具有减少的声学噪声发射的动脉自旋标记和其操作的方法

摘要

一种磁共振成像(MRI)系统(100、600)，其根据伪连续动脉自旋标记(pCASL)方法来生成指示流体流的信息。所述MRI系统包括至少一个控制器(104、610)，所述至少一个控制器被配置为：生成伪连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲序列(200)，所述伪连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲序列包括至少第一梯度(GR)脉冲序列(207)和第二射频(RF)脉冲序列(205)，所述第一GR脉冲序列具有包括多个循环的正弦波形，所述第二RF脉冲序列包括具有多个循环的半波整流正弦波形，并且所述第二RF脉冲序列与所述第一GR脉冲序列是同步的；使用所述pCASL脉冲序列在标记模式期间对标记区域中的所述流体流的至少部分进行标记；在靠近所述标记区域的下游的成像区域处采集所述流体流的标记图像信息和控制图像信息；和/或根据所采集的标记图像信息与控制图像信息的差异来生成图像信息。正弦梯度波形在对脉冲序列的运行期间得到更少的声学噪声。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年1月15日提交的美国临时专利申请第61/752470 号和于2013年3月29日提交的美国临时专利申请第61/806543号的权益， 通过引用将其全部内容并入本文中。

技术领域

本系统的示范性实施例总体上涉及磁共振成像(MRI)系统并且更具 体地涉及诸如那些被配置为执行具有减少的声学发射的动脉自旋标记 (ASL)方法以及有关的其操作方法的MRI系统。

背景技术

磁共振成像(MRI)方法广泛被认为是在对各种脑血管疾病的诊断中 的有价值的工具。例如，基于动脉自旋标记(ASL)方法的灌注成像是可以 以无创方式来提供诸如人类患者的测试对象中的诸如血流的流体流的图像 的MRI方法。因此，ASL方法可以用于无创地评估患者的各种血流，例如 对于具有改变的脉管系统的患者的诊断和处置可以高度期望的颅内血流， 例如在Hendrikse J、van der Grond J、Lu H、van Zijl PC、Golay X的“Flow Territory Mapping Of The Cerebral Arteries With Regional Perfusion MRI” (Stroke 2004；35:882–887)和Helle M、Norris DG、Rüfer S、Alfke K、Jansen  O、van Osch MJP的“Superselective Pseudocontinuous Arterial Spin Labeling” (Magnetic Resonance in Medicine 2010；64:777-786)中描述的，通过引用将 其并入本文中，如同整体阐述在本文中。

总体上，ASL方法利用血流的动脉血液水自旋(下文称为血液自旋) 作为内源性示踪剂(3)并且(例如，使用可以使血液水自旋磁化或反转的 标记脉冲序列)选择性地对靠近成像区域的标记区域(例如，标记平面) 处的血液进行标记。然后，经标记的血流的图像在成像区域(或成像平面 或切片)处被采集并且一般被称为标记图像。更具体地，血流的动脉血液 水自旋被选择性地标记，并且然后，在延迟时间(例如，流入时间(T₁)) 已经消逝之后，该经标记的流的图像在成像区域处被采取。在标记之后， 经标记的血液水自旋的至少部分从标记区域行进到成像区域，在所述成像 区域中，经磁性标记的自旋与组织水分子交换，由此减少总体组织磁化。 因此，标记图像对经标记的自旋与附近的静态组织(例如，颅组织)之间 的磁性差异变得敏感。

为了获得灌注加权的信号，确定标记图像与控制图像之间的差异。因 此，在控制模式(例如，控制阶段)期间执行第二图像采集以采集血流的 控制图像。对于控制图像，血液磁化理想上没有被改变(例如，如对于标 记图像进行的磁化或反转)。然后，对应的标记图像与控制图像的随后的相 减理想上消除了静态组织信号并得到纯灌注加权图像。为了获得充分的信 噪比(SNR)，通常按次序地采集多对标记图像和控制图像(通常大约在10 到30对之间)并确定对应的差异图像。遗憾的是，获得多对标记图像和控 制图像的过程可以具有3到5分钟之间的总体扫描时间而过长。

存在常用并可以根据如何标记血液自旋而分类的若干类型的ASL方 法。一种常见类型的ASL方法被称为伪连续或脉冲连续的ASL(pCASL) 并且通常根据pCASL协议而执行，所述pCASL协议采用包括射频(RF) 脉冲和梯度脉冲样式(例如，RF脉冲/梯度样式)的pCASL脉冲序列。该 RF脉冲/梯度样式可以包括每个大约为1ms长度(持续时间)的一系列短 而离散的RF脉冲连同同步脉冲梯度场。RF脉冲/梯度样式例如可以具有如 下参数：

