CN103675735A - 用于控制磁共振***的方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于控制磁共振***（1）来执行第一脉冲序列的方法，该第一脉冲序列包括激励阶段和采集阶段。在激励阶段中，在梯度方向上施加第一梯度，以产生位置相关的基本磁场。执行选择性的高频激励脉冲（A），其中选择性的高频激励脉冲在检查体积（30）的第一子区（33）中激励第一材料而并不激励第二材料，并且其中选择性的高频激励脉冲在检查体积（30）的第二子区（36）中不激励第一材料而激励第二材料。在采集阶段中执行非选择性的重聚脉冲（R），以便沿着梯度方向采集检查体积的第一和第二子区的空间编码的原始数据。此外描述了一种用于控制磁共振***（1）的控制装置（13）。

Description

用于控制磁共振***的方法和控制装置

技术领域

本发明涉及用于将磁共振***控制为执行脉冲序列的一种方法和一种控制装置。此外，本发明还涉及一种磁共振断层成像***，下面简称为磁共振***。

背景技术

也称为核自旋断层成像的磁共振断层成像是目前广泛使用的用于采集活体检查对象的身体内部图像的技术。

例如源自氢原子的原子核具有自旋。自旋是原子粒子的量子机械特性。自旋引起的是，原子粒子是磁性的，即带有自旋的原子核一直是磁性的。该自旋首先在任意方向上作用。可以将自旋看做矢量。带有自旋的原子存在于待检查的身体中、例如在人体中。

通常，在磁共振断层成像***中，待检查的身体借助基本磁体***而暴露于较高的基本磁场B₀、例如1、5、3或7特斯拉。静态磁场B₀的力作用产生自旋的、与场线平行或反平行的优选方向。在此，总是在一个方向上构成过量，这引起自旋总体的宏观磁化。

静态磁场B₀与高频磁场B₁叠加。当高频激励信号与自旋的进动频率谐振时，该通常通过高频激励脉冲产生的高频磁场将自旋从通过B₀场产生的平衡中带出。进动频率还称为拉莫尔频率。它与外部磁场的强度有关。通过高频激励信号，通过该高频场激励为谐振的原子的核自旋以定义好的翻转角度相对于基本磁场的磁场线倾斜。

用于核自旋磁化的高频信号的发出通常借助所谓的“全身线圈”或“Bodycoil”进行。全身线圈的典型构造是鸟笼天线（Birdcage-Antenne），其由多个发射棒构成，这些发射棒与纵轴线平行地围绕断层成像装置的患者空间设置，检查中的患者在该患者空间中。在端侧，天线棒分别环形地电容性彼此连接。如今，却越来越频繁地将接近身体的局部线圈用于发出MR激励信号。磁共振信号的接收通常以局部线圈进行，在一些情况下却也替选地或附加地以Bodycoil进行。

通过梯度线圈施加沿着梯度方向的梯度。由此，磁场B0线性上升。相应地，沿着梯度方向的核自旋的进动不同，核自旋在这里较慢，在那里较快地旋转。因此其示出在不同频率下的谐振。通过该叠加的梯度场可以位置选择地激励核自旋。

激励的高频信号或激励的高频脉冲接收围绕某中心频率的相邻频率的确定带宽。以该方式可以激励沿着梯度方向的所希望的区域。

在近乎所有分子中，有不同位置上的多个氢原子接合。不同位置表示不同的化学环境并且由此通常不同的磁性环境。由此，减少或提高局部磁场，所接合的质子的谐振频率比典型的拉莫尔频率低一些或高一些。

在身体组织的中的核自旋于是在磁场中不具有统一的进动频率，而是根据其化学环境对于不同的组织类型相区别。这通常称作化学位移。脂肪具有在频谱中的多个峰，然而其中一个强烈表现并且提供用于成像的强信号。脂肪组织的主峰和水之间的化学位移例如为大约3.5ppm。

在激励之后，核自旋又反转回其通过基本磁场强制的初始位置。这是核自旋的所谓弛豫。区分为纵向弛豫和横向弛豫。纵向弛豫描述沿着基本磁场B₀的磁场线的磁化的再次建立。横向弛豫描述通过高频场B₁引起的、横向于基本磁场B₀的磁场线的磁化的消失。不同的组织具有不同的弛豫时间。

