。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 示例性設(shè)備和方法采用在應(yīng)用RF的不同共振品種（例如，組織）中產(chǎn)生不同信號(hào) 演進(jìn)的一系列各種序列塊。如這里所使用，術(shù)語(yǔ)"共振品種"表示能夠使用NMR使其共振的 物品（例如，水、脂肪、組織、材料）。作為說(shuō)明，當(dāng)示例性設(shè)備和方法將RF能量應(yīng)用于既具 有骨頭又具有肌肉組織的體積時(shí)，則骨頭和肌肉組織都將會(huì)產(chǎn)生NMR信號(hào)。然而，"骨頭信 號(hào)"和"肌肉信號(hào)"將會(huì)是不同的。能夠在一段時(shí)間上收集不同信號(hào)以識(shí)別該體積的信號(hào)演 進(jìn)。在一個(gè)實(shí)施例中，能夠隨后通過(guò)將該信號(hào)演進(jìn)與已知演進(jìn)進(jìn)行比較來(lái)描繪該體積中的 共振品種。在一個(gè)實(shí)施例中，"已知"演進(jìn)可以是例如仿真演進(jìn)和/或以前獲取的演進(jìn)。描 繪共振品種能夠包括識(shí)別共振品種的不同性質(zhì)（例如，Tl、T2、擴(kuò)散共振頻率、擴(kuò)散系數(shù)、自 旋密度、質(zhì)子密度）。另外，能夠識(shí)別其他性質(zhì)，包括但不限于組織類(lèi)型、材料、屬性（例如， T1、T2)的疊加。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)將第一信息與第二信息進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行描繪共振品種。 第一信息可包括獲取的NMR信號(hào)、獲取的信號(hào)演進(jìn)或從獲取的NMR信號(hào)或獲取的信號(hào)演進(jìn) 獲得的信息。第二信息可包括存儲(chǔ)的信號(hào)演進(jìn)、已知的信號(hào)演進(jìn)、模仿的信號(hào)演進(jìn)、從存儲(chǔ) 的信號(hào)演進(jìn)獲得的信息或不是信號(hào)演進(jìn)的信息。從信號(hào)演進(jìn)獲得信息可包括例如變換信號(hào) 演進(jìn)、變換兩個(gè)或更多信號(hào)演進(jìn)、組合信號(hào)演進(jìn)、分解信號(hào)演進(jìn)、分解兩個(gè)或更多信號(hào)演進(jìn) 和其他數(shù)學(xué)或其他變換。
[0029] 可按照各種方式執(zhí)行將第一信息與第二信息進(jìn)行比較，包括但不限于模式匹配、 選擇、成本函數(shù)的最小化和優(yōu)化。模式匹配可包括但不限于0MP、分類(lèi)序列標(biāo)記、回歸、群集、 分類(lèi)、實(shí)值序列標(biāo)記、解析算法、貝葉斯方法、馬爾可夫方法、集成學(xué)習(xí)方法和模板匹配。優(yōu) 化可包括但不限于最小二乘方優(yōu)化、調(diào)整最小二乘方優(yōu)化、基追蹤優(yōu)化和匹配追蹤優(yōu)化。
[0030] 比較的結(jié)果可采取不同形式。在不同實(shí)施例中，比較的結(jié)果可包括但不限于第一 信息與第二信息匹配的識(shí)別、第一信息在公差內(nèi)與第二信息匹配的識(shí)別和存在第一信息與 第二信息匹配的某個(gè)百分比可能性的識(shí)別。在其他實(shí)施例中，比較的結(jié)果可包括但不限于 共振品種的Tl的識(shí)別、共振品種的T2的識(shí)別、擴(kuò)散系數(shù)的識(shí)別、自旋密度的識(shí)別、共振頻率 (例如，化學(xué)位移）的識(shí)別和質(zhì)子密度的識(shí)別。在另一實(shí)施例中，該比較可包括識(shí)別磁場(chǎng)的 強(qiáng)度（例如，B(KBl)或者可包括識(shí)別梯度場(chǎng)的強(qiáng)度。在另一實(shí)施例中，比較的結(jié)果可識(shí)別 組織類(lèi)型（例如，腦、腦腫瘤）或者可識(shí)別材料。因此，該比較可產(chǎn)生不同結(jié)果。在一個(gè)實(shí) 施例中，可提供多個(gè)結(jié)果。例如，可提供可能的材料的加權(quán)列表。在另一例子中，可提供多 個(gè)可能性。
