CN103654779B - 磁共振成像方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了磁共振成像方法和装置。所述磁共振成像方法包括步骤：根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和所述纵向磁化分量的过零点条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角和/或反转时间；应用包括设有所述翻转角和/或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像。

Description

磁共振成像方法和装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像方法和装置，特别涉及包括谱抑制脉冲的磁共振成像方法和装置。

背景技术

磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。在磁共振成像中，人体组织被置于静磁场B₀中，随后用频率与氢原子核的进动频率相同的射频脉冲激发人体组织内的氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量；在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来，由体外的接受器收录，经计算机处理后获得图像。

在磁共振成像中，为了获得较好的成像质量，往往需要对例如脂肪信号、水信号、硅胶信号（乳房植入物）等特定谱成分的信号进行抑制。例如，在用于腹部和胸部等的磁共振成像检查中，普遍需要抑制脂肪信号，以突出感兴趣组织或病灶的显示。至今为止，已经提出了许多脂肪抑制技术，例如FatSat（fatsaturation，脂肪饱和）技术，SPAIR（SpectralPresaturationAttenuatedInversionRecovery，频谱预饱和衰减反转恢复）技术，STIR（shortinversiontimeinversionrecovery，短反转时间反转恢复）技术，DIXON水脂分离技术等。在各种脂肪抑制技术中，除了DIXON技术，其他技术的效能均取决于向人体组织施加的脂肪抑制脉冲的翻转角（例如对于FatSat）或反转时间（例如对于SPAIR和STIR等反转恢复技术）。众所周知，翻转角是指在射频脉冲的激发下，宏观磁化矢量偏离静磁场B₀的角度。该翻转角的大小是由施加的射频脉冲的强度和作用时间决定的。反转时间是反转恢复脉冲序列中180度反转脉冲与激发脉冲之间的时间间隔。

如前所述，通过优化脂肪抑制脉冲的翻转角或反转时间可以实现脂肪抑制的优化。针对这一情况，目前已经提出了一种用于计算FatSat脉冲的翻转角的方法。但是该方法仅仅考虑了采用自旋回波序列进行磁共振成像时FatSat脉冲的翻转角的计算方法，而没有考虑在应用短射频脉冲间隔（TR）的损毁梯度回波序列（SpoiledGRE，例如VIBE序列）的腹部磁共振成像中，在每个脂肪抑制脉冲之后施加的多个激发脉冲。另外，该方法也无法用于优化脂肪抑制脉冲的反转时间（例如对于SPAIR和STIR等反转恢复脉冲）。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种磁共振成像方法，包括步骤：根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和所述纵向磁化分量的过零点条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角和/或反转时间；应用包括设有所述翻转角和/或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像。

本发明还提出了一种磁共振成像装置，包括：一计算部件，根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和优化的谱抑制条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角和/或反转时间；一成像部件，应用包括设有所述翻转角和/或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像。

所述谱抑制脉冲可以是例如包括脂肪饱和脉冲和水饱和脉冲的谱饱和脉冲，包括谱预饱和衰减反转恢复脉冲、短反转时间反转恢复脉冲和体衰减反转恢复脉冲的反转恢复脉冲等各种谱抑制脉冲。

从上述方案中可以看出，由于本发明的磁共振成像方法和装置中使用具有优化的翻转角和/或反转时间的谱抑制脉冲以尽可能地抑制相应的谱成分信号，因此可以获得高质量的图像。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为设置有脂肪抑制脉冲的损毁梯度回波序列的示意图。

图2示出了在连续的脂肪抑制脉冲之间施加多个激发脉冲的序列图。

图3示出了根据本发明实施例的使用设置有谱抑制脉冲的MRI序列进行磁共振成像的方法的流程图。

图4示出了使用设置有谱抑制脉冲的MRI序列进行磁共振成像的装置的框图。

图5(a)和6(b)示出了当谱抑制脉冲为FatSat脉冲时的仿真结果。

图6(a)和7(b)示出了当谱抑制脉冲为SPAIR脉冲时的仿真结果。

图7(a)和7(b)示出了根据本发明的、利用设置有优化的谱抑制脉冲的MRI序列采集的图像；图7(c)示出了使用未配置谱抑制脉冲的MRI序列采集的图像。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

（实施例1）

本实施例中将脂肪抑制脉冲作为具体的谱抑制脉冲来进行描述。

首先对本发明中涉及的MRI序列进行简要描述。

图1为设置有脂肪抑制脉冲的损毁梯度回波序列的示意图。由于损毁梯度回波序列的射频脉冲间隔TR较短，并且在连续的脂肪抑制脉冲之间可以施加多个激发脉冲，因此减少了测量时间。因而，该序列适合于在需要短采样时间以避免运动伪影的腹部和胸部等的MRI检查中使用。