RF脉冲：翻转角18°，RF持续时间0.5ms，相继的RF脉冲之间的时 间0.5ms；以及

梯度：最大幅度6mT/m，平均梯度0.6mT/m。

在标记模式期间，RF脉冲/梯度样式可以重复地被应用诸如大约2秒的 持续时间，以创建靠近成像切片的薄的标记区域平面(区域)。流过该标记 区域的血液自旋归因于被称作流驱动的绝热反转的处理而被反转(例如， 血液磁化被反转)，所述流驱动的绝热反转例如被描述在Garcia、DM.、 Bazelaire、CD.、Alsop、D的“Pseudo-continuous Flow Driven Adiabatic Inversion for Aterial Spin Labeling”(In Proceedings of the Joint Annual  Meeting of ISMRM,Miami,USA,2005,第9页)(下文称为“Garcia”)；Wu  WC、Fernandez-Seara M、Detre JA、Wehrli FW、Wang J的“A Theoretical And Experimental Investigation Of The Tagging Efficiency Of Pseudocontinuous Arterial Spin Labeling”(Magn Reson Med 2007,58:1020-1027)(下文称为 “Wu”)以及Dai W、Dairon G、de Bazelaire C、Alsop DC的“Continuous Flow-Driven Inversion For Arterial Spin Labeling Using Pulsed Radio Frequency And Gradient Fields”(Magn Reson Med 2008,60:1488-1497)(下 文称为“Dai”)中，通过引用将其并入本文中，如同整体阐述在本文中。 为了对流动血液自旋的充分标记，常规pCASL梯度样式通常包括在这样的 频率处的方形或梯形的梯度波形：所述频率在可听频率范围内并且所述频 率对于流动血液自旋的充分标记具有高梯度强度和转换速率。然而，对用 于产生这些方形或梯形的场梯度波形的场梯度的切换通常导致(例如，对 应的MRI系统的部件的)机械振动并导致声发射。这些声发射(例如，声 学噪声)通常被描述为滴答声或蜂鸣声并且可以超过120dB(A)，其可以导 致暴露的诸如患者和专业人员不舒服。另外，关于机械振动，这些振动可 以损害图像质量并且可以(例如，归因于机械应力)不利地影响部件耐久 性，尤其当场梯度波形的重复时间(Tr)接近MRI系统的机械共振频率(f_MR) 时。该机械应力可以导致MRI系统的部件的过早损坏，这可以增加运行成 本和停机时间。该机械振动应当得到控制。

发明内容

本文中描述的(一个或多个)系统、(一个或多个)设备、(一个或多 个)方法、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、处理等 (其中的每个在下文中将被称为系统，除非上下文中另行指示)解决现有 技术系统中的一个或多个问题。

本申请主要描述了一种新颖的ASL方法和MRI系统，所述MRI系统 被配置为减少由其产生的振动和噪声发射。通过减少对MRI系统的部件的 振动机械应力，部件归因于应力的过早损坏可以被防止或被完全消除，这 可以减少停机时间、修理和/或运行成本。

根据本系统的实施例，描述了一种用于生成指示流体流的信息的磁共 振成像(MRI)系统，所述MRI系统包括至少一个控制器，所述至少一个 控制器被配置为：生成伪连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲序列，所述伪 连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲序列包括至少梯度(GR)脉冲序列和射 频(RF)脉冲序列，所述GR脉冲序列具有包括多个循环的正弦波形，所 述RF脉冲序列包括具有多个循环的波形，并且所述RF脉冲序列与所述 GR脉冲序列是同步的；使用所述pCASL脉冲序列在标记模式期间对标记 区域中的所述流体流的至少部分进行标记；在所述标记区域下游的成像区 域处采集所述流体流的标记图像信息和控制图像信息；并且根据所采集的 标记图像信息与控制图像信息的差异来生成图像信息。

还设想，所述GR脉冲序列的所述正弦波形可以具有固定的幅度和固 定的频率中的一个或多个，所述RF脉冲序列可以包括半波整流正弦波形、 块波形、汉宁波形(Hanning waveform)或具有频率调制的正弦调制汉宁波 形，所述GR脉冲序列和所述RF脉冲序列可以彼此同步和/或所述控制器可 以被配置为通过将所述GR脉冲序列应用到梯度线圈并且将所述RF脉冲序 列应用到射频(RF)换能器来对所述流体流进行标记。所述MRI系统可以 包括被配置为绘制所生成的图像信息的显示器，所述控制器可以被配置为 改变所述GR脉冲序列的频率以减少所述MRI系统的声学噪声输出和/或所 述控制器可以被配置为选择根据所述MRI系统的一个或多个声学共振频率 来设定的所述GR脉冲序列的频率。