[0031] 示例性設(shè)備和方法不定義由共振品種產(chǎn)生的信號(hào)必須是什么，僅定義該信號(hào)在檢 查的不同共振品種之間是不同的。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同，不同NMR信號(hào)可不具有恒定信號(hào)強(qiáng)度 或相位。由于在一個(gè)實(shí)施例中組織或其他材料可產(chǎn)生不同信號(hào)，所以描繪組織或其他材料 的處理減少為信號(hào)時(shí)間過(guò)程中的模式識(shí)別?？墒褂美缯黄ヅ渥粉櫍∣MP)的不同變化執(zhí) 行模式識(shí)別。在一個(gè)實(shí)施例中，模式匹配可導(dǎo)致這樣的結(jié)論：獲取的信號(hào)演進(jìn)在預(yù)期公差內(nèi) 與已知信號(hào)演進(jìn)匹配。在另一實(shí)施例中，模式匹配可識(shí)別已知信號(hào)演進(jìn)與獲取的信號(hào)演進(jìn) 匹配的概率。在另一實(shí)施例中，比較可導(dǎo)致這樣的結(jié)論：獲取的信號(hào)演進(jìn)或作為獲取的信號(hào) 演進(jìn)的函數(shù)的信息在預(yù)期公差內(nèi)與已知信號(hào)演進(jìn)或作為一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)演進(jìn)的函數(shù) 的信息匹配。在另一實(shí)施例中，比較可識(shí)別獲取的信號(hào)演進(jìn)或作為獲取的信號(hào)演進(jìn)的函數(shù) 的信息與已知信號(hào)演進(jìn)或作為一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)演進(jìn)的函數(shù)的信息匹配的概率。示例性 設(shè)備和方法方便使共振品種之間的對(duì)比最大化，而不忽略可位于該體積或物體中的共振品 種。因此，NMR指紋識(shí)別包括：應(yīng)用產(chǎn)生針對(duì)參數(shù)和體積中的共振品種的特定組合而言特定 的特定信號(hào)演進(jìn)簽名（例如，指紋）的一系列各種序列塊。對(duì)接收的信號(hào)執(zhí)行的處理不包 括傳統(tǒng)重構(gòu)，而是包括考慮到已知信息（包括但不限于，信號(hào)演進(jìn)、從信號(hào)演進(jìn)獲得的信息 和其他信息）分析接收的NMR信號(hào)或確定的信號(hào)演進(jìn)。
[0032] 較大物體（比如，人體）由較小物體（比如，手臂和腿和臀部）構(gòu)成。較小物體又 由較小部分（比如，皮膚、肌肉、脂肪、骨頭、腱和假肢）構(gòu)成。這些較小部分又由甚至更小 的事物（比如，水和礦物）構(gòu)成。水和礦物自身由甚至更小的事物（例如，氫、氧）構(gòu)成，所 述甚至更小的事物由甚至更小的事物（例如，圍繞原子核運(yùn)行的電子）構(gòu)成。原子核可包 括表現(xiàn)出"自旋"的質(zhì)子。人體具有大量質(zhì)子，并且因此具有大量自旋。
[0033] 在存在磁場(chǎng)的情況下，一些自旋將會(huì)相對(duì)于該磁場(chǎng)沿一個(gè)方向（例如，N/S)調(diào)準(zhǔn)， 而其他自旋將會(huì)相對(duì)于該磁場(chǎng)沿相反方向（例如，S/N)調(diào)準(zhǔn)。傳統(tǒng)MRI操縱磁場(chǎng)，以使得 實(shí)現(xiàn)沿一個(gè)方向的凈調(diào)準(zhǔn)。傳統(tǒng)MRI還操縱磁場(chǎng)，以使得實(shí)現(xiàn)所述場(chǎng)中的局部差異以允許 空間編碼。例如，x、y和z梯度可被應(yīng)用以在較大磁場(chǎng)中創(chuàng)建局部變化。局部變化允許一 些自旋的激發(fā)，而沒(méi)有其他自旋的激發(fā)。因?yàn)榇艌?chǎng)和自旋之間的拉莫爾關(guān)系，所以選擇性激 發(fā)是可能的。拉莫爾關(guān)系描述自旋接受RF能量的頻率如何與自旋所在的磁場(chǎng)相關(guān)。
[0034] 利用創(chuàng)建的局部變化，RF能量可被應(yīng)用于與局部變化關(guān)聯(lián)的自旋的選擇的集合以 使那些自旋以某種方式運(yùn)行。例如，自旋可被強(qiáng)迫進(jìn)入高能狀態(tài)并且被強(qiáng)迫離開(kāi)它們的默 認(rèn)調(diào)準(zhǔn)。當(dāng)RF能量被去除時(shí)，自旋可返回或者可被強(qiáng)迫返回到它們的默認(rèn)調(diào)準(zhǔn)。不同自旋 可按照不同速率返回到它們的默認(rèn)調(diào)準(zhǔn)。類(lèi)似地，自旋可由于不同原因返回到它們的默認(rèn) 調(diào)準(zhǔn)。當(dāng)自旋從被強(qiáng)迫調(diào)準(zhǔn)返回到自然調(diào)準(zhǔn)時(shí)，自旋產(chǎn)生能夠在短時(shí)間段期間檢測(cè)到的信 號(hào)。傳統(tǒng)系統(tǒng)受到這個(gè)短時(shí)間段的限制，并且因此必須不斷地重復(fù)使自旋離開(kāi)一個(gè)調(diào)準(zhǔn)并 且進(jìn)入另一調(diào)準(zhǔn)的處理，它們能夠從該處理返回和產(chǎn)生信號(hào)。