在进动时，发射高频信号、所谓的磁共振信号，其借助合适的接收天线来接收和进一步处理。从如此采集的原始数据中可以重建所希望的图像数据。接收天线可以是也可以执行高频激励脉冲的相同的天线，或者是独立的接收天线。

在本申请中，将在弛豫时发出的、位于脂肪组织中的核自旋的信号称作“脂肪信号”。将在弛豫时发出的、位于水区域中的核自旋的信号称作“水信号”。

在进动时发射并且由接收天线接收的信号必须是可以在位置上关联的，以便能够实现成像。为此在通过编码梯度采集信号时执行空间编码。

在2D磁共振脉冲序列中进行在两个方向或维度上的空间编码。因此，分别读出非常薄的层（也称作“slice”）的图像信息或原始数据。层是事先选择的。在3D磁共振脉冲序列中进行在三个方向或维度上的空间编码。因此，分别读出整个体积（所谓的“slab”）的图像信息或原始数据。

原始数据写入矩阵、所谓的k空间中。k空间对应于与包含对象磁化的位置空间傅里叶共轭的空间或还有空间频率位置。k空间的轴线表示所谓的位置频率。k空间具有与距离成倒数的单元、例如1/cm。在3D断层成像中，k空间也是三维的。

静态的磁场区别在弛豫时有助于自旋的扇形散开

借助自旋回波序列，该扇形散开通过一次重聚脉冲或通过一系列重聚脉冲而还原。如果多个重聚脉冲、通常180°的脉冲彼此跟随，则形成多个自旋回波，其通过多回波序列产生。k空间中的写入尤其与所希望的对比度有关。通常，首先将较早的回波、即带有较小位置数的回波写入中央的k空间中。

三维快速自旋回波序列方法、更确切而言是可以具有非常长的回波列的单块平板3D快速自旋回波方法的一个示例是SPACE（Sampling Perfectionwith Application optimized Contrast using different flip angle Evolutions（采样完善与应用优化的对比使用不同的反转角演进））。长的回波列包括例如四十到数百个回波，数千个回波也是可能的。对于“规定的信号演进”（prescribedsignal evolution），将回波列中重聚脉冲的反转角匹配于不同的组织类型的特性（T1和T2）。获得可变的反转角变化曲线（flip angle evolution）。产生用于不同类型组织的所希望的信号强度。由此，例如可以产生所希望的对比度。

检查对象的磁共振图像最后基于所接收的磁共振信号而建立。磁共振图像中的每个像点在此都与小的身体体积、所谓的“体素”关联，并且像点的每个亮度或强度值都与从该体素中接收的、磁共振信号的信号幅度联接。谐振地入射的带有场强B₁的HF脉冲与由此实现的反转角α的关联在此通过等式

$\mathrm{\α}=\underset{t=0}{\overset{\mathrm{\τ}}{\∫}}\mathrm{\γ}\·B_1\left(t\right)\·\mathrm{dt}---\left(1\right)$

给定，其中γ是回磁比，其可以对于大多数核自旋检查视作固定的材料常数，并且τ是高频脉冲的作用时间。

在不同情况下诊断可能的病理时的疑难是非常亮的脂肪信号，其在许多情况下亮过主要感兴趣的水信号。

因此已经建议了抑制脂肪信号的可能性。例如，在实际测量之前发出位于脂肪组织中的质子的进动频率上的频率选择脉冲，使得这些质子的自旋饱和并且在接下来的图像拍摄中不影响信号。

Dixon序列提供另一可能性，其中在不同的回波时间（在激励或重聚脉冲之后的时间）接收多个回波。不同材料的、例如脂肪和水的图像数据在其相位方面偏移。其涉及后处理措施，即事后处理所接收的原始数据。这种Dixon序列例如在H.Yu等发表于Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med.11(2004),2686的“Implementation and Noise Analysis of Chemical Shift Correction forFast Spin Echo Dixon Imaging”中描述，其中在那里描述的方法中使用Dixon序列，以便通过将k空间行与确定的相位项（Phasenterm）相乘来校正图像平面内的化学位移。