根据本系统的实施例，描述了一种使用磁共振成像(MRI)系统来生 成指示流体流的信息的方法，其中，所述方法由所述MRI系统的至少一个 控制器执行。所述方法包括以下动作：生成伪连续动脉自旋标记(pCASL) 脉冲序列，所述伪连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲序列包括梯度(GR) 脉冲序列和射频(RF)脉冲序列，所述GR脉冲序列具有包括多个循环的 正弦波形，所述RF脉冲序列具有多个循环，并且所述RF脉冲序列与所述 GR脉冲序列是同步的；使用所述pCASL脉冲序列在标记模式期间对标记 区域中的所述流体流的至少部分进行标记；在所述标记区域下游的成像区 域处采集所述流体流的标记图像信息和控制图像信息；并且根据所采集的 标记图像信息与控制图像信息的差异来生成图像信息。第一脉冲序列的正 弦波形可以具有固定的幅度和固定的频率中的一个或多个。另外，RF波形 可以包括半波整流正弦波形、块波形、汉宁波形或具有频率调制的正弦调 制汉宁波形。

此外，在一些实施例中，所述GR脉冲序列和所述RF脉冲序列可以彼 此同步。对所述流体流进行标记还可以包括以下中的一个或多个动作：将 所述GR脉冲序列应用到梯度线圈并且将所述RF脉冲序列应用到射频(RF) 换能器，将所生成的图像信息绘制在所述MRI系统的显示器上，改变所述 GR脉冲序列的频率以减少所述MRI系统的声学噪声输出，和/或设定根据 所述MRI系统的一个或多个声学共振频率来设定的所述GR脉冲序列的频 率。

在另外的其他实施例中，描述了一种被存储在计算机可读存储介质上 的计算机程序，所述计算机程序被配置为使用具有主线圈、梯度线圈以及 射频(RF)换能器的磁共振成像(MRI)系统来生成指示流体流的信息， 所述计算机程序包括程序部分，所述程序部分被配置为：生成伪连续动脉 自旋标记(pCASL)脉冲序列，所述伪连续动脉自旋标记(pCASL)脉冲 序列包括梯度(GR)脉冲序列和射频(RF)脉冲序列，所述GR脉冲序列 具有包括多个循环的正弦波形，所述RF脉冲序列包括具有多个循环的半波 整流正弦波形，并且所述RF脉冲序列与所述GR脉冲序列是同步的；使用 所述pCASL脉冲序列在标记模式期间对标记区域中的所述流体流的至少部 分进行标记；在所述标记区域下游的成像区域处采集所述流体流的标记图 像信息和控制图像信息；并且根据所采集的标记图像信息与控制图像信息 的差异来生成图像信息。

还设想，程序部分还可以被配置为执行包括以下的一个或多个动作： 将所述GR脉冲序列的所述正弦波形生成为具有固定的幅度和固定的频率 中的一个或多个，将所述RF脉冲序列生成为包括半波整流正弦波形、块波 形、汉宁波形或具有频率调制的正弦调制汉宁波形。根据本系统的实施例， 所述程序部分还可以被配置为将所述GR脉冲序列和所述RF脉冲序列生成 为彼此同步。此外，当对所述流体流进行标记时，所述程序部分还可以被 配置为将所述GR脉冲序列应用到梯度线圈并且将所述RF脉冲序列应用到 RF换能器。另外，所述程序部分还可以被配置为：将所生成的图像信息绘 制在所述MRI系统的显示器上，改变所述GR脉冲序列的频率以减少所述 MRI系统的声学噪声输出，和/或选择根据所述MRI系统的一个或多个声学 共振频率来设定GR脉冲序列的频率。

附图说明

将参考附图通过举例的方式来进一步详细解释本发明，其中：

图1是根据本系统的实施例的MRI扫描器的部分的示意图，

图2是图示根据本系统的实施例生成的pCASL序列的部分的图，

图3是图示根据本系统的实施例的颜色编码的灌注信号与测试对象的 大脑的解剖图像的叠加的图像，

图4是图示根据本系统的实施例运行的MRI系统和常规MRI系统的声 学噪声发射的比较时间轨迹的图，

图5是图示根据本系统的实施例的由MRI系统执行的处理的流程图，

图6示出根据本系统的实施例的系统的部分。

具体实施方式

下文是当结合附图理解时将说明以上提到的特征、优点以及其他的对 图示性实施例的描述。在下面的描述中，为了解释而非限制的目的，阐述 了图示性细节，例如，架构、接口、技术、元件属性等。然而，对于本领 域普通技术人员将变得显而易见的是，除了这些细节以外的其他实施例将 仍被理解为在权利要求的范围之内。此外，为了清楚的目的，省略了对众 所周知的设备、电路、工具、技术以及方法的详细描述，以便不使对本系 统的描述晦涩难懂。应当明确理解，出于图示性目的而包括附图并且附图 不表示本系统的全部范围。在附图中，不同附图中的相同的附图标记可以 指定相似的元件。

图1是根据本系统的实施例的MRI扫描器100的部分的示意图。根据 本系统的实施例，MRI扫描器100可以执行一种或多种类型的ASL方法， 例如，pCASL方法等。MRI扫描器100可以包括线圈部分102、控制器104、 存储器106以及用户接口(UI)110中的一个或多个。线圈部分102、控制 器104、存储器106以及用户接口(UI)110中的一个或多个可以相对于彼 此位于本地和/或远程并且可以使用有线通信方法和/或无线通信方法彼此 通信。例如，UI 110可以相对于控制器104位于远程并且可以经由任何合 适的通信网络(例如，电话网络、3G或4G通信网络、局域网(LAN)、广 域网(WAN)、互联网、内联网等)与控制器104通信。

