CN100335005C - 相位校正方法和磁共振成像系统 - Google Patents

相位校正方法和磁共振成像系统 Download PDF

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Abstract

为校正运动误差和磁场不均匀性相位误差，施加反向数据采集读取梯度Nr1和Nr2以采集与所聚焦的导航回波Ne1和Ne2相对应的校正数据H(n，1)和和H(n，2)，施加交替地反向的数据采集读取梯度r1，…，rM，以及在反向时施加相位编码梯度p2，…，pM，由此采集对应于聚焦的成像回波e1，…，eM的成像数据F(n，1)，…，F(n，M)。对于n＝1，…，N重复这个序列同时改变相位编码梯度pdn的大小，由此采集填充k空间的数据F(1，1)至F(N，M)。基于校正数据H(n，1)和H(n，2)，对成像数据F(n，1)，…，F(n，M)进行相位校正。

Description

相位校正方法和磁共振成像系统
技术领域
本发明涉及一种相位校正方法和MRI(磁共振成像)系统，更具体地说，涉及一种能够校正运动相位误差并能够简化脉冲序列的相位校正方法和MRI系统。
技术背景
附图18所示为多发射(multishot)扩散增强EPI(回波平面成像)方法的脉冲序列的基本实例。
在该脉冲序列中，施加激励脉冲RF90和层选梯度SG90。然后施加MPG(运动探测梯度)脉冲MPG。施加反相RF脉冲RF180和层选梯度SG180。然后施加MPG脉冲MPG。施加相位编码梯度pdn。连续地施加交替地反向为正或负的数据采集读取梯度r1，…，rm，在反向时施加相位编码梯度p2，…，pM，以及定时地采样它们以连续地聚焦第一回波e1到第M回波eM以便采集对应于回波e1，…，eM的数据F(n，1)，…，F(n，M)。对于n＝1，…，N重复这个序列同时改变相位编码梯度pdn的大小，由此采集填充k空间的数据F(1，1)至F(N，M)。这称为N发射和M回波。以执行时间的顺序一个发射给定的数n称为发射数。以聚焦的时间顺序某一发射的回波串的回波给定的数称为回波数。
附图19所示为在k空间KS中数据F(1，1)至F(N，M)的采集轨迹的示意图，其中N＝4和M＝4。
当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行(或在附图19中的第16行)划分k空间KS时，施加相位编码pdn，p2，…，pM以通过第n个发射的第M个回波采集第(n+(m-1)N)行的数据F(n，m)。
如附图20所示，从第1到第N次发射的第一次回波中获得的数据F(n，1)填充的第一次回波块(block)到从该发射的第M回波中获得的数据F(n，M)所填充的第M回波块(在附图20中M＝4)，连续地将k空间KS划分为块。
相位误差是在多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列中存在的一种问题，它包括由运动(例如，大脑的脉冲)引起的运动相位误差和由磁场不均匀性引起的磁场不均匀性误差。
运动相位误差的大小与例如脉冲同步地周期性地波动。换句话说，在发射之间相对较长的时间间隔中运动相位误差波动的大小不能忽略。仅仅在比如一次发射的一个回波串相对较短的时间上运动相位误差的改变程度才可以被忽略。因此，尽管回波数m不同，但是相同发射数n的运动相位误差被认为大小相同。
磁场不均匀性相位误差的大小与距激励脉冲RF90的时间成比例地增加。换句话说，磁场不均匀性相位误差的大小与回波数m成比例地增加。虽然发射数n不同，但是从激励脉冲RF90到回波数m的时间相同或稍稍不同(存在时间相同的情况和时间稍稍不同的情况)。虽然发射数n不同但是仍然可以认为回波数m的磁场不均匀性相位误差的大小相同。
附图21所示为根据附图18的多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列的基本实例的数据(n，m)的相位误差的解释性视图。
在运动相位误差与磁场不均匀性相位误差合成之后，相位误差为阶式且呈周期性，由此产生了假像。
与在附图22中所示的脉冲序列相同，在附图18的脉冲序列(基本实例)的相位编码梯度pdn之前施加导航相位编码梯度Nr以对导航回波Ne聚焦并从导航回波Ne中采集校正数据H(n)。
在发射的校正数据H(n)之间的相位差值代表在该次发射的运动相位误差之间的差值。基于校正数据H(n)，对相同次的发射的成像数据F(n，1)到F(n，m)进行相位校正以校正运动相位误差。
附图23所示为在相位校正之后数据F″(n，m)的相位误差的解释性视图。
对成像数据F(1，1)到F(4，4)进行相位校正(由黑体箭头所示)以使第一发射的校正数据H(1)的相位与第二发射的校正数据H(2)的相位到第四发射的校正数据H(4)的相位相匹配。与在附图23中所示的情况相比，这就能够校正运动相位误差并且能够抑制假像。
由于仍然存在磁场不均匀性相位误差，因此在回波块之间仍然产生了相位差。因此不可能完全消除假像。
由于运行相位误差和磁场不均匀性相位误差的缘故，附图18的脉冲序列具有产生假像的问题。
由于磁场不均匀性相位误差的缘故，附图22的脉冲序列存在不能完全消除假像的问题。导航回波Ne和从e1到em的成像回波都是独立的。因此脉冲序列较复杂，因此控制复杂。
发明概述
因此，本发明的第一目的是提供一种能够校正运动相位误差并能够简化脉冲序列的相位校正方法和MRI系统。
