一种磁共振系统包括主磁体(12，12′，12″)，其在检查区域(14，14′，14″)中生成静磁场B0。超极化装置(26，26′，26″)通过被赋予轨道角动量的电磁辐射与静磁场B0横断地直接对核自旋进行超极化以诱发磁共振。超极化装置包括取向跟踪单元(100)，其确定被赋予光子束相对于预定义外部坐标系的取向。取向修改器(104)根据所确定的相对取向将被赋予光子束的取向调节到最佳取向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用被赋予轨道角动量的光通过直接横向超极化进行MRI本申请涉及磁共振技术。本申请特别适用于磁共振成像(MRI)和波谱(MRQ，并将特别参考其加以描述。常规磁共振成像(MRI)和波谱(MRS)系统使用强大的静磁场，一般称为Btl，以使质子的自旋矢量极化，尤其是使水和其他分子的核内部的质子极化，由此产生适于成像和化学分析的信号。利用RF激励脉冲，该系统使自旋矢量不对准，在它们进动到重新对准时， 亦即，共振时，它们产生用于成像的共振信号。不过，这种方法仅使得MRI扫描器能够从水质子的小部分实现净极化；例如，在室温下，1. 5特斯拉的磁场将使大约0. 0005%的质子极化。MR系统然后使用在射频(RF)频带中振荡的横向磁场，一般称为B1，以通过将极化核旋转得脱离与Btl场的对准来激励它们。一旦去除B1场，受激的极化核弛豫成与Btl对准，在这样做时，发射MR信号。共振偶极子暴露于梯度磁场以定位所得的共振弛豫信号。接收共振弛豫信号并例如将其重建成单维或多维图像。磁共振(MR)系统在特性上包括RF发射机，一般是耦合到发射线圈的RF发生器， 其生成调谐到感兴趣核素(nuclear species)的拉莫尔频率的B1磁场，激励极化的核素。 常规系统的缺点是现有技术的RF发射机不能在成像体积中实现均勻的激励。被设计成实现给定激励角的B1磁场实际上赋予激励角的分布。B1场激励的这种局限降低了最大可实现的信噪比(SNR)，导致生成激励回波，这可能导致严重的图像伪影。此外，B1磁场不能有效地同时激励多个分子和核素。在大多数成像序列中，B1磁场被设计成激励水分子中的氢质子，这需要将Bl场调谐到特定频率，即对于1. 5特斯拉的系统而言为64MHz。不过，利用大多数商用MR系统生成的&磁场不可能同时激励多个原子种类，例如碳(1 )、氧Γ0)、氮(14N)和磷(31P)。此外，在常规系统中对多个分子和原子种类进行空间编码是不可能的。如果在希望的成像平面之外存在多种形式的具有不同化学位移的分子种类，例如水中的1H和脂质中的1H,它们将被错误地激励。另一个问题是,B1激励场比共振信号强很多倍，但频谱是公共的。复杂的系统被用于保护共振信号接收电路，以免受B1激励场影响。本申请提供了克服上述问题和其他问题的新的改进型磁共振系统。根据一个方面，一种磁共振系统包括主磁体，主磁体在检查区域中生成静磁场~。 超极化装置通过被赋予轨道角动量的电磁辐射直接对核自旋进行超极化。与静磁场Btl横断地对核自旋进行超极化以诱发磁共振。根据另一个方面，一种用于磁共振的方法包括生成通过检查区域的静磁场Btl以极化偶极子，以及通过被赋予轨道角动量的电磁辐射在极化偶极子中诱发共振。一个优点是更高的信噪比。另一个优点是采样速率提高。另一个优点是改进了患者安全性。在阅读并理解说明书后，本领域技术人员将认识到本专利技术的其他优点。本专利技术可以实现为各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤的安排。附图仅仅为了例示优选实施例，不应被解释为限制本专利技术。附图说明图1是包括超极化装置的磁共振系统的示意图；图2是超极化装置的赋予设备的实施例的示意图；图3是完全包含在有创装置之内的超极化装置的一个实施例的示意图；图4是完全包含在有创装置之内的超极化装置的另一实施例的示意图；图5是具有取向修改器的超极化装置的另一实施例的示意图；以及图6是具有能选择性移动部件的超极化装置的另一实施例的示意图。