专利名称：磁共振成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于使体液成像的MRI (磁共振成像)设备。
背景技术：
作为一种用于成像动脉血液的方法，迄今已知一种方法，其注意 到动脉血液的Tl值和诸如肌肉的背景组织的Tl值彼此不同(参考专 利文件1 )。美国专利No. 5842989的说明书
在专利文件1中，纵向磁化通过每个反转脉冲被反转，并且当抑 制信号强度分别所需的背景组织的纵向磁化分量已经达到零点时，采 集关于动脉血液的数据。然而，背景组织包括，例如，脂肪、肾脏、 肝脏、肌肉和肠内物质(食物、水分、脂肪、消化液、粪便等)，并 且纵向磁化分量达到零点所需的时间间隔根据背景组织的类型而有所 区别。因而，专利文件1的方法包括一种情况，在该情况中限制在信 号强度方面可以被抑制的背景组织，并且不能获得高质量的血流图像。
发明内容
需要解决前述的问题。
本发明是一种MRI设备，其以如下方式使对象成像，即流入对象 的成像区域中的体液与成像区域中存在的多个背景组织相比被强调， 该设备包括用于向对象发射RF脉冲的发射线團；用于向对象施加梯 度脉冲的梯度线團；用于以如下方式控制发射线團和梯度线圏的第一 线圈控制装置，即执行用于使背景组织的纵向磁化分量的值与体液的 纵向磁化分量的值不同的第一脉冲序列；用于以如下方式控制发射线 圏和梯度线圏的第二线圏控制装置，即在执行第一脉冲序列之后执行 用于多次反转体液和背景组织的纵向磁化分量的第二脉冲序列；以及 用于以如下方式控制发射线圈和梯度线圏的第三线圏控制装置，即在 执行第二脉冲序列之后执行用于采集体液的每个MR信号的第三脉冲序 列，其中笫三线圏控制装置以如下方式控制发射线圏，即从发射线團 发射激励脉冲，同时流过成像区域的体液的纵向磁化分量的绝对值大 于背景组织的纵向磁化分量中的每一个的绝对值。在本发明中，笫一线團控制装置执行第一脉冲序列，由此使多个 背景組织的纵向磁化分量的值与体液的纵向磁化分量的值不同。之后， 第二线圏控制装置执行第二脉冲序列，由此多次反转体液和背景组织
的纵向磁化分量。利用第二脉冲序列的执行，即使背景组织的T1值是 不同的值，也可以使背景组织的纵向磁化分量基本上同时达到零点。
利用笫一脉冲序列的执行，背景组织的纵向磁化分量的值变成与 体液的纵向磁化分量的值不同的值。因而，虽然背景组织的纵向磁化 分量在执行第二脉冲序列的给定的时间变为接近零点的值，但是可以 设置体液的纵向磁化分量为与零点充分分离的值。因而可以采集与背 景组织相比更强调体液的图像。
附带地，每个背景组织是指示不作为成像目标的组织的概念。
根据如在随附附图中所示的对本发明优选实施例的下列描述，本
发明的其他目的和优点将是显而易见的。 图1是MRI设备1的结构图。 图2是示意性示出对象10的视野FOV的图。
图3是用于描述用于成像动脉血液AR的脉冲序列并且执行对脉冲 序列的定时的一个实例的图。
图4是用于描述被提供用于发射两个非选择性反转脉冲IR1和IR2 的图。
图5是控制器10的功能结构图的一个实例。
图6是示出MRI设备1的处理流程的图。
图7示出图4中所示的RF脉冲以及两条纵向磁化恢复曲线。
图8示出视野FOV中包含的体液和静态组织的Tl值的一般值。
图9是示出通过关于在时间t3时的纵向磁化分量Mz的值如何根 据背景组织的Tl值改变的模拟的计算结果的图。
图IO是示出通过关于在时间t3时的纵向磁化分量Mz的值如何根 据背景组织的Tl值改变的模拟的计算结果的图。
图ll是示出通过关于在时间t3时的纵向磁化分量Mz的值如何根 据背景组织的Tl值改变的模拟的计算结果的图。
具体实施例方式
下面将参考随附附图详细说明用于实施本发明的最优模式。附带地，本发明不局限于用于实施本发明的最优模式。
图1是MRI设备1的结构图。MRI设备1是用于实施本发明的最优
模式的一个实例。
MRI设备1具有磁体组件2。磁体组件2具有孔3,用于将对象13 插入其中。磁体组件2包括静磁场发生装置4、梯度线圏5和发射线圏 6。
静磁场发生装置4在孔3中产生预定静磁场。梯度线圏5在孔3 中产生梯度磁场。发射线圏6将RF脉冲发射到孔3中。 MRI设备1具有波紋管7和心跳传感器8。
波紋管7检测对象13的呼吸，并且将呼吸信号7a发射至控制器 10。心跳传感器8检测对象13的心跳，并且将心电信号8a发射至控 制器IO。