除了第一目的以外，本发明的第二目的是提供一种能够校正磁场的不均匀性相位误差的相位校正方法和MRI系统。
在第一方面中，本发明提供一种相位校正方法，该相位校正方法包括：以N次发射重复脉冲序列，在该脉冲序列中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行(N和M都是2或大于2的自然数)划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波的连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲；从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据；从导航回波中采集校正数据；以及基于校正数据对成像数据进行相位校正。
在第一方面的相位校正方法中，由于对每次发射所采集的校正数据校正了相同发射的成像数据的相位，因此可以校正运动相位误差。此外，对导航回波进行聚焦使其成为到成像回波的连续的回波串。因此可以简化数据采集读取梯度的应用模式并能够简化脉冲序列。
在第二方面中，本发明提供由此所构造的相位校正方法，其中给一个发射提供两个或多个导航回波，与成像数据相对应的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
在第二方面的相位校正方法中，对应于成像数据的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。因此，与极性不同的情况相比，能够执行合适的校正。此外，两个或多个导航回波和成像回波连续地彼此对应以便进行相位校正。差可利用与导航回波数量相同的数量的回波块作为一单元(unit)来消除。
在第三方面中，本发明提供一种由此构造的相位校正方法，其中给一个发射提供两个或多个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量，以及从在发射的导航回波之间的相位差中确定磁场的不均匀性的相位误差的校正量。
在第三方面的相位校正方法中，从两个或多个导航回波中采集每个校正数据，以及确定运动相位误差的校正量和磁场的不均匀性的相位误差的校正量。因此运动相位误差和磁场的不均匀性的相位误差都能够被校正。
在第四方面中，本发明提供一种由此构造的相位校正方法，其中对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差。
在第四方面的相位校正方法中，在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差。因此能够消除假像。
在第五方面中，本发明提供一种由此构造的相位校正方法，其中对成像数据进行相位校正以使成像数据的相位误差从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上相同。
在第五方面的相位校正方法中，成像数据的相位误差在相位编码轴方向上相同。因此，能够消除假像并抑制图像偏移。
在第六方面中，本发明提供一种由此构造的相位校正方法，其中给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
在第六方面的相位校正方法中，从一个导航回波中采集校正数据以确定运动相位误差的校正量。由此校正运动相位误差。此外，还能够简化脉冲序列。
在第七方面中，本发明提供一种相位校正方法，该相位校正方法包括：以N次重复发射脉冲序列，在该脉冲序列中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行(N和M都是2或大于2的自然数)划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波的连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲；从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据；从导航回波中采集校正数据；从通过执行从脉冲序列中省去相位编码梯度和MPG脉冲的参考脉冲序列所聚焦的参考回波中采集对应于成像数据和校正数据的参考数据；基于对应的参考数据对成像数据进行相位校正；基于对应的参考数据对校正数据进行相位校正；以及基于通过参考数据进行相位校正的校正数据对通过参考数据相位校正的成像数据进行相位校正。
在第七方面的相位校正方法中，通过执行参考脉冲序列采集的参考数据相位校正成像数据和校正数据。由此能够校正由磁场不均匀性、系统和回波中心的偏移引起的相位误差。此外，由于每次发射所采集的校正数据校正了相同发射的成像数据的相位，所以能够校正运动相位误差。换句话说，运动相位误差和磁场不均匀性的相位误差都能够被校正。此外，对导航回波进行聚焦以使其成为到成像回波的连续的回波串。因此可以简化数据采集读取梯度的应用模式并且能够简化脉冲序列。
在第八方面中，本发明提供由此所构造的相位校正方法，其中给一次发射提供两个或多个导航回波，与成像数据相对应的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
在第八方面的相位校正方法中，由于与成像数据相对应的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配，因此，与极性不同的情况相比，能够执行合适的校正。
