利用自旋回波成像序列确定磁化转移常数的方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于确定磁化转移常数的方法和一种用于此的磁共振设备。
背景技术
磁化转移基于以下事实，即，在水的质子和束缚于大分子中的其他质子之间存在相互作用。在通过HF脉冲激励大分子中的质子时，该质子的饱和会转移到水质子。在MR成像中磁化的该转移在水质子的减小的信号中是可以被察觉到的，其中该减小取决于磁化转移。磁化转移系数的计算在诸如大脑、乳房X线照相或者在软骨检查中的一些临床问题中是有意义的。通常通过记录在水质子的共振之外照射(以使得在大分子中的质子的纵向磁化饱和)的特定磁化转移饱和脉冲，来计算磁化转移系数(MTC)(参见Henkelmann R.M.等人的“Magnetisation Transfer in MRI：A review”in NWR Biomedecine 14，57-64)。然而，这种计算导致长的测量时间，这影响在临床惯例中的使用。
【发明内容】
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种方法和一种装置，利用其可以按照简单的方式以恰当的时间开销计算磁化转移常数。
本发明通过一种用于确定磁化转移常数的方法和一种用于确定磁化转移常数的磁共振设备解决上述技术问题。
按照本发明的第一方面，提供了一种用于确定磁化转移常数的方法，其中，在第一步骤中利用基于自旋回波的成像序列拍摄检查对象的MR信号序列。此外，利用基于自旋回波的成像序列拍摄检查对象的第二MR信号序列，其中成像参数在两个成像序列中基本上相同。成像参数的区别仅在于，用于激励磁化的HF脉冲的能量对于第一MR信号序列和对于第二MR信号序列是不同的。然后，可以借助在第一和第二MR信号序列之间的信号区别来确定磁化转移常数。通过使用仅在入射的HF信号能量上不同的两个相同的成像序列，可以将在拍摄两个信号序列的MR信号时的信号区别归因于磁化转移。
优选利用快速自旋回波成像序列拍摄第一信号序列和第二信号序列，其中在通过90°、180°脉冲序列产生自旋回波之后通过接通多个180°脉冲来读出多个自旋回波。使用自旋回波或者快速自旋回波序列具有如下优点，磁化转移效应非常突出。此外，在快速自旋回波序列的情况下在MR图像中组织的对比度一般是良好的。
在拍摄两个信号序列时不同的HF脉冲能量例如可以通过使用不同的VERSE(variable rate selective excitation，可变速率选择性激励)脉冲来实现。在这些脉冲中使用时间上可变的梯度波形和修改的HF波形。例如在Conolly S，Nishimura DG，Macoviski A，Glover G的“Variable-rate selective excitation”J MagnReson 1988；78：第440-458页中描述了这样的VERSE脉冲。用于产生不同HF能量的其他可能性是，在第一信号序列和在第二信号序列情况下不同地选择脉冲的时间上的带宽。同样可以改变脉冲的时间上的长度。最后，还可以组合上面提到的方法，以产生两个信号序列情况下的不同的HF脉冲能量。
优选从两个信号序列计算MR图像，其中逐图像点地计算信号区别。然后，该信号区别可用于计算磁化转移常数aMTC(Apparent Magnetisationtransfer-constant)，aTMC＝(S2-S1)/S2，其中，S2是第二MR信号序列的第二MR图像的MR信号并且S1是来自第一MR信号序列的第一MR图像的MR信号。
然后，从逐点地确定地信号区别中可以计算检查对象的磁化转移常数的图。在逐点地确定信号区别时，优选确定在两个拍摄之间检查对象的运动并且在计算信号区别时加以考虑。这例如可以如下进行：互相比较所计算的MR图像，并且在计算信号差之前进行两个图像的配准，这意味着，检查在MR图像的两个拍摄之间检查对象是否进行了诸如平移、旋转或剪切的运动。该运动可以在图像中被校正，由此互相比较相同的组织部分而不是检查对象的不同区域的组织部分。