控制器10基于呼吸信号7a和心电信号8a来计算对象13的呼吸 状态及其心跳状态，并且基于计算的结果产生用于驱动梯度线團5的 梯度线圏驱动信号5a以及用于驱动发射线團6的发射线團驱动信号 6a。梯度线圈5基于梯度线圈驱动信号5a向对象13施加梯度脉冲。 发射线圏6基于发射线團驱动信号6a向对象13发射发射脉冲。
MRI设备1还具有接收线圏9。接收线圏9接收来自对象13的MR 信号9a。将接收到的MR信号9a提供至控制器10。
控制器IO基于从接收线圏9发送的MR信号重建图像，并且产生 图像信号lla。显示单元11显示对应于图像信号lla的图像。
图2是示意性示出对象13的视野的图。
在图2中示出了连接至对象13的心脏14的动脉15和静脉16,动 脉血液AR从上游区域UP经由视野F0V流向下游区域DW。静脉血液VE 与动脉血液AR相反地从下游区域DW经由视野F0V流向上游区域UP。 本实施例将说明一种情况，在该情况中，采用包含肾脏17的区域作为 视野F0V，并且采集流过视野F0V的动脉血液AR的MR图像。
附带地，除了作为成像目标的动脉血液AR之外，视野F0V包含不 作为成像目标的多个背景组织(诸如肾脏17、肌肉、脂肪)等，由于 认为在本实施例中提取动脉血液AR，所以难以在视觉上识别动脉血液 AR的血流状态，其中与动脉血液AR —同提取了不作为成像目标的背景 组织。因而有必要尽可能避免提取这种背景组织。如有可能的话，也有必要减少由于对象13的身体运动造成的伪影。因此，在本实施例中， 利用随后的定时来执行脉冲序列，其中使动脉血液AR成像。
图3是用于描述用于成像动脉血液AR的脉冲序列并且其中应当执
行对脉冲序列的定时的一个实例的图。
图3 (a)是示出对象13的呼吸波形Wresp的图，图3 (b)是示 出对象的心电波形或心电图ECG的图，而图3 (c)是用于成像动脉血 液AR的脉冲序列PS。
对象13的呼吸周期或循环包括基于对象13的呼吸的身体运动大 的周期Tlarge和身体运动小的周期Tsmall (参考图3(a))。在本 实施例中，基于对象13的呼吸，在身体运动小的周期Tsmall期间执 行脉冲序列PS，以减少由于对象13的呼吸造成的身体运动伪影。
在图3 (c)的脉冲序列PS中示出了三个脉冲序列21、 22和23。
脉冲序列21是用于使多个背景组织的纵向磁化分量的值与动脉血 液AR的纵向磁化分量的值不同的脉冲序列。在例如日本未审专利公开 No. 2007-190362中已经描述了说明用于执行这种纵向磁化调整的脉冲 序列21的数个实例。日本未审专利^^开No. 2007-190362中所述的多 个纵向磁化调整脉冲序列之一在图3(c)中被示为纵向磁化调整脉冲 序列21。脉冲序列21具有四种类型的RF脉冲(45° RF脉冲P45x一l， 180° RF脉冲P180xy， -180。 RF脉冲P-180xy以及45。 RF脉沖 P45x_2)、速度编码梯度脉冲Gvenc和抑制脉冲Gkill。四种类型的 RF脉冲是用于使多个背景组织(诸如肾脏17、肌肉和脂肪)的纵向磁 化分量的绝对值小于动脉血液AR的磁化分量的绝对值的纵向磁化调整 RF脉冲。由于已经在日本未审专利公开No. 2007-190362中描述了这些 脉冲的细节，在此将省略对它们的详细iJL明。
优选地在心脏收缩周期Tsy期间执行纵向磁化调整脉冲序列21 (参考图3 (b))。通过在心脏收缩周期Tsy期间执行纵向磁化调整 脉冲序列21，相对于每个静态组织的纵向磁化分量，可以更强调动脉 血液AR的纵向磁化分量。在执行纵向磁化调整脉沖序列21之后，执 行纵向磁化反转脉冲序列22。
纵向磁化反转脉冲序列22是用于多次反转动脉血液AR和背景组 织的纵向磁化分量的脉沖序列。虽然在本实施例中纵向磁化反转脉沖 序列22具有两个非选择性反转脉冲IR1和IR2，可以使用选择性反转脉冲代替非选择性反转脉冲。纵向磁化反转脉冲序列22可以使用三个 或更多个非选择性反转脉冲和/或选择性反转脉冲。在执行纵向磁化反 转脉冲序列22之后，执行用于数据采集的脉冲序列23。
在本实施例中，数据采集脉沖序列23是基于SSFP(稳态自由进动 (Steady-state free precession))方法的脉冲序列。数据采集脉 冲序列23具有斜升(ramp-up ) RF脉冲Pramp。在斜升RF脉冲Pramp 之后，提供用于采集来自对象13的数据的激励脉冲Pda。优选地在心 脏舒张周期Tdi期间执行数据采集脉冲序列23 (参考图3(b))。在 心脏舒张周期Tdi期间执行数据采集脉冲序列23使得能够减少流空效 应(FLOW VOID)。