在第九方面中，本发明提供一种由此构造的相位校正方法，其中相位校正成像数据以使成像数据的相位误差从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上相同。
在第九方面的相位校正方法中，在相位编码轴方向上成像数据的相位误差相同。因此能够消除假像并且能够抑制图像的偏移。
在第十方面的相位校正方法中，其中给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
在第十方面的相位校正方法中，由于提供一个导航回波，因此能够简化脉冲序列。
在第十一方面中，本发明提供一种MRI系统，该MRI系统包括：RF脉冲发射装置；梯度脉冲施加装置；NMR信号接收装置；用于控制这些装置的数据采集控制装置，该数据采集控制装置以N个发射重复脉冲序列，在该脉冲序列中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行(N和M都是2或大于2的自然数)划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波的连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲，从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据，以及从导航回波中采集校正数据；基于校正数据对成像数据进行相位校正的校正算术运算装置；以及在校正算术运算之后从成像数据中重构图像的重构算术运算装置。
第十一方面的MRI系统优选执行第一方面的相位校正方法。
在第十二方面中，本发明提供由此所构造的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，校正算术运算装置使对应于成像数据的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
第十二方面的MRI系统优选执行第二方面的相位校正方法。
在第十三方面中，本发明提供一种由此构造的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，以及校正算术运算装置从该发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量以及从在该发射的导航回波之间的相位差中确定磁场的不均匀性的相位误差的校正量。
第十三方面的MRI系统优选执行第三方面的相位校正方法。
在第十四方面中，本发明提供一种由此构造的MRI系统，其中校正算术运算装置对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差。
第十四方面的MRI系统优选执行第四方面的相位校正方法。
在第十五方面中，本发明提供一种由此构造的MRI系统，其中校正算术运算装置对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上成像数据的相位误差都相同。
第十五方面的MRI系统优选执行第五方面的相位校正方法。
在第十六方面中，本发明提供一种由此构造的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供一个导航回波，以及校正算术运算装置从该发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
第十六方面的MRI系统优选执行第六方面的相位校正方法。
在第十七方面中，本发明提供一种MRI系统，该MRI系统包括：RF脉冲发射装置；梯度脉冲施加装置；NMR信号接收装置；用于控制这些装置的数据采集控制装置，该数据采集控制装置以N个发射重复脉冲序列，在该脉冲序列中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行(N和M都是2或大于2的自然数)划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波的连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲，从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据，从导航回波中采集校正数据，以及从参考回波中采集对应于成像数据和校正数据的参考数据，所述参考回波是通过执行从脉冲序列中省去相位编码梯度和MPG脉冲的参考脉冲序列所聚焦的；校正算术运算装置，该校正算术运算装置基于对应的参考数据对成像数据进行相位校正，基于对应的参考数据对校正数据进行相位校正以及基于通过参考数据进行相位校正的校正数据对通过参考数据相位校正的成像数据进行相位校正；以及在校正算术运算之后从成像数据中重构图像的重构算术运算装置。
第十七方面的MRI系统优选执行第七方面的相位校正方法。
在第十八方面中，本发明提供由此所构造的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，以及校正算术运算装置对应于成像数据的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
第十八方面的MRI系统优选执行第八方面的相位校正方法。
