CN102901942A - 用于借助磁共振装置拍摄磁共振数据的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助磁共振装置（8）来拍摄磁共振数据的方法，其中激励质子以及钠并且拍摄质子磁共振数据组（3）和钠磁共振数据组（4），其中，在单次拍摄过程期间拍摄所述质子磁共振数据组和所述钠磁共振数据组。

Description

用于借助磁共振装置拍摄磁共振数据的方法

技术领域

本发明涉及一种利用磁共振装置拍摄磁共振数据的方法，其中激励质子以及钠并且拍摄质子磁共振数据组和钠磁共振数据组。

背景技术

钠成像作为磁共振研究的分支已经被公知。特别是考虑到临床问题所述钠成像被视为引人注目的，因为大量的迹象与皮肤中或者肌肉中的提高的钠浓度有关。然而在钠成像领域存在一些问题。

由于钠成像提供相对弱的信号，使得存在小的信噪比。这通常导致钠磁共振数据组的相对差的空间分辨率。例如，边缘长度为3mm的体素是普遍的。因此，为了精确地解剖学地关联钠磁共振数据，需要基于质子信号的质子磁共振数据。

关于这点，顺序地先后实施钠成像和质子成像是公知的。在此，特别是发生由于患者运动和总的测量持续时间所引起的问题。一方面精确的解剖学的关联变得极其困难，并且由于测量持续时间增长而明显地降低了临床可应用性。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种可能性，使得在组合的质子成像拍摄和钠成像拍摄中实现更短的拍摄时间和更好的空间关联。

为了解决上述技术问题，根据本发明在开头所述类型的方法中设置了：在单次的拍摄过程期间对质子磁共振数据和钠磁共振数据进行拍摄。

根据本发明，建议不再设置两次相继的拍摄过程，而是使用单次的拍摄过程，从而使得最终在扩大了的“同时”意义下（尤其是考虑到待拍摄目标的运动状态）拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据。基于不同的共振频率，在单次拍摄过程中测量钠信号和质子信号是有可能的，其中回旋磁矩（gyromagnetsche Moment）对于质子来说位于42.6MHz/T，对于钠来说位于11.2MHz/T。

在此，在根据本发明的方法的第一、不太优选的实施方式中原则上可以考虑在交替的拍摄周期中，尤其是利用在重复周期期间分别用于质子磁共振数据和钠磁共振数据的拍摄周期来拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据。这意味着，两个频率的磁共振信号能够被时间上交替地（“交错地（interleaved）”）拍摄。在此，在每个重复间隔中（TR）首先激励质子并且接收相应的信号，然后激励钠核并且接收相应的信号。以这种方式同样获得这样的优势，即患者运动基本上相同地作用在两个磁共振数据组上，然而这留下这样的劣势，即接收间隔的对于信噪比关键的总持续时间必须在两个频率之间被划分。

因此，在本发明的特别优选实施方式中，并行地拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据，其中发送基本上同时的激励脉冲和接收时间。在此，特别提供了激励以及接收时间的完全同时性，其中要指出的是，对于本领域技术人员来说，“基本上同时”这个概念被理解为合乎于技术实现的可能性，尤其是考虑到在生成激励信号时的电子系统的功率。例如，激励脉冲和/或接收时间可以最多错开一毫秒。在根据本发明的方法的该特别优选的变形中，不止给出了一种在其中运动相同地作用于两种信号形式的情况，而且基于并行的数据拍摄也不必划分接收时间，从而也能够得到可以接受的信噪比。

在此合适地，可以为了接收磁共振信号而使用双共振的接收线圈或者具有用于钠和质子的（尤其处于上下重叠布置的位置上的）线圈元件的接收线圈。在此优选使用双共振连接的接收线圈，以便能够对于两个频率使用相同的线圈元件。但是也可以考虑将单独的线圈元件例如布置在彼此相叠的壳上。

