯度動量Msptjil —樣 大。對于在圖3中所舉例子可以構(gòu)造如下等式1.FID M0-M^M2-M3^ Mspoil (5a)2.FID-M^M2-M3^ MspoiI(5b)
3.FID-M3I^ MspoiI(5c)
1.SE|M0+M1-M2+M3^ MspoiI(5d)
2.SEIM0-M^M3^ MspoiI(5e)
3.SE-MAMJM3^ MspoiI(5f)
STE|M0+M3^ MspoiI(5g)
ASTEIM0-M3^ MspoiI(5h)
DSEMc^M1-M2-M3=0(5i) 在等式中Mtl-M3表示擴(kuò)散編碼梯度56-59的梯度動量。以下假定，所有的動量Mtl-M3 都是正的，其中即使在符號反向的情況下也能進(jìn)行后續(xù)計算。在使用等式(5i)的條件下可 以確定Mtl =M0 = -Ml+M2+M3，并且等式可以簡化為
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1. FID2 IM1-M,,1^ MspoiI(6a)
2. FID-M1+!,E-M3^ MspoiI(6b)
3. FIDIm3I^ MspoiI(6c)
1. SE2|M3^ MspoiI(6d)
2. SE2 IM1-M,E-M3^ MspoiI(6e)
3. SEIM1-M2--M3^ MspoiI(6f)
STEIM1-M2--2M3^ MspoiI(6g)
ASTEIM1-M2^ MspoiI(6h)
因為2|χ^ |χ總是成立，所以考慮以下不等.
IM1-M2^ MspoiI(7a)
I M1-M^M3^ MspoiI(7b)
Im3I^ MspoiI(7c)
IM1-M2--M3^ MspoiI(7d)
IM1-M2--2M3^ MspoiI(7e)
這一般地可以通過如下來滿足使得設(shè)置
M, ^ Msnni^lM1-M9IM1-M2 ^ Mspoil通過使用特殊解
(8a) (8b)
M3SZlM1-M2
M1-M9 ^ Μ,
spoil
(9a) (9b)可以簡化后續(xù)計算。然而應(yīng)該注意，該特殊解提出了更高的要求和所需的梯度動
量M3。此時可以區(qū)分兩種情況，以下用“ + ”“_”表示。第一種情況是M1-M2XK “ + ”)， 并且第二種情況是M1-M2CiK “-”)。因為通過GD·、給出梯度動量Mi,所以可以將條件 (9)簡單地轉(zhuǎn)換為時間不等式 “ + ”t3 ^ 2 Uft2)t「t2 彡 Mspoil/GD
t3 ^ 2 (^t2-Xl) t2-t!彡 Mspoil/GD
(IOa)
(IOb)在此，第二個條件取決于各個擴(kuò)散梯度振幅Gd。該振幅越高，則該不等式越容易滿 足。利用預(yù)先確定的時間段可能難以對于每個Gd值找到有效的結(jié)果。特別是在使用小的b 值的情況下要考慮這點(diǎn)。以下參考圖4就此詳細(xì)討論。通過使用對于、-t2最大允許的值 可以松動(gelockert)第二條件“ +，， “-，，t3 = 2(t!-t2)t3 = 2(t2-t!)(Ila)Vt2SMspoilZG11 t^t! ^ Mspoil/GD (lib)還可以在選擇時間t3的情況下為了降低剩余的渦流而使用剩余的自由度?；诖藭r確定的條件并基于通過拍攝序列預(yù)先給出的邊界條件，在圖2的步驟34 中確定對于擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量。在使用恒定的梯度振幅的情況下其相應(yīng)于確定梯度 脈沖持續(xù)時間、。
對于在圖3中解釋的雙自旋回波序列可以構(gòu)造以下邊界條件
t。+ti — t2+t3
⑵tprep+t0+t3+tadc =、+、 等式(2)在此確保進(jìn)行梯度動量的完整的去相位。等式(3)是通過自旋回波的出 現(xiàn)的時刻定義的條件。在脈沖53和54和脈沖55和自旋回波61的出現(xiàn)之間的時間段的和 應(yīng)該正好與重聚焦脈沖54和55之間的時間段一樣大。此外，根據(jù)如下確定對于擴(kuò)散編碼 梯度的入射的總持續(xù)時間TT = to+ti+^+tg(4)這些等式從梯度的相同的梯度振幅Gd以及從可忽略的梯度邊沿和HF脈沖持續(xù)時 間出發(fā)?；夭〞r間TE和時間段T通過成像草案(Bildgebimgsprotokoll)被預(yù)先給出，特 別是通過期望的擴(kuò)散靈敏度b。因此利用三個等式和四個參數(shù)剩下一個自由度，在按照本發(fā) 明的實(shí)施方式中這樣選擇該自由度，使得不期望的相干路徑被抑制。通過合適地選擇該自 由度可以隱含地通過擴(kuò)散編碼梯度而無需其它擾相梯度進(jìn)行所述抑制。該自由的參數(shù)通過 預(yù)先確定的用于抑制不期望的相干路徑的條件來確定。