此外，本发明还涉及一种用于确定磁化转移常数的磁共振设备，该磁共振设备具有用于拍摄第一自旋回波成像序列和第二自旋回波成像序列的MR信号拍摄单元。该设备还具有计算单元，其借助在第一和第二MR信号序列之间的信号区别计算磁化转移常数。
【附图说明】
以下借助附图更详细地解释本发明。其中，
图1示意性示出了一种MR设备，按照本发明利用该设备可以计算磁化转移常数，并且
图2示出了用于计算磁化转移常数的步骤的流程图。
【具体实施方式】
图1示出了MR设备，利用该设备可以按照简单的方式快速计算磁化转移常数。该MR设备具有用于产生极化场B0的磁铁10。置于卧榻11上的检查对象12被驶入磁铁的中心，其中在B0场的方向上产生结果的磁化。通过入射HF脉冲和接通磁场梯度可以产生MR图像。MR设备的基本工作原理对于专业人员是公知的，在此不作详细解释。此外，设置了中央控制单元13，利用该控制单元可以控制MR检查的过程。中央控制单元13具有图像序列控制单元14，用于在通过操作人员设置了各个成像参数之后控制成像序列，即接通磁场梯度、HF脉冲和信号读出的顺序。为了控制HF脉冲，设置了HF控制单元15，其控制产生HF脉冲并入射到检查对象中。在本例中HF控制单元例如这样控制HF脉冲的入射，使得在两个不同的自旋回波成像序列的情况下使用不同的HF能量，如以下还要详细解释的。梯度控制单元16控制对于激励的自旋的位置编码是必要的磁场梯度的接通。然后图像计算机17可以对由未示出的接收线圈接收的MR信号序列进行后处理并且计算MR图像，如在现有技术中公知和常用的那样。计算单元18可以借助在利用快速自旋回波序列拍摄第一MR信号和利用第二快速自旋回波成像序列拍摄第二MR信号时产生的信号区别，计算磁化转移常数。在示出的实施方式中，单元17和18作为分开的单元示出。当然，这些单元也可以综合在一个计算图像并计算信号差图像的单元中，如稍后将详细解释的那样。
此外，显示单元19用于显示MR图像，输入单元20用于通过操作人员控制MR设备。
为了计算磁化转移常数，此时这样控制图像序列控制单元，使得借助快速自旋回波序列，即所谓的Turbo Spin Echo Sequenz拍摄检查对象12的预定片段的MR信号。此外，利用相同的成像参数从相同的检查区域中拍摄第二MR自旋回波序列。然而，第一成像序列和第二成像序列的区别在于，用于激励磁化的HF能量在两个成像序列中是不同的。这导致在磁化转移的情况下在MR图像中的不同信号。不同的HF能量例如可以通过在两个脉冲序列中使用具有不同VERSE因子的HF脉冲和/或通过不同的时间上的带宽来实现。
图2示意性示出了用于计算磁化转移常数aMTC的步骤。在步骤21中开始本方法之后，在步骤22中从预定区域(例如具有软骨显示的关节)中拍摄第一快速自旋回波成像序列。在步骤23中重复相同的成像序列，然而其中，在步骤23中使用的用于激励磁化的HF能量与在步骤22中拍摄序列时使用的HF能量不同。然后在步骤24中检查，在步骤22和23中的两个拍摄之间检查对象是否运动了。如果是，则必须校正该运动，以确保在计算逐点的磁化转移常数时互相比较相同的组织。这可以通过在步骤25中的运动校正来进行，其中确保了检查的区域分别基本上按照在MR图像的相同图像点显示。磁化转移常数的计算可以在图像区域中通过逐点形成在步骤22所拍摄MR信号和在步骤23中所拍摄的MR信号之间的差来进行。然后在步骤26中可以计算磁化转移常数aTMC，aTMC＝(S2-S1)/S2。
在此，S2是在第二快速自旋回波序列中按照图像点的MR信号，S1是在第一快速自旋回波成像序列中的MR信号(步骤26)。在步骤23中的成像序列中的HF能量可以高于或低于步骤22的图像拍摄的HF能量。重要的是，两个成像序列不是使用相同的HF能量。
本方法在步骤27结束。总之，本发明可以简单并快速计算磁化转移常数。