线圈部分102可以包括一个或多个磁性部分112、梯度线圈116以及 RF部分114。磁性部分112可以包括一个或多个主线圈(例如，主线圈、 磁体、DC线圈等)，所述一个或多个主线圈可以在诸如扫描体积(例如， 成像体积、感兴趣区域(ROI)、感兴趣体积(VOI)等)处的一个或多个 期望的区中生成均匀的或基本上均匀的磁场强度。所述一个或多个主线圈 可以包括超导线圈和/或非超导线圈，所述超导线圈和/或所述非超导线圈可 以在对控制器104的控制下操作并且可以在扫描体积的至少部分中生成均 匀的(例如，均质的)或基本上均匀的磁场。线圈部分102可以被配置为 使得扫描体积可以包括标记区域(平面)和/或图像区域(平面)，所述标记 区域(平面)和/或所述图像区域(平面)可以位于线圈部分102的主体的 任选的内部开口之内的内部或线圈部分102的主体的外部。

控制器104可以控制对系统100的总体操作并且可以与存储器106、用 户接口110和/或线圈部分102中的一个或多个交互。控制器104可以包括 一个或多个驱动器，所述一个或多个驱动器可以生成能操作用于控制(例 如，驱动)线圈部分102的一个或多个信号。根据本系统的实施例，所述 信号可以例如包括诸如pCASL序列的一个或多个pCASL序列。因此，例 如，pCASL序列可以包括如梯度(GR)信号的正弦信号和如射频(RF) 信号的具有两个或更多个循环(每个包括一个脉冲)的选择性脉冲半整流 正弦信号中的一个或多个。这些信号中的每个可以具有期望的幅度、频率、 持续时间、占空比并且可以在期望时在扫描时间期间重复。因此，控制器 104可以包括一个或多个信号发生器(例如，正弦波发生器)、放大器整流 器、脉冲发生器、滤波器等以生成这些信号。另外，根据本系统的实施例， 控制器104可以能操作用于将RF信号和GR信号发送到线圈部分102，使 得它们分别可以驱动RF部分114和梯度部分116。

在一些实施例中，控制器104可以包括用于选择模式(例如，标记模 式和控制模式)的自旋准备模块和/或用于执行用于数据采集的读出方法的 图像采集模块。自旋准备模块和/或图像采集模块可以能操作用于软件和/ 或硬件中。

自旋准备模块可以选择性地执行一个或多个标记模式和/或控制模式。 在标记模式(例如，标记阶段、选择模式或阶段等)期间，根据本系统的 实施例，自旋准备模块可以确定为能操作用于使用pCASL序列来标记血流。 另外，在控制模式(例如，控制阶段、非选择性模式或阶段等)期间，自 旋准备模块可以能操作用于选择性地标记血流。因此，自旋准备模块可以 包括选择器，所述选择器可以选择标记模式和控制模式。

图像采集模块可以被配置为执行用于数据采集(例如，回波平面成像 或平衡稳定状态自由精确度)的读出方法。另外，在期望时可以采用预饱 和与背景抑制脉冲(例如，使用pCASL方法)来抑制成像体积中的静态组 织信号。

另外，根据本系统的实施例，控制器104可以控制可以支撑在MR扫 描流程期间要被扫描的测试对象(例如，患者)的至少部分的平台的位置 和/或取向。因此，控制器104可以控制平台或其部分的位置和/或取向，使 得测试对象的至少部分可以在扫描期间被定位在扫描体积之内。

控制器104可以处理回波信息以(例如，使用诸如重建技术的任何合 适的技术)采集诸如控制图像和标记图像的图像。然后，控制器可以确定 控制图像与标记图像的差异并生成对应的差异图像。该差异图像可以被绘 制在诸如显示器的系统的UI上以方便用户。另外，控制器可以将与标记图 像、控制图像以及差异图像有关的图像信息存储在诸如存储器106的系统 的存储器中以供稍后使用。

梯度部分116可以包括一个或多个梯度线圈，所述一个或多个梯度线 圈可以在一个或多个轴上生成一个或多个梯度场。例如，梯度部分116可 以分别在x轴、y轴和z轴上生成Gx场、Gy场和Gz场。

RF部分114可以包括用于生成RF发射和/或接收诸如回波信息的信号 的一个或多个收发器，所述回波信息可以由控制器处理以生成图像信息(例 如，标记图像和控制图像)，所述图像信息然后可以用于生成对应的差异图 像。设想一个或多个收发器可以位于收发器阵列中并且可以以并行和/或按 次序的方式接收信息。