為此首先如下地修改等式 由此得到
t0 = T-TE/2+T/2-t3--T/2+t3-t3 = T-TE/2-t3(13a)
ti = TE/2-T/2+t3(13b)
t2 = T/2-t3(13c)
這又可以進(jìn)一步被價 化為
t「t2 = TE/2-T/2+t;rT/2+t3 = TE/2-T+2t3
此時將這些通過拍攝序列預(yù)先給出的邊界條件與通過用于抑制不期望的相干路 徑的閾值所確定的條件(等式11)組合。得出“ +，， “-，， Vt2SMspoilZG11t^t! ^ Mspoil/GD (15b)此時可以如下地計算梯度脈沖持續(xù)時間(利用其可以滿足提到的條件)t0 = 1/6 (2T-TE) tQ = 1/10 (6T-3TE) (16a)ti = 1/6 (T+TE) ti = 1/10(-T+3TE) (16b)t2 = 1/6 (-T+2TE) t2 = 1/10 (T+2TE)(16c)t3 = 1/6 (4T-2TE) t3 = 1/10 (4T-2TE) (16d)在此要注意以下附加的條件t「t2 彡 Mspoil/GD Vt1 彡 Mspoil/GD^ 1/3 (Τ - TE/2) > MSpoii/GD 1/5 (T-TE/2)彡 Mspoil/GD (17)在此，所有時間都是正的并且成立TE > T，從而當(dāng)2T-TE > 0時，對于兩種情況存 在解。因為可以根據(jù)T = TE-tpmrtad。來計算T，可以將該條件表達(dá)為T>2(tp_+tad。)或T > tpm)+tad。。對于需要許多時間的讀出模塊，例如高分辨率的讀出模塊，并且在小的b值的 情況下，該條件限制了最短可達(dá)到的回波時間。然而這是雙極的拍攝方法的原則上的限制， 其與不期望的相干路徑的隱含抑制沒有關(guān)系，如從圖3和等式(2)-(4)可以看出的。在借助梯度脈沖持續(xù)時間計算了梯度動量之后，在步驟(35)中利用拍攝序列拍 攝MR信號。在此接通具有特定的梯度動量的擴(kuò)散編碼梯度。通過接通該擴(kuò)散編碼梯度，根 據(jù)雙極性進(jìn)行渦流的有效抑制。通過以事先確定的梯度脈沖持續(xù)時間來接通，在雙自旋回 波的同時去相位的情況下有效抑制不期望的相干路徑。如從圖3可以看出的，在此回波時 間TE沒有延長。除了幾何失真的最小化之外，由此還可以實(shí)現(xiàn)高的信噪比。然后從利用讀 出模塊52拍攝的磁共振信號中可以進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的重建。應(yīng)該清楚的是，在圖2中解釋的方法還可以包括通常在擴(kuò)散加權(quán)的成像中使用的 其它步驟。例如可以在不接通擴(kuò)散編碼梯度的情況下利用類似的拍攝序列進(jìn)行MR信號的 其它拍攝，以便將相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)例如通過減影與擴(kuò)散加權(quán)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如以下參考圖4所描述的，對于MR信號的擴(kuò)散加權(quán)的拍攝還可以利用小的b值修 改在圖3中示出的拍攝序列50。如在圖3中示出的拍攝序列50，也可以利用在圖1中示出 的磁共振設(shè)備執(zhí)行在圖4中示出的拍攝序列70。如已經(jīng)解釋的，隱含抑制的效率取決于擴(kuò) 散編碼梯度的各個梯度振幅。盡管回波時間TE的放大一般地松動了所述條件，但是這一方 面一般是不期望的，并且此外不是對于所有的值Gd都可能的(例如在b值為零并且由此Gd =0的情況下)。因此在圖4中示出的實(shí)施方式中使用附加的擾相和去相位梯度。按照該 實(shí)施方式，在高的擴(kuò)散梯度振幅的情況下，使用參考圖3描述的隱含抑制，并且當(dāng)振幅Gd低 于特定的振幅閾值時，使用附加的顯式抑制。在此可以隨著振幅Gd的下降連續(xù)地提高顯式抑制的強(qiáng)度。