用于检测代谢物的mr系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的示例性实施例能够提供医学诊断成像，所述医学诊断成像包括用于检测 一个或多个代谢物（例如，γ-氨基丁酸（GABA))的磁共振（MR)系统，并且更具体地涉及 自动体内代谢物检测系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002] 磁共振谱分析（MRS)是磁共振成像（MR)的形式，并且能够用于测量在测试对 象（例如，哺乳动物等）中的代谢物的浓度。已知这些代谢物中的一个是γ-氨基丁酸 (GABA)，并且γ-氨基丁酸常常被称为在哺乳动物（例如，人类）的中枢神经系统中的主 要抑制神经递质。不幸地，人类中的若干神经精神障碍（例如，帕金森疾病）中常常牵涉 GABA。通常，在正常人类颅骨（例如，人类大脑）中的GABA浓度为大约ImM，这是接近常规 MRS系统的检测能力的限制的浓度。而且，当使用MRS来检测人类颅骨中的体内GABA浓度 时，GABA信号谱常常与存在于测试对象的颅骨中的其他高浓度代谢物（例如，肌酸（Cr)和 大分子（MM))的信号谱重叠。因此，如果并非不可能，使用常规MRS方法很难准确地检测在 哺乳动物体内的 GABA 浓度（例如，参见 Nicolass A.J.Puts、Richard Edden 的"Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy"（2012,60:29_41)，通过引用将其内容并 入本文）。
[0003] 关于用于测量测试对象中的代谢物（例如，GABA)的浓度的MRS方法，这些方法可 以包括：(a) J-差分（例如，J-差分技术）技术；(b)多量子滤波（MQF)技术；以及（c)二维 MRS (2D MRS)方法。Kevin W. Waddell 等人的"MRI"（2007, 25 :1032-1038 (Waddell))描述 了 J-差分技术，通过引用将其内容并入本文，并且Changho Choi等人的"MRM"（2005, 54 : 272-279,（Choi 等人））和 Helen Geen 等人的 "JMR"（1989,81 :646-652 (Geen 等人）描述 了 MQF技术，通过引用将其中的每个的内容并入本文。
[0004] 通常，J-差分技术结合三特斯拉（3T) MRI系统使用，并且当与MQF和2D MRS方法 比较时，归因于其更大的灵敏度，所述J-差分技术很普及。然而，即使其具有更大的灵敏 度，由于归因于例如Cr和MM浓度的信号谱的背景信号污染，J-差分技术的结果常常不可 靠和/或不准确，所述Cr和MM浓度存在于正被采样的感兴趣体积（VOI)(例如，人类颅骨） 中。幸运地，随着使用相位阵列线圈（PAC)(例如，多达32通道）的3T系统的出现，在MR 临床扫描期间可以实现SNR的改进。
【发明内容】
[0005] 本文描述的系统、设备、方法、用户接口、计算机程序等（下文中其中的每个将被 称为系统，除非上下文另有指示）解决了现有技术系统中的问题。根据本系统的实施例，能 够提供用于在测试对象的颅骨中（例如，大脑中）的体内GABA的非侵入性检测的系统。而 且，本系统可以提供鲁棒的检测，低背景信号污染以及高信噪比（SNR)。而且，预想本系统的 实施例可以提供弹性双带脉冲设计MRI系统，其用于使用非侵入性技术准确地检测代谢物 (例如，在测试对象（例如，哺乳动物等）中的GABA)。
[0006] 根据本系统的方面，能够提供用于检测测试对象的感兴趣体积（VOI)中的一个或 多个代谢物的浓度的磁共振（MR)系统。所述系统能够包括至少一个控制器，所述控制器： 可以向所述VOI应用多量子滤波器（MQF)点解析谱（PRESS)序列，所述多量子滤波器（MQF) 点解析谱（PRESS)序列包括第一 90° RF脉冲和第二90° RF脉冲、第三窄带90° RF脉 冲、第一 180°绝热脉冲和第二180°绝热脉冲以及具有多个N块脉冲（N是整数）的复合 双带延迟交替与定制激励章动（DANTE)脉冲群，所述DANTE脉冲群在时间上位于所述第一 90° RF脉冲与所述第二90° RF脉冲之间，所述第一 180°绝热脉冲和所述第二180°绝 热脉冲在时间上位于所述第三90° RF脉冲之后；检测从所述VOI发出的MR回波信息；和 /或重建所检测的MR回波信息以获得代谢物谱信息。