如图1所示，首先施加脂肪抑制脉冲，并且由于施加该脂肪抑制脉冲而在XY平面中产生的横向磁化矢量通过损毁梯度而被消除。随后施加构成梯度回波序列的射频激发脉冲，选层梯度，相位编码梯度等等（为了清楚起见，图中仅示出一个激发脉冲），并在施加激发脉冲之后，产生如图1中所示的梯度回波。

图2图示了在连续的脂肪抑制脉冲之间施加多个激发脉冲的序列图。为了简化附图，图2中未示出梯度脉冲（选择性梯度、相编码梯度、损毁梯度等）和射频损毁机制。

从图2中可以看出，序列中的一个脉冲串由一个脂肪抑制脉冲和多个射频激发脉冲构成。所述脂肪抑制脉冲是例如前述的FatSat脉冲、SPAIR脉冲、STIR脉冲等。图中所示的β是该脂肪抑制脉冲的翻转角，α是激发脉冲的翻转角。

如图2所示，TI1表示脂肪抑制脉冲的中心和脂肪抑制脉冲之后的第一激发脉冲的中心之间的时间间隔，Tr表示磁共振成像序列的一个脉冲串中最后一个激发脉冲的中心与下一脉冲串中的脂肪抑制脉冲的中心之间的时间间隔，Trep表示连续的激发脉冲之间的时间。此外，在本发明中，用TI1Min表示TI1的最小值，TIFill表示第一反转时间。容易理解，TI1Min+TIFill=TI1。类似的，在本发明中，用TrMin表示Tr的最小值，TrFill表示第二反转时间，并且TrMin+TrFill=Tr。

下面，对本发明中涉及的K空间和K空间中心线（KSpaceCenterLine）进行简要描述。

K空间也称傅里叶空间，是磁共振信号原始数据的填充空间，而这些磁共振信号是在脉冲序列运行时采集的，在进行傅立叶变换后，就能变成图像。在二维图像的信号采集过程中，每个磁共振信号的频率编码梯度场的大小和方向保持不变，而相位编码梯度的强度则以一定的步阶发生变化，每个磁共振信号的相位编码变化一次，采集到的磁共振信号填充K空间Ky方向的一条线。在本发明中，多个激发脉冲中的每一个激发脉冲对应于K中间中的一条线。K空间的不同位置的数据对最终图像的贡献是不同的，K空间中心的数据主要决定图像的信噪比和对比度信息，K空间的边缘部分的信号主要贡献图像的分辨能力方面的信息。

以下将描述根据本实施例的磁共振成像方法中采用的优化的脂肪抑制脉冲。如前所述，脂肪抑制的能效很大程度上取决于脂肪抑制脉冲的翻转角和反转时间，因此通过优化脂肪抑制脉冲的翻转角或反转时间可以实现脂肪抑制的优化。因此，如何确定优化的翻转角和反转时间成为一个关键。对此，本实施例提出了一种通用的解决方案，其既可以用于计算脂肪抑制脉冲的翻转角（对于例如FatSat）也可以用于计算脂肪抑制脉冲的反转时间（对于包括SPAIR和STIR在内的反转脉冲），同时考虑了在损毁梯度回波序列的每个脂肪抑制脉冲后跟随的多个激发脉冲的情况。下面首先对该通用解决方案进行描述。

1.从布洛赫方程推导出脂肪成分的磁化矢量表达式

假设损毁梯度回波序列的损毁机制理想地工作，从而在XY平面的横向磁化分量在每个激发脉冲（α脉冲）之前完全损毁并且对于随后的激发脉冲没有贡献。还假设脂肪抑制脉冲（β脉冲）仅激发脂肪成分。在这样的条件下，根据经典布洛赫方程，每个脉冲之前的脂肪成分的纵向磁化矢量表示可以如下所示：

M_β(1)=M₀（1）

M_α(1)=M₀(1-E_TI1)+M_β(m)·cos(β)·E_TI1（2）

M_α(n)=M₀(1-E_Trep)+M_α(n-1)·cos(α)·E_Trep（3）

M_β(m+1)=M₀(1-E_Tr)+M_α(N)·cos(α)·E_Tr（4）

其中:

E_TI1=exp(-TI1/T1)

E_Trep=exp(-Trep/T1)

E_Tr=exp(-Tr/T1)