[0035] 像傳統(tǒng)MR-樣，NMR指紋識(shí)別在不同頻率操縱磁場(chǎng)并且操縱RF能量的應(yīng)用。然 而，示例性設(shè)備和方法使用一種綜合詢(xún)問(wèn)信號(hào)獲取方案。在一個(gè)實(shí)施例中，NMR指紋識(shí)別采 用偽隨機(jī)例程，偽隨機(jī)例程允許體積產(chǎn)生該體積將會(huì)響應(yīng)于由RF能量的各種改變應(yīng)用創(chuàng) 建的各種改變條件而產(chǎn)生的（一個(gè)或多個(gè)）信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，NMR指紋識(shí)別隨后將從 接收的信號(hào)演進(jìn)的信號(hào)與在類(lèi)似條件下在其他時(shí)間從其他獲取接收的已知信號(hào)或一組仿 真預(yù)期或預(yù)測(cè)曲線進(jìn)行比較。如果接收信號(hào)演進(jìn)與已知的仿真或預(yù)測(cè)信號(hào)演進(jìn)匹配或者能 夠在閾值內(nèi)適合已知的仿真或預(yù)測(cè)信號(hào)演進(jìn)，則產(chǎn)生該信號(hào)演進(jìn)的體積可能保存與產(chǎn)生該 匹配的或適合的信號(hào)演進(jìn)的體積相同的數(shù)量、類(lèi)型的自旋和自旋的混合物。如果材料或組 織性質(zhì)可用于該適合的或匹配的信號(hào)演進(jìn)，則傳統(tǒng)性質(zhì)確定可被跳過(guò)。更一般地講，將與響 應(yīng)于NMR指紋識(shí)別激發(fā)獲取的NMR信號(hào)關(guān)聯(lián)的第一信息與和NMR指紋識(shí)別激發(fā)的參考響應(yīng) 關(guān)聯(lián)的第二信息進(jìn)行比較以描繪經(jīng)受NMR指紋識(shí)別激發(fā)的材料的性質(zhì)。
[0036] 體積中的水將會(huì)接受RF能量的頻率由水所在的磁場(chǎng)確定。當(dāng)知道磁場(chǎng)時(shí)，能夠計(jì) 算該頻率。同一體積中的脂肪將會(huì)接受RF能量的頻率也由脂肪所在的磁場(chǎng)確定。當(dāng)知道 磁場(chǎng)時(shí)，也能夠計(jì)算這個(gè)頻率。因此，應(yīng)用多個(gè)頻率能夠?qū)е露鄠€(gè)共振品種共振。在不同時(shí) 間在一系列不同條件下應(yīng)用所述多個(gè)頻率能夠使共振品種以不同方式共振。另外，在不同 時(shí)間在不同條件下應(yīng)用所述多個(gè)頻率能夠使共振品種以不同方式共振和弛豫。不同共振和 不同弛豫可為共振品種的組合產(chǎn)生唯一信號(hào)演進(jìn)。由于頻率由磁場(chǎng)確定，所以當(dāng)通過(guò)考慮 到參考信號(hào)分析接收的信號(hào)而知道頻率時(shí)可確定磁場(chǎng)。
[0037] 如果體積僅具有水，則該體積將會(huì)僅產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。如果該體積僅具有脂肪，則該 體積也將會(huì)僅產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，但它將會(huì)是不同信號(hào)。相同體積中的不同量的脂肪和水將會(huì) 產(chǎn)生不同信號(hào)。在不同條件下獲取的信號(hào)的組合可產(chǎn)生幾乎無(wú)限的唯一信號(hào)演進(jìn)。盡管人 體是復(fù)雜事物，但從某個(gè)視點(diǎn)，它不是那么復(fù)雜。人體中的每個(gè)體積僅能夠保存以有限的一 組方式布置的有限的一組事物。隨著時(shí)間過(guò)去，可獲取參考信息的綜合庫(kù)（包括但不限于， 與許多最相關(guān)的共振品種的組合關(guān)聯(lián)的信號(hào)演進(jìn)）并且所述綜合庫(kù)可用于NMR指紋識(shí)別設(shè) 備。庫(kù)可存儲(chǔ)可被稱(chēng)為基線簽名的信號(hào)或已知信號(hào)演進(jìn)。在不同實(shí)施例中，庫(kù)可存儲(chǔ)仿真和 /或預(yù)測(cè)信號(hào)演進(jìn)。因此，在不同例子中，"已知"信號(hào)演進(jìn)可包括以前獲取的信號(hào)演進(jìn)和/ 或仿真信號(hào)演進(jìn)。另外，詞典或其他參考存儲(chǔ)器可包括作為信號(hào)演進(jìn)的函數(shù)的信息。例如， 兩個(gè)信號(hào)演進(jìn)可被組合成一條不同信息。類(lèi)似地，單個(gè)信號(hào)演進(jìn)可被變換成一條不同信息。 可存儲(chǔ)信號(hào)演進(jìn)和從信號(hào)演進(jìn)獲得的信息、從信號(hào)演進(jìn)計(jì)算的信息或另外作為信號(hào)演進(jìn)的