[0007] 还预想，控制器可以控制第一 90° RF脉冲和第二90° RF脉冲的应用，所述第一 90° RF脉冲和第二90° RF脉冲每个可以具有非对称Spredrex型波形，第三90°激励RF 脉冲（例如，第三窄带90°激励RF脉冲）可以具有SINC中心型波形。而且，第一 180°绝 热脉冲和第二180°绝热脉冲每个可以具有oit_800_6500脉冲型波形（0ΙΤ :偏置独立梯形 绝热反向脉冲，具有RF B1^ 800Hz，并且激励带宽=6500Hz)。还预想，根据以下参数可以 构建DANTE 脉冲群：PD_tot = I. 0/BW ; τ = 〇· 5/BW_side ;N = PD_tot/ τ ;Flip = 2*Flip_ tot/N ; Θ = -4* τ *BW_diff*180° ;Phase_even = (N/2-1) θ、（N/2-2) Θ、......Θ、〇° 和 /或0dd_Pulse phase = 0°，其中，BW指的是以Hz为单位的DANTE脉冲群的激励带，PD_ tot是脉冲总持续时间，τ是块脉冲间隔，BW_side指的是DANTE脉冲的边带，N是对应于 块脉冲的总数目的整数，Flip是每个块脉冲的翻转角，Flip_tot指的是脉冲的翻转角，Θ 是偶数脉冲的相位位移步进，BW_diff指的是双带的距离，Phase_even是偶数脉冲的相位， 并且0dd_Pulse phase指的是每个奇数脉冲的相位。还预想，所述一个或多个代谢物中的 选定的代谢物可以是γ_氨基丁酸（GABA)，并且控制器可以根据代谢物谱信息来确定选定 的代谢物的浓度。
[0008] 根据本系统的又另一方面，能够提供使用磁共振谱分析（MRS)检测测试对象的感 兴趣体积（VOI)中的一个或多个代谢物的浓度的方法。所述方法能够由MRS系统的控制器 执行，并且能够包括以下中的一个或多个动作：向所述VOI应用多量子滤波器（MQF)点解析 谱（PRESS)序列，所述多量子滤波器（MQF)点解析谱（PRESS)序列包括第一 90° RF脉冲和 第二90° RF脉冲、第三90° RF脉冲（例如，第三窄带90° RF脉冲）、第一 180°绝热脉冲和 第二180°绝热脉冲以及具有多个N块脉冲的复合双带延迟交替与定制激励章动（DANTE) 脉冲群，所述DANTE脉冲群在时间上位于所述第一 90° RF脉冲与所述第二90° RF脉冲之 间，所述第一 180°绝热脉冲和所述第二180°绝热脉冲在时间上位于所述第三90° RF脉 冲之后；检测从所述VOI发出的MR回波信息；并且重建所检测的MR回波信息以获得代谢物 谱信息。
[0009] 还预想，所述方法还可以包括应用第一 90° RF脉冲和第二90° RF脉冲的动作， 所述第一 90° RF脉冲和所述第二90° RF脉冲每个具有非对称Spredrex型波形，第三窄带 90°激励RF脉冲可以具有SINC中心型波形。此外，第一 180°绝热脉冲和第二180°绝热 脉冲具有〇it_800_6500脉冲型波形（偏置独立梯形绝热反向脉冲）。而且，预想所述方法 可以包括根据以下参数构建DANTE脉冲群的动作：PD_tot = I. 0/BW ; τ = 〇. 5/BW_side ;N =PD_tot/ τ ;Flip = 2*Flip_tot/N ; θ = -4* τ *BW_diff*180° ;Phase_even = (N/2-1) θ、（N/2-2) Θ、......θ、〇°和/或〇dd_Pulse phase = 0°。还预想所述方法还可以包 括根据代谢物谱信息来确定所选定的代谢物的浓度的动作，其中，所述一个或多个代谢物 中的选定的代谢物是γ-氨基丁酸（GABA)。
[0010] 根据本系统的又一方面，