下面将描述纵向磁化反转脉冲序列22的两个非选择性反转RF脉 冲IR1和IR2以何种定时被发射。
图4是用于描述被提供用于发射两个非选择性反转RF脉冲IR1和 IR2的图。
虽然在日本未审专利公开No. 2007 - 190362中所述的纵向磁化调 整脉冲序列21中可以充分强调在纵向SI(参考图2)上流动的体液(动 脉血液AR等)的纵向磁化分量，但是在横向RL和垂直方向AP (参考 图2)上流动的体液不能得到充分地强调。因而，在纵向磁化调整脉冲 序列21和数据采集脉冲序列23之间提供预定反转时间TItotal,以充 分地散布体液，该体液的纵向磁化分量已经相对于纵向SI、甚至在横 向RL和垂直方向AP上被强调(参考图2 )。
在反转时间TItotal期间发射多个非选择性RF反转脉沖。在本实 施例中，发射两个非选择性RF反转脉沖IR1和IR2。当从纵向磁化调 整脉冲序列21的45。 RF脉冲P45x-2起已经过去第一等待时间Twl时， 发射非选择性RF反转脉冲IR1。当从非选择性RF反转脉冲IRl起已经 过去第二等待时间Tw2时，发射非选择性RF反转脉冲IR2。
当从非选择性RF反转脉冲IR2起已经过去第三等待时间Tw2时， 发射数据采集脉冲序列23的第一激励脉冲Pda。
在图4中，分别地，45° RF反转脉冲P45x-2和相应的激励脉冲 Pda之间的反转时间以TItotal表示，非选择性RF反转脉冲IR1和激 励脉冲Pda之间的反转时间以TIa表示，而非选择性RF反转脉冲IR2 和激励脉冲Pda之间的反转时间以TIb表示。因而，可以使用反转时
8间TItotal、 TIa和TIb如下表示等待时间Twl、 Tw2和Tw3: Twl-TItotal-TIa …(1)
Tw2-TIa-TIb …(2)
Tw3-TIb …(3)
在本实施例中，设置第一、第二和第三等待时间Twl、 Tw2和Tw3 以便满足关于反转时间TItotal的下列关系式 Twl/TItotal = 0.35 …(4 )
Tw2/TItotal = 0. 5 …(5 )
Tw3/TItotal = 0. 15 …(6)为了执行图3中所示的脉冲序列21、 22和23，如下所示 配置控制器10。
图5是控制器IO的功能结构图的一个实例。
控制器10具有呼吸信号分析单元101、心电信号分析单元102、 第一线圏控制单元103、第二线團控制单元104、第三线圈控制单元105 和图像重建单元106。
呼吸信号分析单元101根据呼吸信号7a计算由于对象13的呼吸 造成的身体运动大的周期Tlarge以及由于对象13的呼吸而引起的身 体运动小的周期Tsmall'
心电信号分析单元102根据心电信号8a计算对象13的心脏收缩 周期Tsy和对象13的心脏舒张周期Tdi。
笫一线圏控制单元103以如下方式控制发射线圏6和梯度线围5， 即在由于呼吸造成的身体运动小的周期Tsmall和心脏收缩周期Tsy (参考图3)期间执行纵向磁化调整脉冲序列21。
第二线圏控制单元104以如下方式控制发射线围6和梯度线圈5, 即在执行纵向磁化调整脉冲序列21之后，在执行数据采集脉冲序列23 之前实施纵向磁化反转脉冲序列22。第二线圏控制单元104以如下方 式控制发射线圏6和梯度线围5，即在由于呼吸造成的身体运动小的周 期Tsmall期间执行纵向磁化反转脉冲序列22。
第三线團控制单元105以如下方式控制发射线圏6和梯度线團5， 即在执行纵向磁化反转脉冲序列22之后执行数据采集脉沖序列23。笫 三线围控制单元105还以如下方式控制发射线圈6和梯度线圏5，即在 由于呼吸造成的身体运动小的周期Tsmall和心脏舒张周期Tdi期间执行数据采集脉冲序列23,此外，笫三线围控制单元105以如下方式控 制发射线圏6，即在流过视野F0V的动脉血液AR的磁化分量Mz大于多 个背景组织(诸如肾脏17、肌肉、脂肪)的磁化分量Mz的周期期间， 从发射线團6发射多个激励脉冲Pda。
图像重建单元lla基于MR信号9a重建图像，并且产生图像信号
lla。
下面将描述MRI设备1执行何种处理。 图6是示出MRI设备1的处理流程的图.