至少一个布置在患者上的局部线圈被用作发送线圈和/或接收线圈是特别有利的。待拍摄对象（尤其是待拍摄的患者）被装备了组合的钠接收线圈和质子接收线圈，从而能够在尽可能接近磁共振信号的产生位置处进行测量。如果为了接收磁共振信号使用在磁共振装置内设置的身体线圈，则可以预计较小的信噪比。恰恰关于钠成像，获得更高的信噪比被证实是有利的。在此，发送功能能够被可选地集成在局部线圈内或者通过牢固地安装在磁共振装置内的身体线圈来实现。

在测量序列中，（基本上）同时地激励钠核和质子。在此有利地可以对于两个核类型使用相同的梯度脉冲，使得序列的梯度元件作用于两个自旋系综（Spin-Ensemble）上。此外还可以基本上同时地发送用于质子和钠的反转脉冲（Inversionspulse）和/或清除脉冲

（Spoiler，扰相）。

在本发明的另一种实施方式中，可以将不同的读取通道用于质子磁共振数据和钠磁共振数据，或者为了同时采集质子磁共振数据和钠磁共振数据而实行宽带读取（Breitbandauslese）。也就是说，可以为两个频率带分别设置单独的读取通道，替换地也可以考虑为了同时采集两个频率带而实现宽带读取。

在为钠磁共振数据和质子磁共振数据分别设置相应数目的接收线圈元件的情况下，可以发送加速了的并行的接收技术，特别是SENSE或者GRAPPA。类似于此地，还可以考虑对于两个核类型（尤其同时地）使用多通道发送技术。以这种方式可以实现成像的进一步加速。

就像已经提到的那样，可以在拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据时使用相同梯度脉冲的相同的流程。这也可以设置在首先设置的、在其中进行时间上交错的拍摄的实施例中，以便简化总流程以及得到更好的类似的数据。

在本发明的特别有利的实施方式中，尤其是借助对模体的测量可以实施空间的校准以用于随后对质子磁共振数据组和钠磁共振数据组进行共同地分析。为了实现例如将从质子磁共振数据中得知的解剖学结构与钠磁共振数据进行正确地解剖学的关联，必须确保存在两个磁共振数据组的体素的已知的关联，为此以特别的优势进行校准以用于获得校准数据。然后，K空间值与两个磁共振数据组的特定位置的关联是已知的，因为基于不同的共振频率存在关于K空间值的因子。在此，特别优选的是模体校准，其中相应的模体包含例如钠模式（Natrium-Muster）等等。

通过叠加质子磁共振数据组和钠磁共振数据组来确定和显示总数据组是特别有利的，尤其是考虑到对所拍摄的磁共振数据的临床分析。以这种方式能够（尤其基于校准）将钠浓度的变化与解剖结构的以高分辨率示出的细节进行位置精确地关联。由此实现了更高的诊断安全性。

在此，在本发明的另一个实施例中，可以在总数据组中用灰度级来表示质子磁共振数据，其中钠磁共振数据以彩色的和/或至少部分透明的图示与质子磁共振数据相重叠。因此，可以例如就像普遍公知的那样用黑白来示出质子磁共振数据并且用彩色的、足够透明的重叠为其添加钠磁共振数据。以这种方式形成了尤其简单易懂的并且直观可理解的图像。

在此还要指出的是，如果基本场梯度的相同的时间过程作用于两个核类型，那么由于（就如涉及到校准时已经提到的那样）钠自旋系综的大约四倍地更小的回旋磁比，两个测量数据组的K空间扫描虽然是相似的，但用于钠的位置频率却缩小（herunterskaliert）了因子4。这意味着，钠磁共振数据组具有降低了大约四倍的空间分辨率。在此要指出的是，有利地，与之伴随的体素体积增长以因子64与已经讨论过的钠测量的受限信噪比相适应，这意味着，对于钠磁共振数据来说从中得到更大的体素尺寸是有意义的，所述更大的体素尺寸在同步拍摄中最终“自动地”产生。