在圖4的實(shí)施方式中直接地在兩個重聚焦脈沖54和55之前和之后接通附加 的去相位梯度71和72以及73和74。通過使用一對相同的梯度脈沖可以保持雙自旋回波 相干路徑不變。這樣的安排還導(dǎo)致附加的梯度對擴(kuò)散加權(quán)的最小的貢獻(xiàn)，即，對b值的盡可 能小的效力。在此第一以及第二梯度對的梯度動量MA、MB根據(jù)擴(kuò)散編碼梯度的振幅Gd改變。 此外去相位梯度71-74重疊于擴(kuò)散編碼梯度56-59。由此可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)更小的TE時間，這 由于通過減少T2弛豫提高了信噪比而提高了圖像質(zhì)量。這是相對于常規(guī)方法的主要優(yōu)點(diǎn)， 在常規(guī)的方法中附加的擾相梯度總會導(dǎo)致回波時間的延長。 在使用這些附加的梯度的情況下確保，重疊的去相位和擴(kuò)散梯度的振幅保持在梯 度系統(tǒng)的限制內(nèi)。通過修改等式(5)可以導(dǎo)出對于拍攝序列70的相應(yīng)條件。在此，特別是 通過Mq+Ma代替M。，通過M1-Ma代替M1,通過M2+Mb代替M2,通過M3-Mb代替M3,這得出以下條
0155]
0156]
件
1. FIDI Μ0+Μα-Μ1+Μα+Μ2+Μβ-Μ3+Μβ I 彡 Mspoil(18a)
2. FID-IVMjM2+Μβ-Μ3+Μβ彡 Mspoil (18b)
3. FID-Μ3+Μβ^ MspoiI(18c)
1. SEΜ0+Μα+Μ「Μα-Μ2-Μβ+Μ3-Mb I ^ Mspoil(18d)
2. SEΜ0+Μα-Μ1+Μα+Μ2+Μβ+Μ3-Mb I ^ Mspoil(18e)
3. SE-IVMjM2+Μβ+Μ3-Μβ彡 Mspoil (18f)
STE|μ0+μα+μ3-μβ彡 Mspoil (18g)
ASTE|μ0+μα-μ3+μβ彡 Mspoil (18h)
DSEΜ0+Μα+Μ「Μα-Μ2-Μβ-Μ3+Μβ = 0(18i)
Ma 和 Mb的符號可以是正的也可以是負(fù)的。指定等式Mt=-Mi+M^M
1. FID2|-(MrM2)-MA+MB^ MspoiI(19a)
2. FID-(M1-M2) -M3+Ma+2Mb^ MspoiI(19b)
3. FIDIM3-Mb^ MspoiI(19c)
1. SE2 I M3-Mb^ MspoiI(19d)
2. SE2 I - (M1-M2) +M3+Ma^ MspoiI(19e)
3. SE-(M1-M2) +M3+Ma^ MspoiI(19f)
STE-(M1-M2) +2M3+Ma-Mb^ MspoiI(19g)
ASTE-(M1-M2)+Ma+Mb^ MspoiI(19h)
又成立2|x| ^ |x|，從而可以 荀化為
0160] 除了虬和禮的出現(xiàn)之外，這些不等式與不等式(7)是相同的。這意味著，對于 M3彡M1-M21和IM1-M21彡Msptjil，利用Ma = Mb = 0滿足這些不等式。
以下又區(qū)分“ + ”和“_”的情況。因為不應(yīng)該取決于b值改變拍攝序列的時序，以 避免不期望的信號改變，所以作出如下選擇(比較等式(11))0162] “ +，，
0163]M3 = 2 (M1-M2)
0164]由此得到
M3 = 2 (M2-M1) (21a)
0165]
0166]
0167]
0168]
0169]
0170]
-3(M「M2)+Ma+2Mb| 彡 Mspoil
2(M1-M2)-Mb I ^ Mspoil (M1-M2)+Ma I ^ Mspoil
3(M1-M2)+Ma-Mb I ^ Mspoil -(M1-M2)+MA+MBI ^ Mspoil
如果
-(M2-M1HMWMbI ^ Mspoil(22a) ^(M2-M1)-Mb ^ Mspoil (22b) 3 (M2-M1)+Ma I ^ Mspoil (22c) 5 (M2-M1)+Ma-Mb ^ Mspoil (22d) (M2-M1)+Ma+Mb ^ Mspoil (22e)
M2-M1 < Mspoil(23)
0171]M1-M2 < Mspoil
0172]則在本實(shí)施方式中可以采用顯式抑制(參見等式(11))。
0173]在考慮這些等式的條件下并且在考慮具有去相位梯度的連續(xù)提高的梯度動量的 解的條件下(當(dāng)出現(xiàn)條件(23)時其為零)，可以選擇對于Ma和Mb的以下解