在步骤Sll，呼吸信号分析单元101首先计算身体运动大的周期 Tlarge和身体运动小的周期Tsmall。心电信号分析单元102计算心脏 收缩周期Tsy和心脏舒张周期Tdi。根据上面提及的计算的结果，确定 被提供用于执行脉冲序列21、22和23(参考图3)的定时。在步骤S11， 处理流程行进至步骤S12。
在步骤S12,第一线圏控制单元103执行纵向磁化调整脉冲序列 21 (参考图3(c))。
在步骤S13，由第二线圈控制单元104从45。 RF脉冲P45x-2(参 考图3 (c))被发射的时间起提供第一等待时间Twl。
在步骤S14，第二线團控制单元104在已经过去第一等待时间Twl 时发射非选择性RF反转脉冲IR1。
在步骤S15,由第二线團控制单元104从非选择性RF反转脉冲IR1 被发射的时间起提供第二等待时间Tw2。
在步骤S16，第二线圏控制单元104在已经过去第二等待时间Tw2 时发射非选择性RF反转脉冲IR2。
在步骤S17,第三线圏控制单元105执行数据采集脉冲序列23， 以执行动脉血液AR的数据采集。
在步骤S18，进一步确定是否应当继续数据采集。当继续数据采集 时，处理流程返回到步骤Sll。当在步骤S18确定不继续数据采集时， 终止循环。
在本实施例中，根据图6的流程的动脉血液AR的成像使得与以低 速度在对象13中流动的体液(例如，静脉血液VE)和静态组织(例如， 肌肉和脂肪)相比，可以充分强调地绘制或创建以高速度在对象13中 流动的体液(例如，动脉血液AR)。下面将参考图7说明该理由。图7示出图4中所示的RF脉冲和两个纵向磁化恢复曲线。
图7 (a)示出图4的RF脉冲，图7 (b)示出在执行关于纵向磁
化分量如何改变的模拟之时四个纵向磁化恢复曲线Cl至C4，其中将图
7 (a)的RR脉冲发射至彼此具有不同Tl值的组织。
纵向磁化恢复曲线Cl至C3是三个静态组织ST1、 ST2和ST3的纵
向磁化恢复曲线。纵向磁化恢复曲线C4是以预定速度在对象中流动的
体液BF的纵向磁化曲线。
模拟条件(Sl)至(S4)如下
(51) 通过执行纵向磁化调整脉冲序列21，在时间t0，静态组织 ST1、 ST2和ST3在纵向磁化分量Mz上变为零。
(52) 通过执行纵向磁化调整脉冲序列21，在时间t0，体液BF 在纵向磁化分量Mz上变为Mz = 1。
(53) 采用下列值作为静态组织ST1、 ST2和ST3以及体液BF的 Tl值。
静态组织ST1的Tl值=100ms 静态组织ST2的Tl值=200ms 静态组织ST3的Tl值=400ms 体液BF的Tl值=1000ms
(54) 反转时间TItotal = 300ms。相应地，如下从等式(4)至(6) 给出笫一、第二和第三等待时间Twl、 Tw2和Tw3:
Twl=105ms Tw2=150ms Tw3 = 45ms
下面将说明纵向磁化恢复曲线Cl至C4。 (1)关于纵向磁化恢复曲线C1、 C2和C3:
在时间t0，静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz为Mz = 0 (参考模拟条件(Sl))。
在时间t0过去之后，静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量 Mz通过纵向驰豫逐渐从Mz: O增加至Mz: 1。
当从时间tO起已经过去第一等待时间Twl (时间tl)时，静态组 织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别被恢复至Mll、 M12和M13。 由于静态组织ST1、 ST2和ST3的Tl值分别是100ms、 200ms和400ms，因此Mll、 M12和M13满足下列关系式。 M11>M12>M13 …(7 )
当静态组织ST1、ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别被恢复至Mll、 M12和M13时(时间tl)，发射非选择性反转RF脉冲IR1。因而，静 态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别被反转为-Mll、 -M12 和-M13。