然而，至今已知的方法在带有强的B1不均匀性的区域中具有缺点：传统脂肪饱和方法的基础是，尽可能精确地实现所设计的反转角。这在高的基本场强（B0>=3T）情况下通常不适用。因为所介绍的方法弃用预脉冲和反相脉冲，所以其对于B1不均匀性较不敏感。已知的方法还在图像分辨率方面受限制，该图像分辨率能够通过如下方式实现：在Dixon TSE中，由于回波列中各个回波的定时问题而尤其不能实现所希望的分辨率。在DIXON方法中分离脂肪和水时也能出现混淆，使得脂肪图错误地示为水图，反之亦然。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以在三维磁共振断层成像中适用的方法和一种用于控制磁共振设备的相应的控制装置，借助其可以将脂肪信号清晰地与水信号分离。

该任务通过根据本发明的方法、控制装置和磁共振断层成像***实现。

根据本发明的方法包括激励阶段和采集阶段。在激励阶段中，施加梯度方向上的第一梯度，以便产生位置相关的基本磁场。执行选择性的高频激励脉冲，其中选择性的高频激励脉冲由于在检查体积的第一子区中的化学位移而激励第一材料而并不激励第二材料。选择性的高频激励脉在检查体积的第二子区中激励第一材料而不激励第二材料。在采集阶段中，执行一定数目的重聚脉冲（即至少一个、而优选多个），以便沿着梯度方向采集检查体积的第一和第二子区的空间编码的原始数据。重聚脉冲通常可以是选择性或非选择性的。

根据本发明的方法基本上可以在具有相对于彼此的化学位移的任意材料情况下、例如在测量确定的代谢物时使用。然而，在大多数临床检查中的主要问题如已经阐述那样是脂肪部分相对于通常激励的水的高信号，使得该方法优选在材料水和脂肪中应用。即，在本发明的意义下优选将水和脂肪理解为第一和第二材料。因此，下面总是将这些材料用作示例，而本发明并不限于此。

梯度方向上所施加的梯度以已知的方式起作用，使得沿着梯度的核自旋的拉莫尔频率改变。因此，所执行的选择性高频激励脉冲仅激励特定区域中的核自旋，并且更确切而言是在其中核自旋、即其拉莫尔频率与激励脉冲的频率谐振的区域。在此，激励脉冲的带宽确定所激励区域的厚度。

由于第一和第二材料之间的化学位移、尤其是水和脂肪之间的化学位移，对于水和对于脂肪会激励相对于彼此偏移一些的区域。选择性高频激励脉冲现在选择为使得在第一子区中激励第一材料、例如水，而不激励第二材料、例如脂肪。在与第一子区不同的第二子区中，不激励第一材料而激励第二材料。

在采集阶段中，执行沿着梯度方向的空间编码。于是以空间编码形式采集其中激励第一材料的子区，并且以空间编码形式采集其中激励第二材料的第二子区。两个子区的采集在相同的采集阶段中进行。换言之，对于两个子区的采集时共同的。在采集阶段中采集在第一子区中例如仅由材料水产生并且在第二子区中仅由材料脂肪产生的原始数据。在并无在后处理中进一步分离水信号和脂肪信号的情况下，进行在第一子区中示出纯粹的水信号的图像拍摄，而不叠加干扰的脂肪信号。在第二区域中，图像拍摄产生纯粹的脂肪信号，而不存在水信号。

根据本发明的方法于是提供如下可能性：有针对性地仅激励水或有针对性地仅激励脂肪，并且以空间编码形式采集这些区域。事后的、用于分离不同材料的信号的数据处理不是必需的。

为此需要有意识地选择激励脉冲的带宽。在此，必需将带宽匹配于梯度。于是保证：到第一子区和第二子区中的干净的分离是可能的。通常，为此需要窄带的脉冲。例如，激励的1kHz的HF脉冲的带宽的情况下，脂肪信号相对于水信号在1.5特斯拉的场强中偏移大约0.63mm。在3特斯拉中，该偏移相对于1.5特斯拉的磁场而言加倍，即其于是为1.26mm。在7特斯拉中，该间隔已经为2.98mm。

根据本发明的用于控制磁共振***的控制装置必需为了执行该方法而包括HF发射天线***、梯度***和HF接收天线***。控制装置必需设计为使得其将梯度***控制为沿着梯度方向施加第一梯度，以便产生位置相关的基本磁场。控制装置必需将HF发射天线***控制为执行选择性的高频激励脉冲。在此，选择性的高频激励脉冲必需在检查体积的第一子区中激励第一材料而不激励第二材料。选择性的高频激励脉冲必需在检查体积的第二子区中不激励第一材料而激励第二材料。此外，控制装置将HF发射天线***控制为执行一定数目的重聚脉冲，以便沿着梯度方向以空间编码的方式采集原始数据。