轨道角动量(OAM)是所有携带方位角相位的光的固有性质，独立于界定OAM所针对的轴的选择。在与电子学上不同且隔离的系统(例如自由原子或分子)交互作用时，OAM 可以从光被传递到运动的质心。各种试验利用了被赋予OAM的光与物质的交互作用，例如，光镊、高吞吐量光通信信道、光学加密技术、光学冷却、光子与OAM的纠缠以及分子量子数与交互光子的OAM的纠缠。因为角动量是守恒量，所以被吸收光子的OAM被整体传递给交互作用的分子。结果， 受影响的电子状态到达饱和自旋态，分子关于其自身质心的角动量增大并沿着入射光的传播轴取向，分子的磁子进动运动也沿着入射光的传播轴取向。这些效应使得能够通过用承载自旋和OAM的光照射它们来使流体之内的核超极化。对电磁(EM)场进行分析表明有EM能量流，其中第一分量沿着射束传播的矢量行进，并且EM能量的第二分量绕着射束传播轴旋转。第二分量与射束传播附近的势矢量的角度变化成正比。这是重要的，因为旋转能量流与“1”、OAM值和传递到分子的旋转能量成正比，其中利用该旋转能量使得光交互作用随着OAM的值而增大。在携带自旋和OAM的光被分子吸收时，角动量守恒，在吸收和发射辐射期间系统 (辐射和物质两者)的总角动量不变。在光子被原子吸收时，原子的所得角动量等于其初始角动量加上被吸收光子的角动量的矢量和。在光子与分子交互作用时，仅有电子的OAM直接耦合到光跃迁。不同类型的角动量通过各种交互作用，例如自旋轨道、自旋转动、超精细、OAM旋转等彼此耦合。光子的极化通过电子轨道经由这些交互作用流到分子的核自旋、电子自旋和分子自旋。光子和分子之间的交互作用大小与光子的OAM成正比。结果，分子矩在被赋予了与入射光OAM含量 (content)成正比的自旋和OAM的入射光的传播轴方向上对准。显然，可以为任何电磁辐射赋予0ΑΜ，未必仅是可见光。所述实施例使用可见光，其与活组织的分子交互作用而无任何损伤效果；不过，也预见到在可见光谱之上或之下的光 /辐射，例如红外线、紫外线、X射线等。在一个实施例中，使用被赋予OAM的EM光子束替代现有扫描器的&场。在本实施例中，将光子OAM束聚焦在期望的成像或波谱位置，使得射束传播方向垂直于Btl场，从而在受激状态下使核超极化。从感兴趣区域去除被赋予OAM的光，并在核弛豫成与Btl场对准时发射标准的MR信号。在这样的实施例中，仅从光学输送系统可访问的偶极子接收共振信号。参考图1，在感兴趣偶极子与磁场对准的第一实施例中，磁共振成像或波谱系统 10包括主磁体12，该主磁体生成通过检查区域14的时间均勻的Btl场，例如1.5T。主磁体可以是环形或膛型磁体、C形开放磁体、其他设计的开放磁体等。与主磁体相邻设置的梯度磁场线圈16用于沿着相对于Btl磁场的选定轴生成磁场梯度。与检查区域相邻设置射频接收线圈，例如全身射频线圈18。任选地，除了全身RF线圈18之外或作为替代，提供局部表面RF线圈18'。扫描控制器20控制梯度控制器22，该梯度控制器令梯度线圈在整个检查区域内施加选定的磁场梯度脉冲，这可能适于选定的磁共振成像或波谱序列。扫描控制器20还控制电磁辐射源M，该电磁辐射源令下文将更详细描述的基于光子的超极化装置26发射被赋予OAM的光子束以在垂直于Btl场的取向上直接对核自旋进行超极化，从而充当B1场。被赋予了 OAM的光子用于在检查区域中激励和操纵磁共振。扫描控制器还控制连接到全身或局部RF线圈的RF接收器28，以接收从成像区域发出的磁共振信号。扫描器控制器基于预定义的扫描序列同步超极化装置26、梯度控制器22和读出RF接收器观。将从接收器观接收的数据暂时存储在数据缓存器30中并由磁共振数据处理器32 处理。磁共振数据处理器能够执行现有技术中已知的各种功能，包括图像重建本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·埃尔戈特，R·阿尔布，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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