在第十九方面中，本发明提供一种由此构造的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
第十九方面的MRI系统优选执行第九方面的相位校正方法。
根据本发明的相位校正方法和MRI系统，能够校正运动相位误差并且能够简化脉冲序列。还能够校正磁场不均匀性相位误差。
通过在附图中所示的本发明的优选实施例的描述，将会清楚本发明的进一步目的和优点。
附图概述
附图1所示为根据第一实施例的MRI设备的方块图；
附图2所示为根据本发明第一实施例的多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列图；
附图3所示为根据第一实施例的相位校正过程的流程图；
附图4所示为根据第一实施例成像数据与校正数据的对应关系的概念视图；
附图5所示为根据第一实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图6所示为根据第二实施例成像数据与校正数据的对应关系的概念视图；
附图7所示为根据第二实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图8所示为根据第三实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图9所示为根据第四实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图10所示为根据第五实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图11所示为可在第六实施例中使用的多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列图；
附图12所示为根据第七实施例的参考脉冲序列的脉冲序列图；
附图13所示为根据第七实施例的相位校正过程的流程图；
附图14所示为根据第七实施例的参考数据与校正数据或成像数据的对应关系的概念视图；
附图15所示为通过参考数据校正的成像数据的误差特性的解释性视图；
附图16所示为根据第七实施例的相位误差特性的解释性视图；
附图17所示为可在第七实施例中使用的参考脉冲序列的脉冲序列图；
附图18所示为说明多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列的基本实例的脉冲序列；
附图19所示为通过多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列k空间的数据采集轨迹的解释性视图；
附图20所示为通过多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列k空间的回波块的解释性视图；
附图21所示为通过附图18的脉冲序列所采集的成像数据的相位误差特性的解释性视图；
附图22所示为脉冲序列的脉冲序列图，在该脉冲序列中将导航回波加入到多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列的基本实例中；以及
附图23所示为通过附图22的脉冲序列所采集的校正数据进行相位校正的成像数据的相位误差特性的解释性视图。
本发明的详细描述
下文参考在附图中所示的实施例详细地描述本发明。
第一实施例
附图1所示为根据本发明的一个实施例的MRI系统的方块图。
在MRI系统100中，磁体组件1具有在其中插入目标的空间部分(孔)，并设置下列组件以包围该空间部分：给目标施加恒定的主磁场的永磁体1p、产生梯度磁场的梯度磁场线圈1g(该梯度磁场线圈具有X-、Y-和Z-轴线圈，这些磁场的组合形成了层选轴、读取轴和相位编码轴)、发射RF脉冲以激励在该目标内的原子核自旋的发射线圈1t以及从该目标接收NMR信号的接收线圈1r。梯度磁场线圈1g、发射线圈1t和接收线圈1r分别连接到梯度磁场驱动电路3、RF功率放大器4和前置放大器5。可以应用超导磁体替代永磁体1p。
计算机7产生脉冲序列并将它传输到序列存储电路8。
序列存储电路8存储脉冲序列并基于该脉冲序列运行梯度磁场驱动电路3以从磁体组件1的梯度磁场线圈1g中产生梯度磁场。序列存储电路8运行门控调制电路9以将RF振荡电路10的载波输出信号调制为具有预定的时序和预定的包络形状的脉冲状信号。然后，将该脉冲状信号作为RF脉冲施加到RF功率放大器4，并通过RF功率放大器4进行功率放大以将其施加到磁体组件1的发射线圈1t中。
前置放大器5放大通过磁体组件1的接收线圈1r所接收的NMR信号，并将经放大的信号输入到相位检测器12。相位检测器12应用RF振荡电路10的载波输出信号作为参考信号对该NMR信号进行相位检测，并将该信号施加到A/D转换器11。该A/D转换器11将为模拟信号的NMR信号转换为数字信号，并将该数据输入到计算机7。
计算机7从A/D转换器11读取该数据，执行相位校正处理和图像重构处理以产生图像。最后在显示单元6上显示该图像。
计算机7还负责包括接收从操作台13输入的信息的总体控制。
附图2所示为根据本发明第一实施例的多发射扩散增强EPI方法的脉冲序列图。