0174] Ma = Mspoil-(M1-M2)
MA = SMsooil-S(M2-M1)
0175] Mr = -2M,
'1Spoil
MB = -2MA
(24a)
(24b)
0176] 此外在以下構(gòu)造一個為此的條件，使得去相位梯度與擴(kuò)散編碼梯度的重疊低于通 過硬件給出的限制。對于給出的去相位動量所需的去相位梯度的振幅取決于可用的時間。 參考圖4，可用于接通去相位動量Ma的時間tminA，等于時間段、和、的最小值?？捎糜诮?通去相位動量Mb的時間tminA相應(yīng)于時間段t2和t3的最小值。如下計算去相位梯度的所需 振幅Gsmjil的數(shù)值GlG
A
spoil
B
spoil
=(Mspoil-Gn (trt2))/t,
min
=2 (Mspoil-G11 (Vt2)Vtm
A
spoil
B
spoil
=3 (Mspoil-Gn (t2-t,))/t
min
=6 (Mspoil-Gn (Vt1))/^
(25a) (25b)其中，振幅落入如下范圍Gd e
Gd e
并且振幅落入如下范圍
中。去相位梯度和擴(kuò)散梯度的和應(yīng)該低于通過使用的梯度系統(tǒng)限制的最大振幅
G ·
^max ·
t A < Γ
Lmin ~~~~~~ vjIiiax GspoilB+GD ^ Gffl
(26)
(27a)
(27b)
Gsp0iiA+GD ( Gm
Gspoi iA+Gd ( Gm
(28a)
◎ GD(1-(Vt2)Amin A)+Mspoil/tminA <G,
max
Gn(l-3(t2-t,)/tm1nA)+3Mi
Gspoii +Gd < Gm B
(28b) 因為該不等式的左邊隨著Gd線性增加，所以，分析極限值，以便如下地檢驗不等式 (28)的滿足就夠了
(29a)
Max =Mspoil/'(t「、)^ GmaxMgpoil//(Vti) ^ Gmax
Min =Mspoil/'t B ^rnin< G \ ^max6Mspoil,/t B ’uIIiin(Gmax (29b)
Max =Mspoil/'(t「、)^ GmaxMgpoil//(Vti) ^ Gmax如果滿足該條件，則所需的去相位梯度可以疊加于擴(kuò)散編碼梯度，而不會超過通 過梯度系統(tǒng)給出的限制。在此可以確定，“ + ”的情況比“_”的情況限制小。通過使用附加的去相位梯度71-74，由此在圖4中示出的拍攝序列70的情況下對 于小的b值，即，對于擴(kuò)散編碼梯度的小的振幅也能有效抑制不期望的相干路徑。特別地沒 有延長回波時間TE地實(shí)現(xiàn)了這點(diǎn)。此外，還可以通過如下插入附加的自由度，使得記錄在擴(kuò)散模塊51中的暫停。盡 管這會減小擴(kuò)散編碼的效率，但是可能可以擴(kuò)大可用的解的范圍。按照第一變形，在梯度57和58之間即，在tQ和、之間插入附加的暫停tp。禾Ij用 該附加的暫停tp可以匹配等式(2)-(4)。因為附加的暫停不影響磁化的演變，所以利用相 應(yīng)的匹配可以使用事先描述的計算。對于“ + ”和“_”的情況在此又得到對于擴(kuò)散模塊的梯 度的下列時間段“ + ”“-”t3 = 2(t1-t2) = 2/3T-1/3TEt3 = 2 ( 2_、)= 2/5Τ—1/5ΤΕ (37)t2 = T/2-tp/2-t3 = -l/6T+l/3TE-tp/2t2 = T/2_tp/2_t3 = l/10T+l/5TE-tp/2ti = TE/2-T/2-tp/2+t3 = l/6T+l/6TE_tp/2 、= TE/2-T/2_tp/2+t3 =-l/10T+3/10TE-tp/2t0 = T-TE/2-t3 = 1/3T-1/6TEt0 = T_TE/2_t3 = 3/5T-3/10TE由此可以看出，t0和t3保持不變，而、和t2被減小tp/2。條件2T-TE > 0沒有改變。在另一種替換方案中，在、之后在t3之前插入暫停tp/2。又可以相應(yīng)地匹配等式 (2)-(4)。對于該情況也可以類似地應(yīng)用上面示出的用于計算梯度脈沖持續(xù)時間、的途徑。 得到時間段‘‘ + ”‘‘-”t0 = 1/6 (2T-TE-2tp) t。= 1/10 (6T_4TE_6tp) (47)ti = 1/6 (T+TE-tp)ti = l/10(-T+3TE+tp)t2 = 1/6 (-T+2TE+tp) t2 = 1/10 (T+2TE_tp)t3 = 1/6 (4T-2TE-4tp) t3 = 1/10 (4T_2TE_4tp)如從這些等式可以看出的，對于、的條件變得尖銳。