[发明专利]MR电学性质断层摄影

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振（MR）成像领域。它涉及对置于MR设备检查体积中的对象进行MR成像的方法。本发明还涉及一种MR设备和一种用于在MR设备上运行的计算机程序。

背景技术

当前，尤其是在医学诊断领域中，广泛使用了MR成像方法，MR成像方法利用磁场和核自旋之间的相互作用来便形成二维或三维图像，因为对于软组织成像，它们在很多方面优于其他成像方法，不需要电离辐射，通常不是侵入性的。

发明内容

根据一般的MR方法，要被检查的对象（例如患者的身体）被布置在强的均匀磁场中，磁场的方向同时定义测量所基于的坐标系的轴（通常为z轴）。磁场根据磁场强度针对个体核自旋产生不同的能级，可以通过施加定义频率（所谓的拉莫尔频率或MR频率）的交变电磁场（RF场）来激励个体核自旋（自旋共振）。从宏观角度讲，个体核自旋的分布产生总体磁化，通过施加适当频率的电磁脉冲（RF脉冲）可以使总体磁化偏离平衡状态，同时磁场垂直于z轴（也称为纵轴）延伸，使得磁化绕z轴进行进动。进动运动描绘出锥形表面，锥形的孔径角称为翻转角。翻转角的大小依赖于所施加电磁脉冲的强度和持续时间。对于所谓的90°脉冲，自旋从z轴偏转到横平面（翻转角90°）。

在终止RF脉冲之后，磁化弛豫回初始平衡状态，其中，z方向的磁化以第一时间常数T1（自旋点阵或纵向弛豫时间）再次建立，垂直于z方向的方向上的磁化以第二时间常数T2（自旋-自旋或横向弛豫时间）弛豫。可以借助于接收RF天线检测到磁化的变化，接收RF线圈在MR设备的检查体积之内被布置并取向为使得在垂直于z轴的方向上测量磁化变化。在施加例如90°脉冲之后，横向磁化的衰减伴随有（局部磁场不均匀性诱发的）核自旋从具有相同相位的有序状态到所有相角均匀分布的状态（失相）的过渡。可以借助于重新聚焦脉冲（例如180°脉冲）来补偿移相。这在接收线圈中产生回波（自旋回波）信号。.

为了在对象中实现空间分辨率，在均匀磁场上叠加沿三个主轴延伸的线性磁场梯度，这造成自旋共振频率的线性空间相关性。那么接收线圈拾取的信号包含可能与对象中不同位置相关联的不同频率分量。经由接收线圈获得的信号数据对应于频率域并且被称为k空间数据。k空间数据通常包括利用不同相位编码采集的多条线。每条线都是通过收集若干样本而被数字化的。利用傅里叶变换或其他适当的重建算法将一组k空间数据变换成MR图像。

确定生物学组织电学性质的空间分布是主要感兴趣问题，因为生物学组织的复介电常数受到其组成的影响。由于肿瘤与健康组织的细胞构成不同，因而，例如己发现胶质瘤的电导率与周围健康组织的电导率不同（参见Lu等人，Int.J.Hyperthermia，8：第755-60页（1992年））。

近来发展起来基于MR成像的方法使得能够对生物组织的（复）介电常数或（仅）电导率进行检查。在所谓的MR电流密度成像（MR CDI）中，将外部电流源连接到要被检查的患者皮肤，以便向组织中注入电流。组织中的电流局部改变主磁场强度。这种效应被用来借助于采集MR相位图像来对组织之内的电流密度分布成像（Scott等人，IEEE Trans.Med.Imag.，10：第362-74页（1991年））。使用适当的后处理步骤，可以从所获得的电流密度图导出电导率的空间分布。这种方法被称为MR电阻抗映射（MR EIT，参见Seo等人，IEEE Trans.Biomed.Eng.，50：第1121-1124页（2003年））。这些MR CDI和MR EIT技术一般是通过施加几毫秒的DC电流来执行的。因此，获得的电导率与“低”频率范围（低于～1kHz）相关联。

前述MR CDI和MR EIT技术都具有的缺点是，它们需要外部电流源，这在标准MR成像环境中这是没有的。必须要将电流源连接到要被检查患者的皮肤表面，以便注入电流。主要问题在于，需要相对较大电流以获得足够高的信噪比。这样高的电流可能让被检查患者感到疼痛。