用于采集磁共振数据的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于采集磁共振数据的方法、以及一种磁共振系统和一种电子可读数据储存介质。
【背景技术】
[0002]磁共振(MR)是一种已知的治疗模式，通过该模式，可以生成检查主体的内部的图像。简单地说，为了这个目的，在磁共振装置的开口中，将检查主体放入具有0.2到7特斯拉或更大的场强度的强的、静态的、均匀的基本磁场(也称为B。场)内，以便在主体内的核自旋优先地沿着基本磁场定向。通过表示称为k空间的域(例如，矩阵)的组织方式，将射频(RF)激发脉冲和可能的重聚脉冲发射到检查主体内，以引起磁共振信号，对这些信号进行探测并作为数据值输入到电子存储器。根据k空间数据，重构MR图像，或者确定光谱数据。可将快速切换的(激活的)梯度磁场叠加在基本磁场上，用于磁共振数据(测量数据)的空间编码。所采集的测量数据数字化并且作为复数值储存在k空间矩阵内。例如，通过多维傅立叶变换，相关联的MR图像可以由填充了值的k空间矩阵重构。
[0003]根据已知为脉冲序列的各种方案，在磁共振装置中激活上述的射频脉冲和梯度磁场，通过这些方案，操作数据采集单元。高尖端的自旋回波脉冲序列包括单板三维(3D)迅速或快速自旋回波(在后文中称为3D-TSE/FSE)脉冲序列，这些脉冲序列也称为SPACE (不同翻转角进动的最佳对比的优化采集)。这种类型的脉冲序列允许极多的重聚RF脉冲(例如，300个以上)，并且在回波序列的持续期间，可以使用重聚RF脉冲序列，该脉冲序列表现出具有大部分为固定的翻转角的脉冲，或者表现出分别具有小于180°的不同翻转角的脉冲。在后一种情况下，选择RF脉冲序列的翻转角的值，以便获得不同类型组织的期望信号强度，并且这些翻转角的值称为翻转角进动。因此，3D-TSE/FSE脉冲序列的这个实现方式使用了针对用途的可变翻转角。
[0004]为了在相位编码方向减小视角，而不造成内折干扰(也称为混叠或折叠伪影)，已知的是利用内部体积选择方案来进行“放大的”3D-TSE/FSE成像。由射频脉冲生成的RF场称为B1场，并且由于在传统MR系统内的RF传输系统的技术限制，所以可以应用的最大(峰值)B1场要求对在3D-TSE/FSE脉冲序列内的第一重聚RF脉冲做出让步，该序列用于选择内部体积。具体而言，这个第一重聚RF脉冲需要使用比所希望的更长的RF脉冲持续时间，这形成RF脉冲较低的带宽。因此，传统的放大的3D-TSE/FSE脉冲序列表现出对非共振效应的高度敏感性，例如，化学位移错误配准或者由在MR系统内生成的静态磁场(基本磁场)的不均匀性造成的几何失真。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于，提供一种用于使用内部体积选择方案根据3D-TSE/FSE脉冲序列采集磁共振数据的方法，其中，避免了或者至少减少了上述缺点。本发明的另一个目的在于，提供一种根据这种方法进行操作的磁共振装置以及一种使用编程指令编码的永久性计算机可读数据储存介质，所述指令促使磁共振装置根据这种方法进行操作。
[0006]在上述3D-TSE/FSE脉冲序列中，通常通过发射单个重聚RF脉冲(例如，正弦形状和SLR设计的RF脉冲)，在(平面内)相位编码方向实现内部体积选择。本发明的发明人认识到单个重聚RF脉冲的这种传统配置造成了与传统的3D-TSE/FSE脉冲序列相关联的上述缺点。根据本发明，以这种3D-TSE/FSE脉冲序列，使用一对绝热RF脉冲，代替单个重聚RF脉冲，以便在相位编码方向实现内部体积选择。
[0007]对于给定的有限峰值B1场，绝热RF脉冲允许待实现的高RF脉冲带宽。
[0008]以3D-TSE/FSE脉冲序列使用绝热脉冲对进行的实验表明，与传统上使用的最佳非绝热RF脉冲相比，可以获得至少70%更高的带宽。高RF脉冲带宽减少上述非共振相关的干扰的相应的量。可预期的是如果这种绝热RF脉冲与恒定的磁场梯度一起使用，那么对于给定的峰值B1场，还能够使用可变激发速率的绝热脉冲，以便实现甚至更高的RF脉冲带宽。
[0009]可以使用多对绝热RF脉冲，来沿着两个(对一个)方向实现空间选择。至少两个不同的变体可以实现这个结果。