根据本发明的磁共振断层成像***除了常见部件之外还需要根据本发明装备的控制装置。

控制装置的之前提及的部件的一大部分可以完全或部分地以相应的控制装置的处理器中的软件模块的形式实现。这就此而言是有利的，因为通过软件安装可以将已经存在的控制装置翻新以执行根据本发明的方法。本发明因此还包括计算机程序产品，其可以直接加载到医疗技术的成像设备的可编程控制装置的处理器中，带有程序代码单元，以便当程序在控制装置中运行时实施根据本发明的方法的所有步骤。

本发明的其它的、特别有利的扩展方案和改进方案从从属权利要求以及下面的描述中得出。在此，根据本发明的控制装置或根据本发明的医疗技术的成像设备也是与方法的特征类似地改进的。

在一个优选实施例中，重聚脉冲中的至少一个是非选择性的。也可以所有重聚脉冲都是非选择性的，或者一些是非选择性的，而其它的是选择性的。

在一个优选实施例中，原始数据的采集是通过三维地空间编码来进行的。由此，脉冲序列产生用于三维体积、也称为“slab”的数据。由此，第一和第二子区示出体积。通过这些体积稍后可以形成剖视图。可能的是，在第一子区中看到例如仅源自水信号的剖视图，并且在第二子区中可以显示仅从脂肪信号中产生的剖视图。

在一个改进方案中，空间编码可以在第一和第二维度中以相位编码的形式进行，并且在第三维度中优选以频率编码但也以相位编码进行。

在此，可以沿着梯度装置进行相位编码。

优选地，通过梯度来调节位置相关的基本磁场，使得在检查体积的第一子区中的第一材料中的核自旋的共振频率位于第一频率和第二频率之间，并且在检查体积的第二子区中的第二材料的核自旋的共振频率在第一频率和第二频率之间。对于第一子区中的第一材料于是需要与对于检查体积的第二子区中的第二材料中的核自旋相同的激励频率。由此，借助激励脉冲可以有针对性地激励第一子区中的第一材料和第二子区中的第二材料。

在该实施形式的改进方案中，选择性的高频激励脉冲的频谱位于第一和第二频率之间。如果频率恰好从第一频率延伸至第二频率，则激励共同的第一子区中的第一材料和完整的第二子区中的第二材料。两个所激励的区域然后彼此抵靠。

也值得考虑的是，带有其频谱的高频激励脉冲是窄带一些的。于是，在第一子区域第二子区之间保留其中不进行激励的中间区域。在以空间编码方式沿着梯度方向进行采集之后，其允许干净地分离子区。在该子区或在其它子区中制成的剖视图明确地与水激励或者脂肪激励关联。

在一个改进方案中，根据本发明的方法包括第一脉冲序列和第二脉冲序列。第二脉冲序列包括带有第二梯度的激励阶段，用于产生位置相关的基本磁场。第二梯度与第一梯度在符号上不同。执行相同的选择性的高频激励脉冲。第二梯度的反转相对于第一梯度具有的结果是：在选择性高频激励脉冲在检查体积的第一子区中进行激励时激励第二材料而并不激励第一材料。相应地，选择性高频激励脉冲在检查体积的第二子区中激励第一材料而并不激励第二材料，该选择性高频激励脉冲与第一脉冲序列的选择性高频激励脉冲并无不同。

如此改进的方法形成相同检查体积的图像数据，其中，在第一图像数据集中，第一子区中的图像信号源自第一材料，并且第二子区中的图像信号源自第二材料。在由第二脉冲序列产生的第二数据集中，第一子区中的图像信号源自第二材料并且第二子区中的图像信号源自第一材料。于是可能的是，当两个数据集彼此组合时，从共同的检查体积中仅示出水信号，以及从共同的检查体积仅示出脂肪信号。