在此，可以在根据本发明的方法的有利扩展中进一步设置，尤其是借助样条对钠磁共振数据这样进行插值，使得插值后的钠磁共振数据组能够以与质子磁共振数据组一样的位置分辨率来确定并且成为重叠的基础。因此在质子磁共振数据组的位置分辨率上外推钠磁共振数据组，其中为了以特别的优势插值而引入样条函数，所述样条函数特别合适地允许提高分辨率。这改进了所示出的总数据组的总体观感，其中还是提供了鲁棒的方法，因为，如上所述，对数据拍摄最终关于信噪比进行了优化。

总之，根据本发明的方法使得可以提供这样的改进，其涉及到拍摄时间、由运动引起的干扰以及关于临床报告内容，从而借助根据本发明的方法在医学领域中提供更好的可用性。

例如可以通过相应地构造的磁共振装置来实现数据拍摄，其中例如可以通过磁共振装置的中央控制装置相应于根据本发明的方法来控制相应的拍摄序列。同样地，可以在磁共振装置内（尤其是通过控制装置）自动地实施所描述的尤其是涉及到重叠的分析步骤。在此，磁共振装置可以特别地包含局部线圈，所述局部线圈能够被布置在患者处并且适合用于并行拍摄钠磁共振数据和质子磁共振数据，特别地具有双共振的线圈元件。

附图说明

依据下面描述的实施例以及结合附图给出本发明的更多优势和细节。附图中：

图1示出了根据本发明的方法的流程图，并且，

图2示出了磁共振装置的原理图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的方法的流程图，其中，应当在单次的拍摄过程中拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据。

在时间上没有更近地与之相关的具体拍摄过程之前，首先在步骤1中进行校准。所述校准用于互相调整用于钠磁共振数据和质子磁共振数据的K空间值，以便将钠磁共振数据组中的体素唯一地与质子磁共振数据组中的体素相关联。由于两种核类型的不同K空间扫描，所述关联是有意义的。当前使用了模体，从中分别拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据。然后根据模体的专门的、在数据中可以找到的特征来互相调整这些磁共振数据，从而可以找到期望的关联。为了具体地拍摄钠磁共振数据组和质子磁共振数据组，然后在此处示出的实施例中在步骤2中并行地拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据，这意味着使用了同时的（至少在技术可能性的范围内）激励脉冲和接收时间。即，测量序列基本上同时地激励钠核和质子，其中测量序列的梯度元件作用于两个自旋系综，这意味着，由于并行的过程，相同梯度脉冲的相同流程显然成为两个测量的基础。同样地，用于两个自旋系综的反转脉冲和清除脉冲（Spoiler）被基本上同时地发送。然后，在接收时间段内同样地（基本上）同时地拍摄质子信号和钠信号。

此外，用组合的钠接收局部线圈和质子接收局部线圈来提供给患者，其中以在现有技术中公知的方式来双共振地连接线圈元件，从而能够对于两个频率使用相同的线圈元件。局部线圈也能被应用于发送，然而也可以使用通常固定安装在磁共振装置内的身体线圈（body coil）。

还要指出的是，显然也可以考虑对于两种核类型设置单独的线圈元件以代替可双共振连接的局部线圈，所述单独的线圈元件此外可以例如被布置在上下相叠的壳内。在这两种情况下，在接收时间段内可以（基本上）同时地拍摄质子磁共振数据和钠磁共振数据。

既可以考虑为两个频率带分别设置单独的读取通道，也可以为了同时采集两个频率带实现宽带读取。

此外要指出的是，原则上也可以考虑（虽然不太优选）时间上交错地拍摄两个频率的磁共振信号，即其中首先在每个重复间隔中激励质子并且接收其信号，紧接着这一点被用于钠核。

此外还要指出的是，如果对于两个频率或者核类型设置不同的线圈元件，例如在多个位置彼此相叠地布置，那么可以使用加速的并行接收技术（例如SENSE或者GRAPPA）用于接收。同样地，涉及到发送也可以考虑多通道的发送方法。