條件2T-TE > 0沒有被松動。 在兩種變形中應(yīng)該滿足該條件，以便確保全面抑制不期望的信號相干路徑。如已經(jīng)提到的， 這是雙極的擴(kuò)散編碼序列的一般的限制。按照另一個實(shí)施方式，建議使用附加的重聚焦脈沖，以便松動該條件。然而在此缺 陷是，產(chǎn)生附加的相干路徑和用于入射HF脈沖的附加所需的時間。此外，還可以最大化時間段T，以便進(jìn)一步改善對于按照前面描述的實(shí)施方式的時 序的使用的條件。這例如可以通過使用短的準(zhǔn)備時間tprep和短的讀出時間tad。來實(shí)現(xiàn)。這可以通過短的回波串(例如小的分辨率、小的回波間隔、局部k空間采樣、iPAT等)來實(shí)現(xiàn)。對于其它改進(jìn)可以將在其上滿足自旋回波條件(3)的點(diǎn)移動到前面的時間(艮口， 自旋回波與k空間中心的拍攝不一致)。由此有效減小了時間tad。。這會導(dǎo)致在k空間中 心中的小的分量T/弛豫，而不是純的T2弛豫。然而取決于使用的序列，回波時間t3可以被 減小到直到原來的2 Atad。倍。以下說明利用按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的一種實(shí)施方式 達(dá)到的結(jié)果。表1示出了舉例對于不同的b值和對于三個不同的拍攝序列(單極的 Stejskal-Tanner序列，具有附加的單獨(dú)的擾相梯度的常規(guī)的雙極的序列，和按照本發(fā)明的 拍攝序列“雙極+”的一種實(shí)施方式)的最小可實(shí)現(xiàn)的回波時間TE。使用具有不同的分辨 率的兩個成像草案。對于標(biāo)準(zhǔn)分辨率使用以下值視野FOV = 230 X 230mm，分辨率RES = 180 X 128，層厚SL = 5mm，局部傅里葉拍攝 PF = 6/8，帶寬Bff = 1502Hz/Pixel,回波間隔ES = 0. 73ms。由此，對于三個拍攝序列達(dá)到
下列最小回波時間 對于具有高分辨率的成像草案，使用下列值F0V = 230 X 230mm，RES = 192X192， ΡΑΤ2, SL = 5mm, PF = 6/8，Bff = 1184Hz/Pixel, ES = 0. 94ms。由此得到下列最小回波時
間 可以看出，對于b值的整個考察范圍，按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式的雙極+序列實(shí) 現(xiàn)比常規(guī)的雙極方法更短的回波時間。對于lOOOs/mm2的b值，雙極+方法需要比單極的 方法長很少的回波時間((5ms區(qū)別)，并且甚至對于超過5000s/mm2的b值達(dá)到比單極方 法更小的回波時間。
然而，在此利用按照本發(fā)明的方法可以比單極方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)有效地抑制渦流。這在圖 5中示出。在采用矩形的擴(kuò)散梯度形狀(其利用單個時間常數(shù)產(chǎn)生指數(shù)衰減的渦流)的條 件下，估計剩下的動態(tài)場失真。圖5示出了在k空間中心中的剩下的渦流振幅與渦流的時 間常數(shù)的依賴關(guān)系。曲線81示出了對于單極方法(在該方法中在時間段T期間接通恒定 的梯度)的振幅，曲線80示出了在使用雙極+方法的情況下振幅的估計。對于兩種情況采 用具有最大梯度振幅的擴(kuò)散編碼和預(yù)修正，該預(yù)修長將渦流場降低到最初振幅的0. 01%。 1 μ T/m的剩下的渦流場相應(yīng)于在230mm的視野內(nèi)部的半個像素的最大錯誤配準(zhǔn)。盡管雙極 +方法的時序不是對于渦流的最大補(bǔ)償被優(yōu)化，但是與單極的方法相比，雙極的梯度脈沖的 使用還是將剩下的渦流場以5-10的系數(shù)降低。這表明，雙極+方法也能有效抑制渦流并且 避免相應(yīng)的圖像干擾，而同時達(dá)到短的TE時間。為了相應(yīng)檢查MR信號、即不期望的相干路徑的有效抑制，以多個擴(kuò)散方向和權(quán)重 拍攝多個擴(kuò)散加權(quán)的圖像。例如對于6、10、12、20、32和46個方向拍攝圖像，以及以0. 