微脈管血容量磁共振成像制造技術

一種磁共振成像系統包括磁共振成像掃描器（１０），其執行具有血零化反轉時間（６０）的反轉恢復磁共振激勵序列（７０），所述時間是基于適合于所選磁場和血液血細胞比容的血ＴＩ值來確定的，從而基本上零化血的磁共振。反轉恢復激勵序列（７０）包括反轉射頻脈沖（７４），其與小或零切片選擇性磁場梯度脈沖一起被施加以避免內流效應，以及激勵射頻脈沖（８０）。反轉脈沖（７４）和激勵脈沖（８０）被以反轉時間（６０）分隔。磁共振成像掃描器（１０）隨后執行讀出磁共振序列（７２）或光譜學序列以從除了零化的血以外的組織采集磁共振信號。重構處理器（４４）根據所采集的磁共振信號產生重構影像。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及診斷成像領域。其在通過對腦血容量的磁共振成像而進行的非侵入性測量中具有特定應用，并且將具體參照它們來描述。當然，它亦在通過對其它組織中的血容量的磁共振成像而進行的測量中具有應用。
技術介紹
對血容量的就地測量在各種臨床、診斷和研究應用中的有用的。例如，本地腦血容量變化與腦中的本地神經元活動相關。生理學刺激期間的腦血容量測量由此提供了用于腦活動的功能研究的工具。腦血容量測量亦可提供有關中風受害者中的受損害和/或受損傷的組織的信息，以及有關許多病癥中的損害的信息，所述病癥包括但不局限于癌癥、脈管病癥等。對除腦以外的其它器官的血容量成像可類似地提供在臨床研究、診斷和測試(例如壓力測試或脈管順應性測試)中有用的功能和診斷數據。各種成像形態已被用于測量血容量特性，包括正電子發射層析X射線照相術、單光子發射計算層析X射線照相術和磁共振成像。這些的大多數是侵入性途徑，在其中受檢者服用適當的對比劑，其選擇性地提高所選成像形態中的血對比度。對于磁共振成像，各種順磁性對比劑一般被用于該目的。對被服用的對比劑的要求是這些技術的基本缺點。對血充氧水平依賴(blood oxygenation level dependence，BLOD)的磁共振成像是用于間接測量血容量的非侵入性技術。在該技術中，血紅蛋白被用作內生對比劑。在一種BOLD成像途徑中，磁共振成像被實施為導致血充氧水平變化的生理學刺激的函數。血容量是通過進行屬于影響血充氧水平的其它參數，如血流的假設而從BOLD測量估算的。因此，BOLD不提供對血容量的直接測量。在被應用于血容量測量時侵入性技術和BOLD技術兩者的缺點是，這些現有技術通常在一方面的大血管中的血和另一方面的小毛細血管或其它微管中的灌注血之間沒有區別。較大血管中的血容量主要由交感調整(sympathetic regulation)來控制。相對而言，具有小于大約200微米的典型直徑的微管中的血容量趨向于變化以維持本地內平衡或響應于化學藥品，如血管舒張藥或血管收縮性(vasorestrictive)化合物。因此，微管的血容量對諸如本地神經元活動的生理學擾動做出響應。對于功能磁共振成像，微管中的血的容量典型地是主要感興趣的，而來自較大血管的血信號是干擾的并因此是不理想的。另一方面，總的微脈管和宏脈管血容量可在一些疾病中變化，包括但不局限于例如動靜脈畸形。本專利技術設想了一種克服上述局限和其它方面的改進設備和方法。
技術實現思路
依照一個方面，提供了一種磁共振成像方法。執行基本上零化來自血的磁共振信號的血零化(blood nulling)磁共振激勵序列。在執行血零化磁共振激勵序列之后，執行讀出磁共振序列以從除了零化的血以外的組織采集磁共振信號。依照另一個方面，公開了一種磁共振系統。血零化裝置被提供用于執行基本上零化來自血的磁共振信號的血零化磁共振激勵序列。讀出裝置被提供用于執行讀出磁共振序列以從除了零化的血以外的組織采集磁共振信號，讀出裝置在血零化裝置的工作之后工作。一個優點在于測量實質(parenchymal)脈管空間占用率，其比包括大血管的總脈管容量對生理學擾動更敏感。另一個優點在于提供了對絕對血容量的測量。又一個優點在于給影像提供了具有基本上零化的血磁共振信號，即足以使剩余的MRI信號主要來自其它組織的血信號減小。基于對優選實施例的以下詳述的閱讀，諸多附加優點和好處對于本領域的普通技術人員將變得顯而易見。附圖說明本專利技術采取不同部件和部件的設置的形式，以及不同過程操作和過程操作的設置的形式。