在时间tl，在时间tl时已经被反转为负值的静态组织ST1、 ST2 和ST3的纵向磁化分量Mz从时间tl起再次在纵向驰豫方面被增加。 当从时间tl起已经过去第二等待时间Tw2时(时间t2)，静态组织 ST1、 ST2、 ST3的纵向磁化分量Mz被恢复至它们相应的M21、 M22和 M23。 M21、 M22和M23满足下列关系式。
M21>M22>M23>0 …(8 )
因而，在时间t2，静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz 中的任何一个被恢复至位置值。
当静态組织ST1、ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别被恢复到M21、 M22和M23时(时间t2)，发射非选择性反转RF脉冲IR2。因此，静 态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别被反转为-M21、 -M22 和-M23。
在时间t2已经被反转为负值的静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向 磁化分量Mz再次在纵向驰豫方面被增加.当从时间t2起已经过去笫 三等待时间Tw3时(时间t3),静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化 分量Mz分别被恢复至M31、 M32和M33。 M31、 M32和M33满足下列关 系式。
-O. 1<M31， M32， M33<0. 1 …(9)
因此，在数据采集开始时间t3时，静态组织ST1、 ST2和ST3的 纵向磁化分量Mz分别变成充分接近零的值。 (2)关于纵向磁化恢复曲线C4:
在时间t0,体液BF的纵向磁化分量Mz为Mz = 1 (参考模拟条件 (S2))。因而，体液BF的纵向磁化分量Mz保持为Mz-l，直到发射 非选择性反转RF脉冲IR1。
当已经过去第一等待时间Twl时(时间tl)，发射非选择性反转 RF脉冲IR1。因而，体液BF的纵向磁化分量Mz被反转为Mz= - 1。已经被反转为负值的体液BF的纵向磁化分壹Mz在时间tl在纵向 驰豫方面被增加。在时间t2，使体液BF的纵向磁化分量Mz为-MBF。 由于体液BF的Tl值是1000ms (参考模拟条件(S3))，充分长于第 二等待时间Tw2-150ms (参考模拟条件(S4))。因而，即使已经过 去第二等待时间Tw2，可以以下列等式表示体液BF的纵向磁化分量Mz =-MBF:—MBF三一1 …(10 )由于在时间t2发射非选择性反转RF脉沖IR2，体液BF的纵向磁 化分量Mz从-MBF被反转为+MBF,由于-MBF具有充分接近"-1" 的值(参考等式(10))，可以以下列等式表示MBF:十MBF三+1 …(11 )已经在时间t2被反转为正值的体液BF的纵向磁化分量Mz再次在 纵向驰豫方面被增加。由于MBF在时间t2具有充分接近"1"的值， 所以当从时间t2起已经过去第三等待时间Tw3时(时间t3)，使体液 BF的纵向磁化分量Mz充分接近"1"。因此，在数据采集开始时间t3, 体液BF的纵向磁化分量Mz为Mzs 1 。虽然如上所述在数据采集开始时间t3，体液BF的纵向磁化分量 Mz为Mzsl，但静态组织ST1、 ST2和ST3的纵向磁化分量Mz分别为 Mz50。因而应当理解，通过采集数据在数据采集开始时间t3强调体 液BF,并且获得已经抑制静态组织ST1、 ST2和ST3的MR图像。在上 面的描述中，静态组织ST1、 ST2和ST3的Tl值分别是100ms、 200ms 和400ms。然而，通常即使在静态组织具有小于100ms的Tl值以及静 态组织具有大于400ms的Tl值的情况下，也可以使在数据采集开始时 间t3的纵向磁化分量Mz接近零。如果即使在体液在对象中流动的情 况下采用以充分低的速度在对象中流动的体液，那么在时间to时的纵 向磁化分量Mz变为接近零的值。因而可以使在数据采集开始时间t3 时的纵向磁化分量Mz接近零。