在该方法的一个替选改进方案中同样执行第二脉冲序列。激励阶段中的梯度与第一脉冲序列中的梯度并无不同，而以频率错移的方式执行选择性的高频激励脉冲。通过该频率错移引起：例如在以第一脉冲序列激励第一材料的第一子区中现在不再激励材料。为此，在检查体积的第二子区中激励第一材料。在其它方向上的相应的频率错移情况下，可以在检查体积的第二子区中不激励材料，并且在第一子区中仅激励第二材料。由此，两个脉冲序列引起产生在共同的检查体积中纯粹的水信号图像，或者可选地引起产生在共同的检查体积中纯粹的脂肪信号图像。如果水和脂肪信号图像对于共同的检查体积都是所希望的，则必须执行同样具有频率错移、然而是在其它方向上的第三脉冲序列。

附图说明

下面借助实施例、参考附图再次详细阐述本发明。在此，在不同的附图中，相同的部件设有相同的附图标记。附图通常并不合乎比例。

其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的磁共振***的示意图；

图2示出了用于阐明梯度场的作用的图；

图3示出了根据本发明的激励阶段的示意图，其用于在检查体积的两个子区中分离地进行激励；

图4示出了根据本发明的激励阶段的示意图，其用于在检查体积的两个子区中以改变的激励脉冲分离地进行激励；

图5示出了根据本发明的激励阶段的示意图，其用于在检查体积的两个子区中以改变的梯度脉冲分离地进行激励；

图6示出了脉冲序列的示意图。

此外，参考3D磁共振脉冲序列描述了本发明，因为其应用在此是特别有利的。

具体实施方式

在图1中，大致示意性地示出了根据本发明的磁共振断层成像***1（下面简称为“磁共振***”）。借助磁共振***，如图1中示出那样，通常可以进行二维和三位原始数据采集。磁共振***1一方面包括实际的磁共振扫描仪2，该磁共振扫描仪带有检查空间3或患者患者隧道，卧榻8上的检查对象O、或在此为患者或被试者可以驶入其中，在该患者或被试者的身体中有检查对象、例如确定的器官。

磁共振扫描仪2通常装备有基本磁体***、梯度***6以及HF发射天线***5和HF接收天线***7。在示出的实施例中，HF发射天线***5是固定安装在磁共振扫描仪2中的全身线圈，与之相反HF接收天线***7由设置在患者或被试者上的局部线圈（在图2中仅通过单个局部线圈表示）构成。然而基本上也可以将全身线圈用作HF接收天线***，并且将局部线圈用作HF接收天线***，只要这些线圈分别可以转换到不同的运行模式中。基本磁体***通常构建为使得其在患者的纵向方向上、即沿着磁共振扫描仪2的在z方向上延伸的纵轴线产生基本磁场。梯度***6通常包括可单个控制的梯度线圈，以便可以接通在x、y或z方向上彼此独立的梯度。

图1中示出的磁共振***是带有患者隧道的全身设备，在该患者隧道中可以将患者完整地置入。基本上，本发明也可以在其它磁共振***上使用，这些磁共振***例如带有侧向打开的、C型的壳体、尤其却也带有较小的、例如仅可以将一个身体部分定位到其中的磁共振扫描仪。

磁共振***1还具有中央控制装置13，其用于控制磁共振***1。该中央控制装置13包括用于测量序列控制的序列控制单元14。借助该序列控制单元控制高频的激励脉冲（HF脉冲）和梯度脉冲的顺序。控制装置的构建、通常在控制装置中运行的计算机程序产品的构建通过图像采集的类型来决定。

为了输出单个HF脉冲，中央控制装置13具有高频发射装置15，其产生、放大激励脉冲并且通过合适的接口（未示出）将其馈送到HF发射天线***5中。为了控制梯度***6的梯度线圈，控制装置13具有梯度***接口16。序列控制单元14以合适的方式、例如通过发出序列控制数据SD来与高频发射装置15及梯度***接口16通讯。控制装置13此外具有（同样以合适方式与序列控制单元14通讯的）高频接收装置17，以便获得由HF接收天线***7接收的磁共振信号、即原始数据。

重建单元18接管所获得的原始数据并且由此重建磁共振图像数据。这些图像数据于是例如存储在存储器19中。

中央控制装置13的操作可以通过带有输入单元10和显示单元9的终端进行，通过其由此还可以由操作员操作整个磁共振***1。在显示单元9上还可以显示MR图像，并且借助可能与显示单元9组合的输入单元10可以计划和开始测量。