50s/ mm2、500s/mm2和1000s/mm2的b值拍攝圖像。此外，對于256個方向以O(shè)和1000s/mm2的b 值以及以正常的以及相反的擴(kuò)散矢量取向拍攝圖像。利用雙極+方法拍攝的圖像數(shù)據(jù)沒有 不期望的相干路徑的信號分量的跡象。特別是不可見任何干涉(“條紋偽影”)。對于20個擴(kuò)散方向利用常規(guī)的雙極方法(90)、利用新的雙極+方法(91)和利用 標(biāo)準(zhǔn)單極方法(92)拍攝圖像數(shù)據(jù)。圖6示出了對于三種方法的每一種的標(biāo)準(zhǔn)偏差圖。它 們解釋了通過取決于取向的渦流(亮的輪廓)的空間的失真。利用雙極+方法(91)，渦流 感應(yīng)的失真僅比利用常規(guī)的雙極方法(90)的稍高。然而其遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于利用單極方法(92)的。 注意到，常規(guī)的方法在此對于該渦流的減小是最佳的。對相同的時間，對于此處使用的拍攝 序列，與常規(guī)的雙極方法相比，雙極+方法使得可以減少回波時間大約10%，在該例子中是 8ms ο可以組合前面描述的實(shí)施方式的特征。前面描述的實(shí)施方式使用了具有四個擴(kuò)散 編碼梯度和一個EPI或分割的EPI讀出模塊的雙自旋回波拍攝序列。在按照本發(fā)明的方法 的和按照本發(fā)明的磁共振設(shè)備的其它實(shí)施方式中還可以使用其它拍攝序列，例如具有附加 的或具有很少擴(kuò)散編碼梯度的附加的HF脈沖和其它讀出模塊。通過根據(jù)讀出模塊優(yōu)化擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，可以有效抑制不期望的相干路 徑。該方法組合常規(guī)的雙極方法的優(yōu)點(diǎn)(小的渦流感應(yīng)的干擾、梯度負(fù)載均勻分布到兩個 GPA極)，和常規(guī)的單極方法的優(yōu)點(diǎn)(短的回波時間)。此外，對于以小的b值的成像，前面 描述的接通不會延長回波時間的附加的擾相梯度是具有優(yōu)勢的。對模體的測量已經(jīng)表明了 該方法的可應(yīng)用性和有效性。本發(fā)明例如可以被用于改進(jìn)對于活體擴(kuò)散成像的圖像質(zhì)量。
18
權(quán)利要求
一種用于利用拍攝序列(50)擴(kuò)散加權(quán)地拍攝磁共振信號的方法，該拍攝序列包括具有多個擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的擴(kuò)散模塊(51)和具有用于拍攝磁共振信號的讀出梯度(60)的讀出模塊(52)，其中，所述拍攝序列被配置為用于拍攝相應(yīng)于預(yù)先確定的信號相干路徑的磁共振信號，其中，所述方法包括-利用所述拍攝序列(50)拍攝磁共振信號，其中，在所述拍攝序列(50)期間以預(yù)先確定的梯度動量(M0-M3)接通擴(kuò)散編碼梯度(56-59)，其特征在于，這樣設(shè)置所述擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的梯度動量(M0-M3)，使得相應(yīng)于與預(yù)先確定的相干路徑不同的相干路徑的磁共振信號被減小，其中，基于閾值進(jìn)行所述梯度動量(M0-M3)的設(shè)置，以便實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所使用的讀出模塊來(52)確定所述 閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述讀出模塊的讀出梯度的產(chǎn)生的 梯度動量(Mreadout)來確定所述閾值。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述閾值定義一個最小的去 相位梯度動量(Msptjil)，其中，這樣進(jìn)行擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量的設(shè)置，使得對于拍攝序列 的其它相干路徑的每一個，由擴(kuò)散編碼梯度對于相應(yīng)相干路徑產(chǎn)生的梯度動量至少與最小 的去相位梯度動量(Msptjil) —樣大。