在该脉冲序列中，施加激励脉冲RF90和层选梯度SG90。然后施加MPG脉冲MPG。施加反相RF脉冲RF180和层选梯度SG180。然后施加MPG脉冲MPG。连续地施加交替地反向为正或负的数据采集读取梯度Nr1，…，NrJ(在附图2中J≥1，J＝2)，并定时地采样以对第一个导航回波Ne1至第J个导航回波NeJ连续地聚焦以采集与导航回波Ne1，…，NeJ相对应的校正数据H(n，1)，…，H(n，J)。连续地施加交替地反向为正或负的数据采集读取梯度r1，…，rM，并在反向时施加相位编码梯度pdn，p2，…，pM，以便定时地采样它们以对第一个回波e1至第M个回波eM连续地聚焦以采集与回波e1，…，eM相对应的数据F(n，1)，…，F(n，M)。对于n＝1，…，N重复这个过程同时改变相位编码梯度pdn的大小以采集用于填充k空间的数据F(1，1)至F(N，M)。
附图3所示为根据第一实施例的相位校正过程的流程图。
在步骤S1中，在读取轴方向上对校正数据H(n，j)进行一维傅里叶变换以获得复校正数据h(n，j)。
在步骤S2中，在读取轴方向上对成像数据F(n，m)进行一维傅里叶变换以获得复成像数据f(n，m)。
在步骤S3中，从复校正数据h(n，j)中获得用于对复成像数据f(n，m)进行零维相位校正的校正相位量φ0cor(n，m)和用于对复成像数据f(n，m)进行一维相位校正的校正相位量φ1cor(n，m)。
具体地说，例如，当J＝2，φ0 NAV(n，1)为从复校正数据h(n，1)中确定的零维相位并且φ1 NAV(n，2)为从复校正数据h(n，2)中确定的一维相位时，在这两者(φ0 NAV(n，2)-φ0 NAV(n，1))之间的相位差为φBlock(n)，并且磁场不均匀性相位误差单元校正量为φblock(n＝φBlock(n)或φblock(n)＝av{φBlock(1)，…，φBlock(N)}或φblock(n)＝max{φBlock(1)，…，φBlock(N)}(av{ }为确定平均值的函数，max{ }为取出最大值的函数)。
(等式1)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，(m-1)％2+1)-φblock×(n-1)/N-φblock×(m-1)％2(％为获得除法之后的余数的算符)
(等式2)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，(m-1)％2+1)
在步骤S4中，应用φ0cor(n，m)和φ1cor(n，m)对复成像数据f(n，m)进行相位校正以获得复成像数据f′(n，m)。
具体地说，考虑复成像数据f(n，m)的采样点的指数1(1＝1至L)，对复成像数据f(l，n，m)进行如下的相位校正以获得复成像数据f′(l，n，m)：
(等式3)
f(l，n，m)＝f(l，n，m)×exp{-j(φ0cor(n，m)+φ1cor(n，m)×1)
在步骤S5中，在相位编码轴方向上对复成像数据F′(n，m)进行一维傅里叶变换以获得复成像数据f′′(n，m)。
此后，从复成像数据f′′(n，m)中重构图像。
附图4所示为在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系的概念图。
这种对应可以使对应于成像数据H(n，m)的数据采集读取梯度rm的极性与对应于校正数据H(n，j)的数据采集读取梯度Nrj的极性相匹配以便在其校正的相位过程中使用。
附图5所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
(等式1)的φ0cor(n，m)的第一项和(等式2)的φ1cor(n，m)校正了运动相位误差(黑箭头)。(等式1)的φ0cor(n，m)的第二和第三项校正了磁场不均匀性相位误差(白箭头)。结果，成像数据f′′(n，m)的相位误差都不相同并且线性地变化以消除假像。
第二实施例
可用下面的公式替代(等式1)和(等式2)：
(等式4)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，1)-φblock×(n-1)/N
(等式5)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，1)
附图6所示为在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系的概念图。
附图7所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
(等式4)的φ0cor(n，m)的第一项和(等式5)的φ1cor(n，m)校正了运动相位误差(黑箭头)。(等式4)的φ0cor(n，m)的第二项校正了磁场不均匀性相位误差(白箭头)。结果，成像数据f′′(n，m)的相位误差都不相同并且线性地变化以消除假像。
第三实施例
可用下面的公式替代(等式1)：
(等式6)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，(m-1)％2+1)+φblock×2×int{(m-1)/2}
这里int{ }是取出整数部分的函数(取整函数)。
照样使用(等式2)。
附图8所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
(等式6)的φ0cor(n，m)的第一项和(等式2)的φ1cor(n，m)校正了运动相位误差(黑箭头)。(等式6)的φ0cor(n，m)的第二项校正了磁场不均匀性相位误差(白箭头)。结果，成像数据f′′(n，m)的相位误差都相等，由此消除了假像。
第四实施例