因此，获得质子磁共振数据组3和钠磁共振数据组4作为实际的拍摄过程的结果。在此，由于在位置频率的缩放中产生的不同而将不同的K空间扫描用于两个核类型，因此也给出了在分辨率中的不同，其中，钠磁共振数据组4具有减少四倍的分辨率，使得此处的体素体积比质子磁共振数据组3的体素体积大了因子64。然而，考虑到钠测量中受限的信噪比，这是有利的。

在步骤5中现在应当通过重叠质子磁共振数据组3和钠磁共振数据组4来确定总数据组6，其中基于在步骤1中的校准可以无问题地进行位置关联。然而，首先在钠磁共振数据组4中借助样条函数进行插值，以便将位置分辨率（也就是体素尺寸）调整到质子磁共振数据组3上。因此可以更好地示出总数据组6。这样来形成该总数据组，即用灰度值（也就是黑-白）来表示质子磁共振数据，而钠磁共振数据可以在正确解剖位置上显示为至少部分透明的彩色的重叠。由此，可以将钠浓度的变化与以高分辨率示出的解剖结构细节相关联。

最后在步骤7中显示总数据组，例如按层的或者以三维的表示。

最后，图2示出了适合用于实施根据本发明的方法的磁共振装置8。如公知的那样，所述磁共振装置包含主磁场单元9，在所述主磁场单元的孔中设置了梯度线圈装置10和身体线圈装置11并且定义了患者容纳空间12，患者卧榻13可以进入到所述患者容纳空间中。在所述患者卧榻13上，特别是尽可能地靠近待检查的患者，可以布置局部线圈14，其在此没有进一步示出的线圈元件可以被双共振地连接。

此外，磁共振装置8具有控制装置，所述控制装置被构造为用于实施根据本发明的方法。

尽管通过优选的实施例在细节上进一步阐述和描述了本发明，但是本发明不由所公开的例子来限制并且技术人员能够从中导出其他的变形，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种利用磁共振装置（8）拍摄磁共振数据的方法，其中激励质子以及钠并且拍摄质子磁共振数据组（3）和钠磁共振数据组（4），其特征在于，在单次拍摄过程期间拍摄所述质子磁共振数据和所述钠磁共振数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在交替的拍摄周期中，尤其利用在重复周期期间分别用于质子磁共振数据和钠磁共振数据的拍摄周期，来拍摄所述质子磁共振数据和所述钠磁共振数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，并行地拍摄所述质子磁共振数据和所述钠磁共振数据，其中使用基本上同时的激励脉冲和接收时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，为了接收所述磁共振数据，使用双共振的接收线圈（14）或者如下的接收线圈：其具有用于钠信号和质子信号的线圈元件、特别是位于上下重叠地布置的位置上的线圈元件。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，使用至少一个布置在患者上的局部线圈（14）作为发送线圈和/或接收线圈。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，对于两种核类型使用相同的梯度线圈，和/或基本上同时地发送用于质子和钠的反转脉冲和/或清除脉冲。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在拍摄所述质子磁共振数据和所述钠磁共振数据时使用相同梯度脉冲的相同流程。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，尤其依据在模体上的测量进行空间的校准，以用于随后对所述质子磁共振数据组（3）和所述钠磁共振数据组（4）进行共同地分析。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过重叠所述质子磁共振数据组（3）和所述钠磁共振数据组（4）来确定和显示总数据组（6）。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述总数据组（6）中用灰度级来表示所述质子磁共振数据，其中所述钠磁共振数据以彩色和/或至少部分透明的图示与该质子磁共振数据相重叠。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，尤其是借助样条对所述钠磁共振数据这样进行插值，使得能够像所述质子磁共振数据组（3）那样以其自身的位置分辨率来确定插值了的钠磁共振数据组（4），并且所述插值了的钠磁共振数据组能够成为重叠的基础。

12.一种磁共振装置（8），其包含为了实施根据上述权利要求中任一项所述的方法而构造的控制装置（15）。

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