根据本发明的磁共振***1和尤其控制装置13可以此外还具有多个其它的、在此未详细示出的、然而在这种***上常见的部件、例如网络接口，以便将整个设备与网络连接并且可以交换原始数据和/或图像数据和参数图，然而也可以交换其它数据、例如患者相关的数据或控制协议。

如何通过HF脉冲的入射和梯度场的产生可以获得合适的原始数据并且由此重建MR图像，对于本领域技术人员而言基本上是已知的并且在此不再详述。

图2示出了图20，其中绘出通过基本磁体***产生的、在纵轴线z（轴线22）上的基本磁场强度B₀（轴线21）。轴线21和22是以任意单元描述的。虚线23表示带有磁场强度10w.E.的均匀的基本磁场。通常，该场强例如是1.5特斯拉、3特斯拉或7特斯拉。其它值是可能的。

实线24示出了基本磁场是如何通过所施加的梯度场变化的。基本磁场强度B₀相对于纵轴线z线性变化。在该任意示例中，其在纵轴线z的位置0处为5w.E.，并且在纵轴线z的位置10处为10w.E.。

核自旋的进动频率或拉莫尔频率通过等式（2）与基本磁场关联：

ω=γ·B₀      (2)。

在此，γ表示回磁比，其是恒定的。对于通常激励的氢核适用例如γ=42.58MHz/T。由于上面阐述的化学位移，氢核根据其在相同基本磁场强度情况下的化学环境而具有有些不同的拉莫尔频率。

下面借助图3阐述，如何根据本发明将基本磁场和基本磁场引起的空间上不同的进动频率用于在激励阶段中有针对性的、在空间上分离的激励。

图3示出了图25，其中在轴线26上绘出了纵轴线z（轴线27）上的进动频率ω。在此观察到的是，图3中的z轴线同样如在下面的附图4和5中那样不必对应于在图1中说明的z轴线。磁共振断层成像允许任意定向所检查的层。假设带有所施加的梯度场的基本磁场，如在图2中示出那样。直线28然后示出了根据等式（2）的、在沿着z轴线的位置与位于水环境中的质子（氢核）的进动频率之间的关联。这些质子此外称作“水质子”。直线29相应地示出了在在沿着z轴线的位置与位于脂肪中的质子（氢核）的进动频率之间的关联。这些质子此外称作“脂肪质子”。由于化学位移，直线29相对于直线28平行地朝着较低频率偏移。对于两个轴线选择任意单位，其示出并非合乎比例的。

在图3中，在图25下方示出了检查体积30，其z轴线对应于图25的z轴线27。检查体积示出为方形，然而其也可以具有其它空间形状。检查体积是“slab”。应用可以是采集人的关节（信息）、例如膝关节。

在激励阶段中执行激励脉冲。激励脉冲的频谱选择为使得其在频率f1与频率f2之间并且具有带宽Δf1=f2-f1，如在轴线26中示出那样。被激励的仅是其进动频率与激励脉冲的频率谐振的质子。虚线31表示，直线28上的z坐标是如何与基于基本磁场和梯度场的频率f1关联的。以频率f1激励z坐标z_W1处水质子。虚线32相应地表示，以频率f2激励z坐标z_W1处的水质子。由此激励脉冲激励检查体积30的子区33中的水质子。激励脉冲在z方向是选择性的。

由于化学位移，以频率f1激励z坐标z_F1处的脂肪质子，如通过虚线34表明那样。坐标z_F1在示出的实施例中对应于z_W2。虚线35相应地表明，以频率f2激励z坐标z_F2处的脂肪质子。由此，激励脉冲激励检查体积30的子区36中的脂肪质子。

如果在子区33中脂肪质子并未谐振，则其不被激励。如果在子区36中水质子并未谐振，则其不被激励。在图3中示出的示例中，子区33和36彼此邻接。

图4示出了在相同的所施加的基本磁场和相同的梯度场情况下带有其它激励脉冲的激励阶段的另一示例。该示图对应于图3的，并且不进一步阐述。

将激励脉冲的频谱选择为使得其在频率f3与频率f4之间并且具有带宽Δf2=f4-f3，其小于带宽Δf1。激励脉冲激励子区46中的氢质子和不激励脂肪质子，而在子区47中激励脂肪质子和不激励水质子。阴影子区48在子区46与子区47之间。在子区48中，既不激励水质子又不激励脂肪质子。通过选择非常窄带的激励脉冲，子区46和47并不接触。