因而，虽然通过在数据采集开始时间t3开始数据采集来强调以高 速度流过对象13的体液，但是可以获得每个静态组织和以充分低的速 度在对象中流动的体液的MR图像。在本实施例中，认为下列值是包含 在对象的视野FOV (参考图2)中的体液和每个静态组织的Tl值。图8示出包含在视野FOV中的体液和静态组织的Tl值的一般值。除了需要被强调和创建的动脉血液AR之外，视野F0V还包含不需 要被绘制或创建的背景组织(诸如脂肪、肾脏14、肝脏、肌肉、肠内 物质等)。背景组织中Tl值最小的是肠内物质，而其中T1值最大的 是水分。根据本实施例，虽然背景组织的Tl值这样宽地分布，但是可 以在数据采集开始时间t3使这些背景组织的纵向磁化分量Mz尽可能 接近零，并且可以获得强调动脉血液AR的MR图像。附带地，在本实施例中，在等待时间Tw2和反转时间TItotal之 间存在等式(5)的关系式，即Tw2/TItotal = 0. 5的关系式。因而， 等待时间Tw2等于反转时间TItotal的一半。当建立了 Tw2/TItotal =0.5的关系式时，即使背景组织的Tl值在宽范围上改变(例如，范 围从0ms至2000迈s)，也可以在数据采集开始时间t3使多个背景组织 的纵向磁化分量接近零点。因而，优选地以如下方式设置等待时间Tw2 和反转时间TItotal，即建立Tw2/TItotal = 0. 5的关系式。如果在时 间t3时可以使动脉血液AR的纵向磁化分量充分大于背景组织的纵向 磁化分量，那么不总是必须采用Tw2/TItotal = 0. 5。 Tw2/TItotal的 值可以大于或小于0，5。然而，由于难以使T1值大的每个背景组织的 纵向磁化分量都接近零点，其中Tw2/TItotal的值过度地小于或大于 0. 5，所以优选地设置Tw2/TItotal的值为接近0. 5的值。当如在本实施例中设置Tw2/TItotal的值为0,5时，理想的是 Tw3/TItotal满足下列等式0. 15 = <Tw3/TItotal<0. 25 ... ( 12 )在本实施例中，设置Tw3/TItotal等于0. 15，以便满足等式(12 ) (参考等式(6))。设置第三等待时间TwS以便满足等式(l2)，使 得即使背景组织(诸如肾脏17、肌肉、脂肪)的T1值大大地改变也可 以在时间t3使多个背景组织的纵向磁化分量接近零点。下面将参考图 9至ll说明该理由。图9至11分别是示出通过关于在数据采集开始时间t3时的纵向 磁化分量Mz的值如何根据背景组织的Tl值改变的模拟的计算结果的 图.每幅图的水平轴指示每个背景组织的Tl值，并且其垂直轴指示在 数据采集开始时间t3时背景组织的纵向磁化分量Mz。在该图的水平轴 中典型地示出脂肪、肾脏和肌肉的Tl值作为背景组织的Tl值。分别14由五条曲线Ml至M5表示模拟结果。曲线Ml至M5分别指示模拟结果， 其中设置Tw3/TItotal的值为0.35、 0.30、 0,25、 0. 20和0. 15。附 带地，分别地，图9是TItotal = 100ms，图10是TItotal = 300ms， 而图11是TItotal = 500ms。应当理解，参考图9，不考虑Tw3/TItotal的值，脂肪、肾脏和肌 肉的纵向磁化分量Mz落入-0. l<Mz<0. 1的范围中，并且充分接近零 点。参考图10，如果Tw3/TItotal-0. 15、 0.20、 0. 25或0. 30，那么 在数据采集时间t3时脂肪、肾脏和肌肉的纵向磁化分量Mz落入-0. l<Mz<0. 1的范围中。最后，纵向磁化分量Mz充分接近零点。进一步 参考图11，如果Tw3/TItotal-0, 15、 0. 20或0.25，那么在数据采集 时间t3时脂肪、肾脏和肌肉的纵向磁化分量Mz落入-0. l<Mz<0. 1的 范围中。最后，纵向磁化分量Mz充分接近零点。因而从图9至11中应当理解，如果Tw3/TI total - 0. 15、 0. 20或 0.25，那么不考虑TItotal的值，在数据采集时间t3时脂肪、肾脏和 肌肉的纵向磁化分量Mz充分接近零点。根据上述考虑，Tw3/TItotal 优选地在0. 15至0. 25的范围中。