存储器106可以包括用于存储应用数据、操作数据、运行参数、用户 数据、通过对本系统的操作生成的数据和/或与本系统的实施例的描述的操 作有关的其他数据的任何合适的存储器。根据本系统的实施例，例如，存 储器106可以存储运行代码、设定、参数等以用于执行诸如ASL方法、cASL 方法等的一个或多个MRI扫描方法。存储器106可以包括本地存储器和/ 或分布式存储器。

UI 110可以包括用户可以利用其与系统100交互的任何合适的用户接 口。因此，UI 110可以包括诸如键盘、定点设备、触摸屏、鼠标、轨迹球、 麦克风等的用户输入设备。另外，UI 110可以包括用于绘制信息以方便用 户的诸如显示器、打印机、扬声器等的任何合适的设备。因此，由本系统 生成的MRI图像信息可以实时地被绘制在显示器上以方便用户。UI 110的 一个或多个部分可以位于彼此的本地和/或远程。例如，UI 110可以包括诸 如智能手机(例如，IPhone^TM等)、平板电脑(例如，IPad^TM等)等的移动 站(MS)的触摸屏的用户接口设备，所述用户接口设备可以与控制器104 通信并且可以能操作用于显示由本系统生成的诸如图像信息的信息和/或接 收诸如命令等的用户输入。因此，用户可以使用智能手机来与系统100交 互。

系统100可以经历在一个或多个共振频率f_res处的机械共振。这些共振 频率可以被存储在系统的存储器中和/或由控制器104使用任何合适的方法 来确定。

图2是图示根据本系统的实施例生成的pCASL序列100的部分的图。 pCASL序列100可以包括可以分别在下面将讨论的标记模式、控制模式和 图像采集模式期间执行的一个或多个标记序列、控制序列和图像采集204 序列。

标记模式

在标记模式期间，同步的RF信号205和梯度(GR)信号207分别被 生成，归因于被称为绝热反转(例如，参见Garcia、Wu和Dai)的处理， 所述RF信号205和所述GR信号207使流过标记区域的血流自旋反转。因 此，这些反转的血流自旋可以被认为具有与经受如本文中所讨论的控制模 式的处理的血流自旋的未改变的磁场相反的反转的磁场。

关于RF信号205和梯度(GR)信号207，这些信号可以分别在一个或 多个间隔期间被输出，其中，这些一个或多个间隔中的每个具有(T_int)的 持续时间，所述持续时间可以例如被设定为大约两秒。然而，根据本系统 的实施例，也设想T_int的其他值。RF信号205和GR信号207分别可以创 建靠近成像切片的薄的标记区域(例如，标记平面)。

RF信号205可以包括具有单个频率(f_RF)、幅度(A_RF)和/或周期(T_RF) 以及相位的半波整流正弦波形。在一些实施例中，周期T_RF可以等 于大约1毫秒。因此，例如，频率f_RF(Hz)可以等于1/T_RF＝(1/1ms)＝1000 Hz。根据本系统的实施例，RF脉冲可以被配置为使得其在pCASL的情况 下满足用于引发流过标记平面的血液自旋的绝热快速通道反转的特定要 求。RF脉冲的频率可以通过外部磁场中的水质子自旋的进动频率来确定。 然而，根据本系统的实施例，也设想其他值或其他值的范围。幅度(A_RF) 可以被设定为RF脉冲的期望的翻转角度，例如18度。

梯度信号GR可以含有具有单个频率(f_GR)、幅度(A_GR)、周期(T_GR) 和/或相位的正弦波形。因此，梯度信号可以使用下面的方程1来表 示。

   方程1 其中，t是以秒为单位的时间并且角频率ω＝2πf_GR。在期望时，频率(f_GR)、 幅度(A_GR)、周期(T_GR)和/或相位的值中的一个或多个可以是常 数。在一些系统中，频率f_GR和/或幅度A_GR可以分别等于在常规pCASL序 列中使用的梯度信号的频率和/幅度。因此，根据本系统的实施例，所述系 统的控制器可以获得常规pCASL序列的参数并分别使用正弦和半波整流梯 度信号和RF信号将这些值应用到pCASL序列的对应值。

另外，关于共振频率和f_GR的值或值的范围，设想根据本系统的实施例， 控制器可以确定MRI系统的一个或多个共振频率f_res并可以选择实质上不 等于f_res(或其多个，如果期望的话)的f_GR的一个或多个频率。例如，如 果确定MRI系统的机械共振频率f_res是具有+/-25Hz的窗口的1000Hz，则 控制器可以将GR信号107的频率f_GR设定为等于950Hz(例如，窗口的外 部)。控制器可以遵循查找表和/或用于根据确定的f_res的值来设定f_GR的频 率的方程。控制器可以使用任何合适的方法，例如使用任何合适的分析方 法通过对从所述系统的一个或多个传感器(例如，实时地)获得的反馈信 息(例如，从麦克风获得的声学反馈和/或从一个或多个加速度计获得的加 速度信息)的分析来确定f_res。然而，在另外的其他实施例中，f_res可以被存 储在所述系统的存储器中和/或从所述系统的存储器获得。