可用下面的公式替代(等式1)和(等式2)：
(等式7)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，1)+φblock×(m-1)
(等式8)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，1)
在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系如附图6中所示。
附图9所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
(等式7)的φ0cor(n，m)的第一项和(等式2)的φ1cor(n，m)校正了运动相位误差(黑箭头)。(等式7)的φ0cor(n，m)的第二项校正了磁场不均匀性相位误差(白箭头)。结果，成像数据f′′(n，m)的相位误差都相等由此消除了假像。
第五实施例
替代(等式1)和(等式2)，可应用下面的公式：
(等式9)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，(m-1)％2+1)
(等式10)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，(m-1)％2+1)
在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系如附图4中所示。
附图10所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
两导航回波与成像回波连续地匹配以进行相位校正。应用与“两”导航回波相同数量的回波块作为一个单元，可以消除差值。换句话说，可以消除在第一回波块和第二回波块之间的相位差。此外，还可以消除在第三回波块和第四回波块之间的相位差。
第六实施例
替代(等式1)和(等式2)，可应用下面的公式：
(等式11)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，1)
(等式12)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，1)
在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系如附图6中所示。
在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差如附图23所示。
在第六实施例中，由于仅仅应用校正数据H(n，1)，所以可以应用附图11的脉冲序列替代附图2的脉冲序列。换句话说，可以施加数据采集读取梯度Nr，并定时采样它们以聚焦导航回波Ne以采集对应于导航回波Ne的校正数据H(n，1)。
第七实施例
附图12所示为根据本发明第七实施例的参考脉冲序列的脉冲序列图。
参考脉冲序列省去了在附图2的脉冲序列中的相位编码梯度和MPG脉冲。从聚焦的参考回波RNe1，…，RNeJ(在附图12中J≥1，J＝2)中采集参考数据RH(j)，此后从聚焦的参考回波Re1，…，ReM中采集参考数据RF(m)。仅仅执行这个过程一次。
附图13所示为根据第七实施例的相位校正过程的流程图。
在步骤Q1中，在读取轴方向上对参考数据RH(j)进行一维傅里叶变换以获得复参考数据rh(j)。此外，在读取轴方向上对参考数据RF(m)进行一维傅里叶变换以获得复参考数据rf(m)。
在步骤Q2中，在读取轴方向上对校正数据H(n，j)进行一维傅里叶变换以获得复校正数据h(n，j)。
在步骤Q3中，在读取轴方向上对成像数据F(n，m)进行一维傅里叶变换以获得复成像数据f(n，m)。
在步骤Q4中，对复校正数据h(n，j)进行零维和一维相位校正以获得复校正数据hp(n，j)。
具体地说，当θ0 NAV(j)为从复参考数据rh(j)中确定的零维相位、θ1 NAV(j)为从复参考数据rh(j)中确定的一维相位，并考虑校正数据h(n，j)的采样点的指数1(1＝1至L)时，对校正数据h(l，n，j)进行如下的相位校正以获得复校正数据hp(l，n，j)：(等式13)
hp(l，n，j)＝h(l，n，j)×exp{-j(θ0 NAV(j)+θ1 NAV(j)×1)}
在步骤Q5中，对复成像数据f(n，m)是进行零维和一维相位校正以获得复成像数据fp(n，m)。
具体地说，当θ0 NAV(m)为从复参考数据rf(m)中确定的零维相位、θ1 NAV(m)为从复参考数据rf(m)中确定的一维相位，并考虑复成像数据f(n，m)的采样点的指数1(1＝1至L)时，对复成像数据f(l，n，m)进行如下的相位校正以获得复成像数据fp(l，n，m)：(等式14)
fp(l，n，m)＝f(l，n，m)×exp{-j(θ0 NAV(m)+θ1 NAV(m)×1)}
附图14所示为在相位校正过程中使用的校正数据H(n，j)或成像数据F(n，m)与参考数据RH(n，j)或RF(n，m)的对应关系的概念图。
两者通过回波数j和m彼此对应。
附图15所示为在通过参考数据RF(n，m)进行相位校正之后成像数据fp(n，m)的相位误差的概念视图。
由于它们通过相位校正的回波数m彼此对应，所以校正了磁场不均匀性的相位误差，但运动相位误差仍然保留。
在步骤Q6中，从复校正数据hp(n，j)中获得对复成像数据fp(n，m)进行零维相位校正的校正相位量φ0cor(n，m)和对复成像数据fp(n，m)进行一维相位校正的校正相位量φ1cor(n，m)。