除了改变激励脉冲的带宽之外，还可以通过改变其它参数进行所激励区域的匹配。脂肪与水之间的空间偏移是与化学位移、静磁场的磁场强度（例如1.5T、3T或7T）、所激励的块宽度成比例，并且与激励脉冲带宽的倒数成比例的。在此，3D成像中的块宽度限定为z方向上的体积延展。其包括层的数目与层宽度加上各个层之间的可能间隔的乘积。在此，z方向不必用作（如在图1所示）基本磁场位于其中的真实的空间方向，而是坐标系相应地旋转。其对应于总是将层延展/块方向称作z的传统。如果将水精确地与脂肪分离，则空间偏移必须与被激励的块一样大。用于激励脉冲的带宽的量级在1.5T时是大约220Hz，在3T时是大约440Hz。例如在SPACE序列中常见的激励脉冲具有大约2kHz的带宽。

所需要的梯度Gz通过

Gz=2·π·Δf/(γ·z_ang)

算出，z_ang在此是被激励块的宽度。

于是也可以改变梯度的斜率，以便实现空间激励的改变。

接着上面描述的激励阶段跟随有采集阶段。以已知方式执行重聚脉冲、例如非选择性的重聚脉冲，其造成多回波序列。回波由高频天线接收。为了可以在位置上将所接收的回波关联，将其通过梯度场在采集阶段中空间编码。空间编码、例如沿着z轴线、即沿着也在激励阶段中使用过的梯度方向的相位编码，允许以空间编码方式采集检查体积的第一和第二子区的原始数据。在实施例中使用SPACE序列。该3D方法使用在一个方向上的频率编码和相应在两个其它方向上的相位编码。沿着z轴线进行对位置信息的相位编码。

在采集阶段中，将原始数据写入k空间中。根据原始数据以已知方式算出图像数据。最后提供整个检查体积的三维图像数据。可以为了评估而形成检查体积的任意剖面。由于分离的激励，这些在第一子区33或46中的剖视图示出纯粹的“水信号图像”，而并无亮的脂肪信号的干扰。在子区36或47内，这些剖视图示出纯粹的“脂肪信号图像”。

为了还可以在第二子区中制成纯粹的“水信号图像”，第一次共振断层成像拍摄后可以跟随有第二个，如借助图5阐述那样。

图5示出了图52，其基本上对应于图3中的图25。轴线26和27同样与限定激励脉冲的带有带宽Δf1的频谱的频率f1和f2相同。带有子区33和36的检查体积30与在图3中相同。在带有随后的采集的（如图3所示的）激励后，进行根据图5的激励，其中梯度场具有相反的符号。这表示，在之前通过梯度场提高基本磁场的地方，其现在下降，反之亦然。

相应地，直线51示出了根据等式（2）的、在沿着z轴线的位置和位于水环境中的质子（氢核）的进动频率之间的关联。直线50示出了在沿着z轴线的位置和位于脂肪环境中的质子（氢核）的进动频率之间的关联。由于化学位移，直线50相对于直线51朝较低频率偏移。

带有在频率f1与f2之间的频谱的高频激励脉冲在这种梯度场中，在从z_F5延伸到z_F6的子区33中激励脂肪质子。值得注意的是，z_F5对应于来自图3的坐标z_W1，并且z_F6对应于来自图3的坐标z_W2。在子区36中激励水质子。相对于如结合图3阐述的激励，将用于脂肪激励和用于水激励的区域准确交换。

下面的采集阶段与在第一激励脉冲后的采集阶段并无不同。产生三维图像，其中在子区33中仅脂肪质子有助于成像，并且在子区36中仅水质子有助于成像。

在另一变型中，梯度场可以对于第二拍摄保持不变，然而高频激励脉冲是频率错移的。这种频率错移的作用在观察图3中时显而易见。激励脉冲的下频率应是f2，并且图3中未示出的上频率f3应该相对于f2错移带宽Δf1。然后在子区36中激励水质子和不激励脂肪质子。

在该情况下，不同时激励子区33中的脂肪质子。在图3中位于子区36右方的子区中，由频率错移的激励脉冲激励脂肪质子。这种子区位于块30之外。为了从整个检查体积30产生脂肪质子图，必须在第三次遍历中以Δf1频率错移到较低频率，即借助上频率f1进行。