控制模式

在控制模式期间，不改变血液磁性。例如，梯度信号和诸如RF信号 205的RF信号可以利用在0°与180°之间切换的相继的RF脉冲的相位被 应用在标记区域处。以这种方式，通过与标记区域相同的区域的血流自旋 没有被反转。因此，这些血流自旋具有未改变的(例如，未反转的)磁场 并且可以充当控制血流自旋。

成像模式

在成像模式期间，所述系统可以在对应的标记模式和控制模式之后获 得标记图像和对应的控制图像。关于信号计时和采集，这些例如可以与用 于常规ASL序列的那些相同。(例如，使用差值技术等的)对应的标记图像 与控制图像的随后的相减可以减少或完全消除静态组织信号并得到纯灌注 加权图像，所述纯灌注加权图像可以被称为差异图像。为了获得充分的信 噪比(SNR)，根据本系统的实施例，可以采集若干对标记图像和控制图像。 例如，30对标记图像和控制图像可以被采集并被处理以获得例如15幅差异 图像。所述系统可以然后存储、处理差异图像和/或将差异图像绘制在诸如 所述系统的显示器的UI上。

通过使用具有每个具有与执行扫描的MRI系统的机械共振频率f_res不 对应的频率的正弦GR信号波形和/或半波整流RF信号波形的pCASL序列， 与常规扫描系统和方法相比可以减少归因于机械应力的声学噪声发射。另 外，由于归因于应力的振动在没有完全消除的情况下被减少，因此采集的 图像的质量得到增强。

图3是图示根据本系统的实施例的测试对象的大脑的颜色编码灌注信 号与解剖图像的叠加的图像300。图像例如可以使用以下参数利用临床 Philips 1.5T Achieva扫描器来采集：视场220×220mm、体素大小2.7×2.7 ×6mm、梯度回波平面读出(EPI)、标记持续时间1.65s、具有背景抑制 的后标记延迟1.525s、18个切片和20次标记图像和控制图像的平均。扫描 时间大约为每次测量2:40min。如可以容易认识到的，也设想其他值或其他 值的范围。

图4是图示根据本系统的实施例运行的MRI系统与常规MRI系统的声 学噪声发射(ANE)的比较时间轨迹的图400。图400具有两个时间间隔A 和B，时间间隔A图示针对常规pCASL扫描的ANE，并且时间间隔B图 示针对根据本系统的实施例的pCASL方法执行的扫描的ANE。关于时间段 A，块401图示归因于常规方波pCASL扫描的标记模式的ANE并呈现相对 稳定的噪声水平和如由虚线407示出的峰值幅度。关于时间段B，块403 图示归因于根据本系统的实施例的pCASL扫描的标记模式的ANE并呈现 相对稳定的噪声水平和如由虚线409示出的峰值幅度。然而，如由线407 与409之间的幅度差异所示出的，本系统归因于标记具有低得多的峰值 ANE值。另外，归因于回波平面成像(EPI)的尖峰对于常规扫描被示出为 409并且对于根据本系统的实施例的扫描被示出为411。

图5是图示根据本系统的实施例的由MRI系统执行的处理500的流程 图。处理500可以使用通过网络通信的一个或多个计算机来执行并且可以 使用一个或多个存储器来获得信息和/或存储信息，所述一个或多个存储器 位于彼此的本地和/或远程。处理500可以包括以下动作中的一个或多个。 另外，这些动作中的一个或多个可以被组合和/或被分离到子动作中，如果 期望的话。在操作时，所述处理在动作501期间开始并且然后前进到动作 503。为清楚起见，处理500的动作图示用于单个标记的动作并控制如所示 的模式序列(例如，2秒)。然而，在全面扫描间隔(例如，3分钟等)的 过程期间如果期望的话，处理500的特定动作可以被重复。

在动作503期间，所述处理可以生成pCASL脉冲序列，所述pCASL 脉冲序列包括至少梯度脉冲序列和RF脉冲序列，所述梯度脉冲序列具有包 括多个循环的正弦波形，所述RF脉冲序列具有含有多个循环的半整流正弦 波形，并且所述RF脉冲序列与所述第一脉冲序列是同步的。所述梯度脉冲 序列可以包括类似于GR信号(例如，参见GR 207)的信号波形，并且所 述RF脉冲序列可以包括类似于以上讨论的RF信号(例如，参见205)的 信号波形。在完成动作503之后，所述处理可以继续到动作505。

在动作505期间，所述处理可以选择性地执行标记模式和控制模式。 在标记模式期间，所述处理可以使用在动作503期间形成的pCASL脉冲序 列在标记模式(例如，标记阶段)期间选择性地对标记区域中的流体流的 至少部分进行标记。因此，RF脉冲序列可以被应用到所述系统的RF换能 器并且GR脉冲序列可以被应用到梯度线圈。RF脉冲可以用于使流过标记 区域的血液自旋反转(例如，磁化)。该反转可以根据流动驱动的绝热反转 处理来执行。然而，也设想其他反转处理。因此，在标记序列期间，血液 磁化可以被反转，并且在控制模式期间，所述处理一般不改变血液磁化。 在控制模式期间，所述处理通常不改变血液磁化。