附带地，如果在数据采集开始时间 t3时可以使动脉血液AR的纵向磁化分量充分大于每个背景组织的纵 向磁化分量，那么不总是必须将Tw3/TItotal包含在0. 15至0. 25的 范围中。虽然在本实施例中已经使用图3中所示的脉冲序列作为纵向磁化 调整脉冲序列21，但如果可以根据每个组织的流速调整纵向磁化分量 的大小，那么可以使用其它脉冲序列。虽然在本实施例中纵向磁化反转脉冲序列22具有两个RF反转脉 冲IR1和IR2，但其可以包括三个或更多个RF反转脉冲。然而，存在 一种担心，即当RF反转脉冲的数量为奇数时，执行数据采集，同时将 作为成像目标的动脉血液AR的纵向磁化分量Mz以纵向磁化的形式从 负值恢复至零点，以便动脉血液AR的MR信号的强度变小。因而，如 果需要增加动脉血液AR的MR信号的强度，那么RF反转脉冲的数量可 以优选地是偶数。附带地，如果可以充分地创建动脉血液AR，那么RF反转脉冲的数量可以是奇数。虽然在本实施例中纵向磁化反转脉冲序列22具有两个非选择性反 转脉冲IR1和IR2，但可以使用选择性反转脉冲代替非选择性反转脉冲.纵向磁化反转脉冲序列22可以使用三个或更多个非选择性反转脉冲和/或选择性反转脉冲。虽然数据采集脉冲序列23是使用SSFP方法的脉冲序列，但可以 使用另一脉冲序列(例如，使用FSE方法的脉冲序列)。在本实施例中，已经创建或绘制了动脉血液AR。然而，还可以创 建或绘制静脉血液VE和脑液，并且通过使用本发明抑制动脉血液AR。在本实施例中，基于呼吸信号7a和心电信号8a来计算被提供用 于执行脉冲序列21、 22和23 (参考图3)的定时。然而，可以仅使用 呼吸信号7a和心电信号8a之一来计算被提供用于执行脉沖序列21、 22和23的定时。还可以在不使用呼吸信号7a和心电信号8a的情况下 执行脉冲序列21、 22和23。虽然在本实施例中已经设置TItotal为300ms,但是可以采用其它值.在本实施例中，在数据采集开始时间t3,已经设置动脉血液AR的 纵向磁化分量Mz为Mzsl，并且已经设置每个背景组织的纵向磁化分量 Mz为MzsO。然而，如果可以强调地创建动脉血液AR，那么还可以例 如设置动脉血液AR的纵向磁化分量Mz为MzE-1，并且设置每个背景 组织的纵向磁化分量Mz为Mz三O。可以配置本发明的许多广泛不同的实施例，而不脱离本发明的精 神和范围。应当理解，本发明不限于说明书中所述的特定实施例，除 非如随附权利要求中所定义的。附图清单 图110:控制器 11:显示单元图3RF PULSE: RF脉冲 GRADIENT PULSE:梯度脉冲图5101:呼吸信号分析单元 102:心电信号分析单元 103:第一线團控制单元 104:第二线圏控制单元 105:第三线圏控制单元 106:图像重建单元图6START:开始Sll:计算Tlarge、 Tsmall、 Tsy和Tdi S12:执行纵向磁化调整脉冲序列 SI3:提供第一等待时间(Twl) S14:发射第一非选择性RF反转脉冲 S15:提供笫二等待时间(Tw2) S16:发射第二非选择性RF反转脉冲 S17:采集数据 S18:继续数据采集 END:结束图7CI:静态組织 C2:静态组织C3:静态组织 C4:体液图8TISSUE:组织 Tl VALUE: Tl值 ARTERY BLOOD:动脉血液 MOISTURE:水分 MUSCLE:肌肉 KIDNEY:肾脏 LIVER:肝脏 FAT:脂肪INTESTINAL SUBSTANCE:肠内物质 图9LONGITUDINAL MAGNETIZATION COMPONENT Mz AT DATA ACQUISITION START TIME t3:在数据采集开始时间t3时的纵向磁化分量Mz FAT, KIDNEY, MUSCLE:脂肪、肾脏、肌肉 Tl OF BACKGROUND TISSUE:背景组织的Tl图10LONGITUDINAL MAGNETIZATION COMPONENT Mz AT DATA ACQUISITION START TIME t3:在数据采集开始时间t3时的纵向磁化分量Mz FAT, KIDNEY, MUSCLE:脂肪、肾脏、肌肉 Tl OF BACKGROUND TISSUE:背景组织的Tl图11LONGITUDINAL MAGNETIZATION COMPONENT Mz AT DATA ACQUISITION START TIME t3:在数据采集开始时间t3时的纵向磁化分量Mz FAT， KIDNEY, MUSCLE:脂肪、肾脏、肌肉 Tl OF BACKGROUND TISSUE:背景组织的Tl 。