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，這樣確定所述閾值，使得磁共 振信號的、相應(yīng)于拍攝序列的其它相干路徑的k空間的中央位置，位于利用該拍攝序列采 樣的k空間外部。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述閾值是最小的去相位梯度動量Msptjil并且按照等式MSp0il N .Mreadout來確定，其中N≥1，在此讀出梯度動量Mread。ut能夠按照Mread。ut = RES/(γ · F0V)來確 定，其中RES表示分辨率并且FOV表示讀出模塊(52)的視野，并且Y表示回轉(zhuǎn)磁比。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助梯度脈沖長度來設(shè)置所 述擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，其中，所述擴(kuò)散模塊(51)包括至少四個具有至少四個梯度 脈沖長度UtTt3)作為參數(shù)的擴(kuò)散編碼梯度(56-59)，其中，能夠通過三個由所述拍攝序列 (50)確定的條件來確定這些參數(shù)中的三個，并且其中，基于所述閾值來確定至少一個剩下 的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，從對于其它相干路徑產(chǎn)生的擴(kuò)散編碼梯 度的梯度動量與閾值的比較來確定所述至少一個剩下的參數(shù)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，借助梯度脈沖長度(、-、)設(shè) 置擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，其中該設(shè)置考慮以下條件-由拍攝序列預(yù)先給出的擴(kuò)散編碼梯度的接通的總持續(xù)時間(T)；-由擴(kuò)散編碼梯度要達(dá)到的磁化的去相位，其相應(yīng)于預(yù)先確定的相干路徑；_梯度脈沖持續(xù)時間的如下的匹配使得通過拍攝序列要產(chǎn)生的自旋回波的去相位在 讀出模塊的預(yù)先確定的拍攝時刻(61)進(jìn)行。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)散模塊包括至少四個 擴(kuò)散編碼梯度，其中分別在相對的方向上接通兩個梯度。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述讀出模塊包括平面回波 成像(EPI)讀出序列或分割的平面回波成像(EPI)讀出序列。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)散模塊(51)還包括 多個去相位梯度(71-74)，這些去相位梯度產(chǎn)生相應(yīng)于其它相干路徑的磁共振信號的減小。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，能夠根據(jù)所述閾值來設(shè)置所述去相位 梯度(71-74)的梯度動量和/或所述去相位梯度(71-74)的極化。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述去相位梯度(71-74)與所述 擴(kuò)散梯度(56-59)重疊。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)擴(kuò)散編碼梯度(56-59) 的振幅(Gd)低于預(yù)先確定的振幅閾值時，接通所述去相位梯度。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)擴(kuò)散編碼梯度的振幅 (Gd)來設(shè)置所述去相位梯度的梯度動量(Ma，Mb)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項所述的方法，其特征在于，所述閾值定義一個最小的 去相位梯度動量(Msptjil)，其中，這樣進(jìn)行擴(kuò)散編碼梯度和去相位梯度的梯度動量的設(shè)置，使 得對于拍攝序列的其它相干路徑的每個，由擴(kuò)散編碼梯度和去相位梯度對于相應(yīng)相干路徑 產(chǎn)生的梯度動量至少與最小的去相位梯度動量(Msptjil) —樣大。