为了选择模式，所述处理可以使用自旋准备模块，所述自旋准备模块 可以被配置为确定何时选择控制模式和何时选择标记模式。在完成动作505 之后，所述处理可以继续到动作507。

在动作507期间，所述处理可以在靠近标记区域的成像区域处采集流 体流的分别对应于标记图像和控制图像的标记图像信息和控制图像信息。 对所述标记图像信息的采集可以在标记区域处的血流自旋被标记之后的某 个时间被执行。该时间可以被称为标记延迟时间(T₁)并且可以被选择， 使得经标记的血流自旋的至少部分具有充分的时间进入成像区域。例如， 在一些实施例中，标记延迟时间T₁可以在血流自旋被标记之后立即开始计 数。类似地，对控制图像信息的采集可以在控制延迟时间(例如，T2等) 已经消逝之后发生。例如，在一些实施例中，控制延迟时间可以在已经结 束对应的控制序列之后开始计数。然而，在另外的其他实施例中，可以使 用其他计时方法来确定何时采集标记图像信息和/或控制图像信息。

RF部分的一个或多个传感器(例如，换能器、接收器等)可以使用用 于数据采集的任何合适的读出方法来采集标记图像信息和/或控制图像信 息。例如，回波平面成像(EPI)或平衡稳定状态自由精确度方法可以用于 采集标记图像信息和/或控制图像信息。另外，系统可以使用预饱和脉冲和/ 或背景抑制脉冲来抑制成像区域中的静态组织信号。标记图像信息和/或控 制图像信息可以根据本系统的一个或多个方法运行的诸如一个或多个 pCASL方法的一个或多个ASL方法来采集。例如，RF部分的传感器可以 检测回波信息并将回波信息转换成对应的标记图像信息或控制图像信息。 在完成动作507之后，所述处理可以继续到动作509。

在动作509期间，所述处理可以基于在动作507期间采集的对应对的 标记图像与控制图像之间的差异来重建差异图像。所述处理可以将差异图 像信息以及标记图像信息和控制图像信息存储在所述系统的存储器中以供 稍后使用，如果期望的话。在完成动作509之后，所述处理可以继续到动 作511。

在动作511期间，所述处理可以将差异图像绘制在诸如所述系统的显 示器的输出设备上。所述差异图像可以被输出为静止图像和/或被输出为实 时视频信息，如果期望的话。在完成动作511之后，所述处理可以继续到 动作513，在动作513处，所述处理可以结束或可以继续重复之前动作中的 一个或多个(例如，动作的其他序列)。

图6示出了根据本系统的实施例的系统600(例如，MRI系统等)的 部分。例如，本系统的部分可以包括在操作上耦合到存储器620的处理器 610(例如，控制器)、显示器630、传感器640、RF换能器660、磁性线圈 690以及用户输入设备670。存储器620可以是用于存储应用数据以及与所 描述的操作有关的其他数据的任何类型的设备。应用数据和其他数据由处 理器610接收以用于将处理器610配置(例如，编程)为执行根据本系统 的操作动作。经如此配置的处理器610变成特别适合于执行根据本系统的 实施例的专用机器。

操作动作可以包括通过例如控制梯度线圈、RF换能器660中的一个或 多个以输出一个或多个期望的信号以便形成控制信号和标记信号来配置 MRI系统。磁性线圈690可以包括主磁性线圈(例如，主磁体、DC线圈等) 以及梯度线圈(例如，x-梯度线圈、y-梯度线圈和z-梯度线圈)并且可以被 控制为在一个或多个期望的方向上和/或以一个或多个幅值(功率)发射主 磁场和/或梯度场。处理器610可以控制一个或多个驱动器以驱动磁性线圈 690，使得在期望的时间时发射期望的磁场。RF换能器660可以被控制为 在测试对象处发射RF脉冲和/或接收来自测试对象的诸如MRI(回波)信 息的信息。重建器(例如，处理器610)可以处理诸如回波信息的检测到的 信息并将检测到的回波信息变换成这样的内容：所述内容可以包括图像信 息(例如，静止图像或视频图像(例如，视频信息))、数据和/或可以被绘 制在诸如显示器630、扬声器等的本系统的用户接口(UI)上的图。另外， 所述信息可以然后被存储在诸如存储器620的所述系统的存储器中以供稍 后使用。因此，操作动作可以包括请求、提供和/或绘制诸如从回波信息获 得的重建图像信息的信息。处理器610可以将信息绘制在诸如所述系统的 显示器的所述系统的UI上。例如，重建器可以(例如，从RF换能器)获 得标记图像信息和控制图像信息并且可以然后确定标记图像信息与控制图 像信息之间的差异，以基于可以被包括在所述内容中的该差异来获得图像 信息。因此，重建器可以使用任何合适的图像处理方法(例如，数字信号 处理(DSP))、算法、回波平面成像方法、平衡稳定状态自由精确度方法等 来处理控制图像信息和/或标记图像信息以获得所述内容。