[0010]在第一变体中，沿着层轴线进行核自旋的选择性激发，并且沿着(平面内)相位编码轴线和读出轴线进行内部体积选择性重聚。这个变体可用于使用非笛卡尔k空间轨迹实现3D-TSE/FSE脉冲序列，例如，径向轨迹或螺旋轨迹。
[0011]在第二实施方式中，进行核自旋的非选择性激发，其中沿着层轴线并且沿着(平面内)相位编码轴线对内部体积进行选择性重聚。这可用于使3D-TSE/FSE脉冲序列与绝热激发(由于技术限制，所以可以是非选择性)相结合。
[0012]根据本发明，一对(或者其他偶数个)绝热RF脉冲在3D-TSE/FSE成像中用于内部体积选择，与传统的层选择和数据采集相结合。如上所述，可以使用多对绝热RF脉冲，在3D-TSE/FSE成像中沿着不止一个轴进行这种选择。
[0013]通过在给定的峰值B1场下，实现更高的脉冲带宽，借助发射绝热RF脉冲，实现减少非共振效应，并且可以减少过采样，以便节省数据采集时间。
【附图说明】
[0014]图1是示意性示出根据本发明构造和操作的一个示例性磁共振系统的方框图；
[0015]图2示意性示出在本发明的所有实施方式中用于读出磁共振数据的读出模块；
[0016]图3示意性示出根据本发明的3D-TSE/FSE脉冲序列，具有至少一对绝热RF脉冲用于内部体积选择；
[0017]图4是本发明的第一实施方式的脉冲图用于沿着两个方向实现内部体积的空间选择；
[0018]图5是本发明的第二实施方式的脉冲图用于沿着两个方向实现内部体积的空间选择；
[0019]图6示意性示出具有扰相梯度的在图3中显示的3D-TSE/FSE脉冲序列的一个实施方式的变化。
【具体实施方式】
[0020]图1示出了磁共振系统5(磁共振成像或磁共振断层成像装置)的示意图。基本磁场1生成暂时恒定的强磁场，用于在检查主体U(例如，要检测的人体的部位)的选择区域0内核自旋的偏振或排列。主体U躺在工作台23上，并且在磁共振系统5中检查。在引入待检查人体部位的典型(但并非必须的)球面测量体积Μ内，限定磁共振测量所需要的基本磁场的高均匀度。由铁磁材料制成的垫板在合适的点处连接，以帮助满足对均匀性的要求，并且尤其消除暂时不变的影响。由匀场线圈放大器26操作的匀场线圈2消除了暂时可变的影响。
[0021]在基本磁场1内使用由三个子绕组构成的圆柱形梯度线圈系统3。由放大器给每个子绕组供应电流，以在笛卡尔坐标系统的相应方向，生成(例如)线性的(并且暂时可变的)梯度场。梯度场系统3的第一子绕组在X方向生成梯度Gx;第二子绕组在y方向生成梯度Gy;并且第三子绕组在z方向生成梯度G z。每个放大器具有数字/模拟转换器，该转换器由序列控制器18激活，用于精确地定时生成梯度脉冲。
[0022]—个(或多个)射频天线4位于梯度场系统3内，尤其是至少一个多信道RF传输线圈和至少一个RF接收线圈，其将由射频功率放大器27发射的射频脉冲转换成交变磁场，用于激发待检查主体U的或者待检查主体U的选择区域0的区域的核以及用于排列待检查主体U的或者待检查主体U的选择区域0的区域的核自旋。每个射频天线4由一个或多个RF传输线圈和多个RF接收线圈构成，这些线圈为元件线圈布置成环形(优选为线性或类似于矩阵)形式。从进动的核自旋中发射出的交变场(即，通常是由一个或多个射频脉冲和一个或多个梯度脉冲构成的脉冲序列造成的自旋回波信号)也由相应的射频天线4的RF接收线圈转换成电压(测量信号)。通过放大器7，将这个信号供应给射频系统22的射频接收信道8。此外，射频系统22具有传输信道9，在该信道内，生成用于激发磁共振的射频脉冲。根据由系统计算机20预先确定的脉冲序列，相应的射频脉冲在序列控制器18内以数字形式表示成一系列复数，该系统计算机具有处理器24，以确定从预定的信号曲线中调整的翻转角。这个数字序列通过相应的输入12在射频系统22中作为实数部分和虚数部分提供给数字/模拟转换器，并且从数字/模拟转换器提供给传输信道9。在传输信道9中，在射频载波信号上调制脉冲序列，该载波信号的基频与中心频率对应。
[0023]通过传输/接收双工器6，从传输操作切换成接收操作。射频天线4的RF传输线圈将用于激发核自旋的射频脉冲发射到测量体积Μ中，并且通过RF接收线圈扫描所产生的回波信号。相应获取的核磁共振信号在射频系统22的接收信道8’(第一解调器)中相敏地解调