在图6中，在图60中纯粹示意性示出了根据本发明的方法的脉冲序列。对应时间t示出了电压U，两者都以任意单位显示。该视图并非合乎比例的。在激励阶段的时间间隔Δt1期间中，执行激励脉冲A。在随后的、在采集阶段的时间间隔Δt2中中执行重聚脉冲R。本发明着手于构建激励脉冲，而重聚脉冲可以如在传统采集中那样来确定。

最后再次指出，之前详细描述的方法及所示出的磁共振断层成像***1仅是可以由本领域技术人员以各种方式修改而不偏离本发明的范围的实施例。此外，不定冠词“一”和“一个”的使用并不排除所涉及的特征可以复数地存在。同样，术语“单元”和“模块”并不排除，所涉及的部件由多个协作的子部件构成，其同样可以是在空间上分布的。

Claims (12)

1.一种用于控制磁共振***（1）来执行第一脉冲序列的方法，包括：

-激励阶段，在所述激励阶段中施加梯度方向中的第一梯度，以便产生位置相关的基本磁场，并且在所述激励阶段中执行选择性的高频激励脉冲（A），其中，所述选择性的高频激励脉冲（A）在检查体积（30；45）的第一子区（33；46）中激励第一材料而不激励第二材料，并且其中，所述选择性的高频激励脉冲在所述检查体积（30；45）的第二子区（36；47）中不激励所述第一材料而激励所述第二材料；

-采集阶段，在所述采集阶段中执行一定数目的重聚脉冲（R），以便沿着所述梯度方向（z）以空间编码方式采集所述检查体积（30；45）的第一子区和第二子区（33,36；46,47）的原始数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述一定数目的重聚脉冲的至少一个是非选择性的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以三维空间编码的方式进行原始数据的采集。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在第一和第二维度中以相位编码的形式进行所述三维空间编码，并且在第三维度中以频率编码的形式进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，沿着所述梯度方向进行相位编码。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，通过梯度来调节所述位置相关的基本磁场，使得在所述检查体积（30；45）的第一子区（33；46）中的第一材料中的核自旋的共振频率位于第一频率（f1）与第二频率（f2）之间，并且在所述检查体积（30；45）的第二子区（36；47）中的第二材料中的核自旋的共振频率位于所述第一频率（f1）与所述第二频率（f2）之间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述选择性的高频激励脉冲的频谱位于所述第一频率（f1）与所述第二频率（f2）之间。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其中，执行第二脉冲序列，所述第二脉冲序列具有激励阶段，在所述激励阶段中施加与所述第一梯度在符号上不同的第二梯度用于产生位置相关的基本磁场，并且执行所述选择性的高频激励脉冲（A）。

9.根据权利要求1到7之一所述的方法，其中，执行第二脉冲序列，所述第二脉冲序列具有激励阶段，在所述激励阶段中频率错移地执行所述选择性的高频激励脉冲（A）。

10.一种用于控制磁共振***的控制装置（13），所述磁共振***包括高频发射天线***（5）、梯度***（6）和高频接收天线***（7），其中，所述控制装置（13）被设计为：所述控制装置将所述梯度***（6）控制为沿着梯度方向施加第一梯度来产生位置相关的基本磁场；所述控制装置将所述高频发射天线***（5）控制为执行选择性的高频激励脉冲（A），其中所述选择性的高频激励脉冲（A）在所述检查体积（30；45）的第一子区（33；46）中激励第一材料而不激励第二材料，并且其中所述选择性的高频激励脉冲（A）在所述检查体积（30；45）的第二子区（36；47）中不激励所述第一材料而激励所述第二材料；并且所述控制装置将所述高频发射天线***（5）控制为执行一定数目的重聚脉冲（R），以便沿着所述梯度方向以空间编码方式采集所述检查体积（30；45）的原始数据。

11.一种带有根据权利要求10所述的控制装置（10）的磁共振断层成像***（1）。

12.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品能够直接加载到磁共振断层成像***（1）的可编程控制装置（13）中，所述计算机程序产品具有程序编码装置，以便当程序在所述控制装置（13）中运行时实施根据权利要求1到8之一所述的方法的所有步骤。

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