传感器640可以包括麦克风(例如，声学传感器)、加速度计、磁性线 圈等并且可以将对应的反馈信息提供到处理器610以供进一步处理，例如 以确定在系统中是否存在机械共振并且机械共振以什么频率发生。

用户输入670可以包括键盘、鼠标、轨迹球或诸如触敏显示器的其他 设备，用户输入670可以是独立的或是系统的部分，例如MRI系统、个人 计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、监视器、智能终端或哑终端或 用于经由任何可操作链接与处理器610进行通信的其他设备的部分。用户 输入设备670可以能操作用于与处理器610进行交互，包括使得能够进行 如本文中所描述的在UI之内的交互。清楚地，处理器610、存储器620、 显示器630和/或用户输入设备670可以全部或部分为计算机系统或诸如 MRI系统的其他设备和/或这样的系统的服务器的部分。

本系统的方法特别适合于由计算机软件程序执行，这样的程序包含对 应于由本系统描述和/或设想的个体步骤或动作中的一个或多个的模块。这 样的程序当然可以被实施在诸如集成芯片、外围设备或存储器(例如，存 储器620)或耦合到处理器610的其他存储器的计算机可读介质中。

存储器620中包含的程序和/或程序部分将处理器610配置为实施本文 中公开的所述方法、操作动作以及功能。存储器可以是分布式的和/或本地 的，并且其中可以提供额外处理器的处理器610也可以是分布式的或可以 是单一的。存储器可以被实施为电学存储器、磁性存储器或光学存储器或 这些或其他类型的存储设备的任何组合。此外，术语“存储器”应当足够 宽泛地被解释为涵盖能够从由处理器610可访问的可寻址空间中的地址读 取或写入到由处理器610可访问的可寻址空间中的地址的任何信息。利用 该定义，可通过网络访问的信息仍然在存储器之内，例如，因为处理器610 可以从网络检索针对根据本系统的操作的信息。

处理器610能操作用于响应于来自用户输入设备670的输入信号以及 响应于网络的其他设备而提供控制信号和/或执行操作，并且运行被存储在 存储器620中的指令。例如，处理器610可以获得来自传感器640的反馈 信息、可以确定是否存在机械共振。处理器610可以包括微处理器、(一个 或多个)专用集成电路或通用集成电路、逻辑设备等中的一个或多个。另 外，处理器610可以是用于根据本系统进行执行的专用处理器或可以是通 用处理器，其中，仅许多功能中的一个操作用于根据本系统进行执行。处 理器610可以利用程序部分、多个程序段运行和/或可以是利用专用集成电 路或多用途集成电路的硬件设备。

本系统的其他变型将容易由本领域普通技术人员想到并且由权利要求 书所涵盖。另外，本系统的应用包括但不以任何方式限于例如使用pCASL 类型成像方法对颅区域中的流体的非选择性灌注测量和选择性灌注测量。 本发明的示范性实施例可以对测试对象的其他区域或区的流体进行成像， 所述流体例如(例如，心脏区等中的)心脏流体、(例如，腹腔区等中的) 腹腔流体。非选择性灌注方法可以包括ASL序列，所述ASL序列对在标记 体积之内的所有动脉的血液进行标记和/或所述ASL序列与标记平面交叉； 并且选择性灌注方法可以被配置为对个体动脉中的血液进行标记。

最后，以上讨论旨在仅仅说明本系统并且不应当被解释为将权利要求 限于任何具体的实施例或实施例的组。因此，尽管已经参考示范性实施例 描述了本系统，但是也应当认识到，本领域普通技术人员在不脱离如权利 要求书所阐述的本系统的较宽和旨在的精神和范围的情况下可以设计若干 修改方案和备选实施例。因此，说明书和附图应被认为是采用说明性方式 并且不旨在限制权利要求的范围。

在解读权利要求时，应当理解：

a)词语“包括”不排除除了在给定权利要求中列出的元件或动作以外 的其他元件或动作的存在；

b)元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在；

c)权利要求中的任何附图标记不限制其范围；

d)若干“器件”可以由相同项或硬件或软件实施的结构或功能表示；

e)所公开的元件中的任一个可以包括硬件部分(例如，包括分立电路 和集成电路)、软件部分(例如，计算机编程)以及它们的任何组合；

f)硬件部分可以包括模拟部分和数字部分中的一个或两者；

g)除非另行具体说明，否则所公开的设备或其部分的任何可以被组合 在一起或被分离成其他部分；

h)除非具体指示，否则不旨在要求动作或步骤的具体顺序；以及

i)术语“多个”元件包括要求保护的元件中的两个或更多个，并且不 隐含元件的数目的任何具体范围；亦即，多个元件可以少至两个元件，并 且可以包括无限数目的元件。