具体地说，
(等式15)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，(m-1)％2+1)
(等式16)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，(m-1)％2+1)
在步骤Q7中，应用φ0cor(n，m)和φ1cor(n，m)对复成像数据fp(n，m)进行相位校正以获得复成像数据f′(n，m)。
具体地说，考虑复成像数据fp(n，m)的采样点的指数1(1＝1至L)，对复成像数据f(l，n，m)进行如下的相位校正以获得复成像数据f′(l，n，m)：
(等式17)
f(l，n，m)＝fp(l，n，m)×exp{-j(φ0cor(n，m)+φ1cor(n，m)×1)
在步骤Q8中，在相位编码轴方向上对复成像数据f′(n，m)进行一维傅里叶变换以获得复成像数据f′′(n，m)。
此后，从复成像数据f′′(n，m)中重构图像。
在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系如附图4所示。
附图16所示为在相位校正之后成像数据f′′(n，m)的相位误差的解释性视图。
(等式15)的φ0cor(n，m)和(等式16)的φ1cor(n，m)校正了运动相位误差(黑箭头)。
结果，成像数据f′′(n，m)的相位误差都相等，由此消除了假像。
此外，由于参考数据校正了校正数据和成像数据以及由除了磁场不均匀性和运动(系统本身和回波中心的移动)以外的原因引起的相位误差，由此它能够改善质量。
第八实施例
替代(等式15)和(等式16)，可以应用下面的公式：
(等式18)
φ0cor(n，m)＝φ0 NAV(n，1)
(等式19)
φ1cor(n，m)＝φ1 NAV(n，1)
在相位校正过程中使用的成像数据F(n，m)与校正数据H(n，j)的对应关系如附图6所示。
相位误差如附图16所示。
在第八实施例中，仅仅使用校正数据H(n，1)。可以使用附图11的脉冲序列替代附图2的脉冲序列。可以使用附图17的脉冲序列替代附图12的脉冲序列。换句话说，可以仅仅使用一个导航回波作为导航回波。
在不脱离本发明的精神范围的前提下可以构造出许多不同的实施例。应该理解的是本发明并不限于在说明书中所描述的特定的实施例，而是以所附加的权利要求来限定。

Claims (25)

1.一种相位校正方法，该相位校正方法包括：
通过N个发射重复脉冲序列，在该过程中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲；
从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据；
从导航回波中采集校正数据；以及
基于校正数据对成像数据进行相位校正，其中，相位校正包括在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行平滑地改变成像数据的相位误差。
2.如权利要求1所述的相位校正方法，其中给一个发射提供两个或多个导航回波，与成像数据相对应的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
3.如权利要求1所述的相位校正方法，其中给一个发射提供两个或多个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量，以及从在该发射之间的相位差中确定磁场的不均匀性的相位误差的校正量。
4.如权利要求3所述的相位校正方法，其中对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差。
5.如权利要求3所述的相位校正方法，其中相位差是两个连续的导航回波的相位差。
6.如权利要求3所述的相位校正方法，其中磁场的不均匀性的相位误差的校正量确定为所述导航回波之间相位差的最大值。
7.如权利要求3所述的相位校正方法，其中磁场的不均匀性的相位误差的校正量确定为所述导航回波之间相位差的平均值。
8.如权利要求1所述的相位校正方法，其中相位校正成像数据以使成像数据的相位误差从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上相同。
9.如权利要求1所述的相位校正方法，其中给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
10.一种相位校正方法，该相位校正方法包括：
通过N个发射重复脉冲序列，在该过程中当在相位编码轴方向上从第1行到第N×M行划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波，并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲；
从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据；
从导航回波中采集校正数据；
从通过执行了从脉冲序列中省去了相位编码梯度和MPG脉冲的参考脉冲序列所聚焦的参考回波中采集对应于该成像数据和校正数据的参考数据；
基于对应的参考数据对成像数据进行相位校正；
基于对应的参考数据对校正数据进行相位校正；以及
基于通过参考数据相位校正的校正数据，对通过参考数据相位校正的成像数据进行相位校正。