权利要求
1、一种MRI设备，其以如下方式使对象成像，即流入对象的成像区域中的体液与成像区域中存在的多个背景组织相比被强调，该设备包括用于向对象发射RF脉冲的发射线圈；用于向对象施加梯度脉冲的梯度线圈；用于以如下方式控制发射线圈和梯度线圈的第一线圈控制装置，即执行用于使背景组织的纵向磁化分量的值与体液的纵向磁化分量的值不同的第一脉冲序列；用于以如下方式控制发射线圈和梯度线圈的第二线圈控制装置，即在执行第一脉冲序列之后执行用于多次反转体液和背景组织的纵向磁化分量的第二脉冲序列；以及用于以如下方式控制发射线圈和梯度线圈的第三线圈控制装置，即在执行第二脉冲序列之后执行用于采集体液的每个MR信号的第三脉冲序列，其中第三线圈控制装置以如下方式控制发射线圈，即从发射线圈发射激励脉冲，同时流过成像区域的体液的纵向磁化分量的绝对值大于背景组织的纵向磁化分量中的每一个的绝对值。
2、 根据权利要求1所述的MRI设备，其中第二线圏控制装置以如 下方式控制发射线團，即从发射线圏发射用于多次反转流过成像区域 的体液和背景组织的纵向磁化分量的多个反转脉冲。
3、 根据权利要求2所述的MRI设备，其中第二线圏控制装置以如 下方式控制发射线圏，即从发射线圈发射用于偶数次反转体液和背景 组织的纵向磁化分量的偶数个反转脉冲。
4、 根据权利要求3所述的MRI设备，其中第二线圏控制装置以如 下方式控制发射线圈，即从发射线團发射用于两次反转体液和背景组 织的纵向磁化分量的两个反转脉冲。
5、 根据权利要求4所述的MRI设备，其中两个反转脉冲中的第一反转脉冲是用于将体液和背景组织的 纵向磁化分量从正值反转为负值的反转脉冲，其中两个反转脉沖中的第二反转脉沖是用于在已经分别被反转为 负值的体液和背景组织的纵向磁化分量通过纵向驰豫而已经被恢复成大于零的值之后将体液和背景组织的纵向磁化分量再次反转为负值的 反转脉冲。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的MRI设备，还包括心跳传 感器，用于检测对象的心跳并且输出心电信号。
7、 根据权利要求6所述的MRI设备，还包括心电信号分析装置， 用于分析心电信号，并且确定对象的心脏收缩周期和对象的心脏舒张 周期。
8、 根据权利要求2至7中任一项所述的MRI设备，其中反转脉冲 是非选择性RF反转脉冲。
9、 根据权利要求1至8中任一项所述的MRI设备，还包括用于检测对象的呼吸并且输出呼吸信号的呼吸检测装置。
10、 根据权利要求1至9中任一项所述的MRI设备，其中体液是动脉血液，并且其中背景组织是脂肪、肾脏、肝脏、肌肉、肠内物质和静脉血液 中的至少两个。
全文摘要
一种MRI设备，通过体液与多个背景组织相比被强调来使对象成像，即，该设备包括用于通过执行用于使背景组织与体液的纵向磁化分量的值不同的第一脉冲序列来控制发射线圈和梯度线圈的第一线圈控制装置；用于通过在执行第一脉冲序列之后执行用于多次反转体液和背景组织的纵向磁化分量的第二脉冲序列来控制发射线圈和梯度线圈的第二线圈控制装置；以及用于通过在执行第二脉冲序列之后执行用于采集体液的每个MR信号的第三脉冲序列来控制发射线圈和梯度线圈的第三线圈控制装置。第三线圈控制装置以如下方式控制发射线圈，即从发射线圈发射激励脉冲，同时流过成像区域的体液的纵向磁化分量的绝对值大于背景组织的每个纵向磁化分量的绝对值。
文档编号A61B5/0265GK101564297SQ200910132168
公开日2009年10月28日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者三好光晴 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司