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少兩個擴(kuò)散編碼梯度之 間的擴(kuò)散模塊(51)包括具有可變持續(xù)時間的暫停，用于獲得對于擴(kuò)散編碼梯度的梯度動 量的選擇的其它自由度。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述拍攝序列包括具有兩個 重聚焦脈沖的雙自旋回波序列。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，作為其它相干路徑出現(xiàn)至少三個自由 感應(yīng)衰減、三個自旋回波和兩個激勵的回波，其中，這樣進(jìn)行擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量的設(shè) 置，使得相應(yīng)于這些相干路徑的磁共振信號分量被減小。
21.一種用于利用如下的拍攝序列(50)擴(kuò)散加權(quán)地拍攝磁共振信號的磁共振設(shè)備，所 述拍攝序列包括具有多個擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的擴(kuò)散模塊(51)和具有用于拍攝磁共振 信號的讀出梯度的讀出模塊(52)，其中所述拍攝序列被配置為用于拍攝相應(yīng)于預(yù)先確定的 信號相干路徑的磁共振信號，該磁共振設(shè)備包括_利用拍攝序列(50)拍攝磁共振信號并且在所述拍攝序列期間以預(yù)先確定的梯度動 量接通擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的拍攝單元(21)，-被構(gòu)造為用于控制所述拍攝單元(21)的控制單元(18)，其中，所述控制單元(18)這 樣設(shè)置擴(kuò)散編碼梯度的梯度動量，使得相應(yīng)于與預(yù)先確定的相干路徑不同的相干路徑的磁 共振信號被減小，其中，基于閾值進(jìn)行梯度動量的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的減小。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁共振設(shè)備，其中，所述磁共振設(shè)備被構(gòu)造為執(zhí)行權(quán)利要 求1-20中任一項所述方法。
23.一種具有計算機(jī)程序的計算機(jī)程序產(chǎn)品，其在計算機(jī)系統(tǒng)中被執(zhí)行時，執(zhí)行權(quán)利要 求1-20中任一項所述方法。
24. 一種其上存儲了電子可讀的控制信息的電子可讀的數(shù)據(jù)載體，這樣構(gòu)造所述控制 信息，使得在計算機(jī)系統(tǒng)中使用該數(shù)據(jù)載體時，所述控制信息執(zhí)行權(quán)利要求1-20中任一項 所述方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于利用拍攝序列(50)擴(kuò)散加權(quán)地拍攝磁共振信號的方法，該拍攝序列包括具有多個擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的擴(kuò)散模塊(51)和具有用于拍攝磁共振信號的讀出梯度(60)的讀出模塊(52)，其中，所述拍攝序列被配置為用于拍攝相應(yīng)于預(yù)先確定的信號相干路徑的磁共振信號，其中所述方法包括利用拍攝序列(50)拍攝磁共振信號，其中，在拍攝序列(50)期間以預(yù)先確定的梯度動量(M0-M3)接通擴(kuò)散編碼梯度(56-59)。在此，這樣設(shè)置所述擴(kuò)散編碼梯度(56-59)的梯度動量(M0-M3)，使得相應(yīng)于與預(yù)先確定的相干路徑不同的相干路徑的磁共振信號被減小，其中，基于閾值進(jìn)行梯度動量(M0-M3)的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)預(yù)先確定的減小。
文檔編號A61B5/055GK101879063SQ20101016993
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者索斯滕·費(fèi)韋爾 申請人:西門子公司