附圖僅僅是為了說明優選實施例的目的而不應被理解為對本專利技術的限制。圖1示意性地示出用于測量脈管空間占用率的磁共振成像系統。圖2示意性地示出采用反轉恢復以零化血信號的磁共振成像脈沖序列。在圖2中，時間間隔TI、TE、TR未按比例畫出。圖3示出一個處理器的方塊圖，該處理器用于計算靜止的血容量和響應于生理學擾動而發生的血容量變化。圖4示出一個處理器的方塊圖，該處理器用于使用重構影像來計算絕對血容量，所述重構影像是借助由反轉恢復準備所零化的血信號而采集的。圖5示出一個處理器的方塊圖，該處理器用于計算具有用于脈管空間占用率異常的增強對比度的差異影像。具體實施例方式參照圖1，磁共振成像掃描器10包括主磁體線圈12，其優選為超導線圈，盡管亦可使用電阻性主磁體線圈或永磁體。主磁體線圈12被供能以產生檢查區14中的基本上均勻的主磁場。磁場梯度線圈16產生所選空間方向上的梯度以在空間上編碼通過對射頻線圈18供能而產生的磁共振。在圖1中，整體射頻線圈18被示出；然而，諸如頭線圈、定相射頻線圈陣列、SENSE線圈等的本地線圈可取代或結合整體射頻線圈18來使用以激勵磁共振和/或檢測磁共振回波。磁共振序列控制器30協調和控制被耦合于整體射頻線圈18或另一個射頻線圈的射頻發射器34以激勵磁共振回波，并且控制被耦合于梯度線圈16的磁場梯度控制器32以在空間上編碼被激勵的磁共振回波。被耦合于整體射頻線圈18或另一個射頻線圈的一個或多個射頻接收器36檢測、解調和數字化磁共振回波并將數字磁共振采樣存儲在k空間存儲器40中。重構處理器44執行基于傅立葉變換的影像重構或其它類型的影像重構以從所存儲的k空間磁共振采樣來產生一個或多個重構影像。重構影像被存儲在影像存儲器46中，由視頻處理器50處理，并且被顯示在用戶界面52上，在本地計算機網絡或互聯網上被傳輸或否則被處理。優選地，用戶界面52包括顯示器、打印機或其它輸出裝置，其允許放射科醫師或其它操作者察看、再現或否則操縱重構影像。而且，用戶界面52優選地使放射科醫師或其它操作者能與磁共振序列控制器30通信以創建磁共振成像序列，修改成像序列、執行成像序列或否則控制磁共振成像掃描器10。繼續參照圖1，對于對血容量關注的臨床或診斷應用，執行對脈管空間占用率(vascular space occupancy，VASO)的測量。該途徑使用具有反轉時間60的反轉恢復磁共振激勵序列，所述反轉時間在特定于某個磁場強度和血細胞比容范圍的血T1值的基礎上被最優化用于對血信號的基本零化。反轉恢復磁共振激勵序列基本上零化來自血的信號以使磁共振信號主要對應于組織，而血的貢獻基本上可忽略。該途徑利用了血的T1值對血充氧的基本獨立性，其允許反轉恢復血零化對于各種類型的管(動脈、小動脈、毛細血管、小靜脈和靜脈)以及整個生理學擾動循環是可操作的。用于零化血的反轉時間(TI)60的適當值可以以許多方式獲得。在一種適當的途徑中，血T1測量序列62由序列控制器30施加以使用血灌注設備來測量代表性血樣的T1值，并且從它來計算反轉時間(TI)60。可替換地，主要血管可被識別于重構影像中，并且使用常規磁共振成像序列來獲得對所識別的血管內的血的T1值的直接測量。在另一種途徑中，由于在實際中已發現血的T1通常對于具有基本上正常血的大多數人類受檢者來說不是受檢者相關的，適當的反轉時間(TI)可從基本上正常的人血或適當哺乳動物起源的動物血的代表性血樣的測量來計算并被收集在表64中，如在此包含的表I和表II。這些值通常適合于基本上正常的人血，并且包括對主磁場強度(表I提供了用于1.5T場的值，并且表II提供了用于3.0T場的值)和對序列重復時間(TR)的反本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁共振方法，包括：執行血零化磁共振激勵序列（７０），其基本上零化來自血的磁共振信號；以及在執行血零化磁共振激勵序列（７０）之后，執行讀出磁共振序列（７２）以從除了零化的血以外的組織采集磁共振信號。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：比德CM范扎爾，陸漢璋，沙維爾戈萊，
申請(專利權)人：肯尼迪克里格學院，比德CM范扎爾，陸漢璋，
類型：發明
國別省市：US[美國]