11.如权利要求9所述的相位校正方法，其中给一个发射提供两个或多个导航回波，且与成像数据相对应的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
12.如权利要求10所述的相位校正方法，其中相位校正成像数据以使成像数据的相位误差从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上相同。
13.如权利要求10所述的相位校正方法，其中给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
14.一种MRI系统，该MRI系统包括：
RF脉冲发射装置；
梯度脉冲施加装置；
NMR信号接收装置；
用于控制所述RF脉冲发射装置、梯度脉冲施加装置、NMR信号接收装置的数据采集控制装置，通过N个发射重复脉冲序列，在该过程中从第1行到第N×M行当在相位编码轴方向上划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦每个反相RF脉冲的M-片成像回波，并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲，从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据，以及从导航回波中采集校正数据；
基于校正数据对成像数据进行相位校正的校正算术运算装置，其中，所述校正算术运算装置相位校正成象数据，以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差；以及
在校正算术运算之后从成像数据中重构图像的重构算术运算装置。
15.如权利要求14所述的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，校正算术运算装置使对应于成像数据的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
16.如权利要求14所述的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，以及校正算术运算装置从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量以及从在发射的导航回波之间的相位差中确定磁场的不均匀性的相位误差的校正量。
17.如权利要求16所述的MRI系统，其中校正算术运算装置对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上平滑地改变成像数据的相位误差。
18.如权利要求16所述的MRI系统，其中相位差是两个连续的导航回波的相位差。
19.如权利要求16所述的MRI系统，其中磁场的不均匀性的相位误差的校正量确定为所述导航回波之间相位差的最大值。
20.如权利要求16所述的MRI系统，其中磁场的不均匀性的相位误差的校正量确定为所述导航回波之间相位差的平均值。
21.如权利要求14所述的MRI系统，其中校正算术运算装置对成像数据进行相位校正以使从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上成像数据的相位误差都相同。
22.如权利要求14所述的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供一个导航回波，以及校正算术运算装置从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
23.一种MRI系统，该MRI系统包括：
RF脉冲发射装置；
梯度脉冲施加装置；
NMR信号接收装置；
用于控制所述RF脉冲发射装置、梯度脉冲施加装置、NMR信号接收装置的数据采集控制装置，通过N个发射重复脉冲序列，在该过程中当从第1行到第N×M行在相位编码轴方向上划分k空间时，在反向的同时施加数据采集读取梯度以聚焦在每个反相RF脉冲的M-片成像回波，并在M-片成像回波之前聚焦一个或多个导航回波作为与M-片成像回波连续的回波串，以及在反相脉冲之前和之后施加MPG脉冲，从成像回波中采集填充k空间的扩散增强成像数据，从导航回波中采集校正数据，以及从通过执行从脉冲序列中省去相位编码梯度和MPG脉冲的参考脉冲序列所聚焦的参考回波中采集对应于成像数据和校正数据的参考数据；
校正算术运算装置，该校正算术运算装置基于对应的参考数据对成像数据进行相位校正、基于对应的参考数据对校正数据进行相位校正以及基于通过参考数据进行相位校正的校正数据对通过参考数据相位校正的成像数据进行相位校正；以及
在校正算术运算之后从成像数据中重构图像的重构算术运算装置。
24.如权利要求23所述的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供两个或多个导航回波，以及校正算术运算装置使对应于成像数据的数据采集读取梯度的极性与在成像数据的相位校正的过程中所使用的校正数据相对应的数据采集读取梯度的极性相匹配。
25.如权利要求23所述的MRI系统，其中数据采集控制装置给一个发射提供一个导航回波，从发射的导航回波的相位中确定运动相位误差的校正量。
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