T1：脂肪组织的纵向弛豫时间，

M₀:脂肪组织的初始磁化矢量，

M_α(n)：第n个α脉冲之前的脂肪的纵向磁化分量，

M_β(m)：第m个β脉冲之前的脂肪的纵向磁化分量，

N：两个β脉冲之间的α脉冲的数目，即每个脉冲串填充K空间的线数。

2.建立通式

由于在计算期间，M₀将被抵消掉，因此可以设置为1，即M₀=1。

因此，等式（1）到（4）可以写成

M_β(1)=1（5）

M_α(1)=A+B·M_β(m)（6）

M_α(n)=C+D·M_α(n-1)（7）

M_β(m+1)=E+F·M_α(N)（8）

其中

A=1-E_TI1B=cos(β)·E_TI1

C=1-E_TrepD=cos(α)·E_Trep

E=1-E_TrF=cos(α)·E_Tr

根据等式（6）和（7），可以得到

M_α(1)=A+B·M_β(m)

M_α(2)=C+D·M_α(1)

=C+A·D+B·D·M_β(m)

M_α(3)=C+D·M_α(2)

=C+C·D+A·D²+B·D²·M_β(m)

M_α(4)=C+D·M_α(3)

=C+C·D+C·D²+A·D³+B·D³·M_β(m)

……

M_α(n)=C+C·D+C·D²+C·D³…+C·D^n-2+A·D^n-1+B·D^n-1·M_β(m)

=C(D^n-1-1)/(D-1)+A·D^n-1+B·D^n-1·M_β(m)（9）

(其中，n=1,2,3,…,并且D≠1因为cos(α)·E_Trep≠1)

根据等式（8）和（9），可以得到

M_β(m+1)=E+F·M_α(N)

=E+F·{C·(D^N-1-1)/(D-1)+A·D^N-1+B·D^N-1·M_β(m)}

=E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1+F·B·D^N-1·M_β(m)（10）

针对上面的等式，在本发明中通过引入稳定状态条件和纵向磁化分量的过零点条件来进行推导。

稳定状态条件是本领域中公知的。具体的，在稳定状态时，每个β脉冲之前的脂肪的纵向磁化分量应当是相同的，因此稳定状态条件为：

M_β(m+1)=M_β(m)（11）。

另外，基于前述K空间和K空间填充线的特性，认识到当对应于K空间中一条或多条填充线的激发脉冲之前的脂肪的纵向磁化分量为零时，能够获得优化的脂肪抑制。特别的，当对应于K空间中心线的激发脉冲之前的脂肪的纵向磁化分量为零时，具有最优的脂肪抑制。因此可以设定纵向磁化分量的过零点条件为：

M_a(KSpaceCenterLine)=0（12），

其中，KSpaceCenterLine是K空间中心线的索引编号。

根据稳定状态条件（11）和等式（10），可以得到

M_β(m)=E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1+F·B·D^N-1·M_β(m)，

从而

M_β(m)={E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1}/(1-F·B·D^N-1)（13）

另外，结合纵向磁化分量的过零点条件（12）和等式（9），可以得到

0=C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}+B·D^{KSpaceCenterLine-1}·M_β(m)

从而

M_β(m)={C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine}-1}/(-B·D^{KSpaceCenterLine-1})

(14)

根据等式（13）和（14），可以得到

{E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1}/(1-F·B·D^N-1)

={C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}}/(-B·D^{KSpaceCenterLine-1})

(15)

由此得到最终的通式（15）。通过该通式，本领域技术人员可以容易地计算出翻转角β以及反转时间TIFill和TrFill。尽管如此，为了清楚起见，下文中以FatSat脉冲的翻转角β和SPAIR脉冲的反转时间TIFill和TrFill为例，给出了计算翻转角和反转时间的示例。

FatSat脉冲的翻转角β：

对于设置有FatSat脉冲的损毁梯度回波序列，以下参数是可以根据进行磁共振成像的硬件的条件以及用户的要求等预先确定的：Trep，α，KSpaceCenterLine，N，Tr=TrMin，TI1=TI1Min。

根据等式（15），可以得到

β=arccos(X/E_TI1)

其中

X=G1/(G1·G4–G2·G3)

G1=C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}

G2=D^{KSpaceCenterLine-1}

G3=E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1

G4=F·D^N-1

因此，可以容易的计算出β。

SPAIR脉冲的第一反转时间TIFill和第二反转时间TrFill：

对于设置有SPAIR脉冲的损毁梯度回波序列，以下参数是可以根据进行磁共振成像的硬件的条件以及用户的要求等预先确定的：Trep，α，β=180°，KspaceCenterLine，N，TrMin，TI1Min。并且如前所述，TI1=TIFill+TI1Min，Tr=TrFill+TrMin。

TrFill和TIFill对脂肪的纵向磁化分量为零的位置的影响是相反的，即较长的TrFill将增大脂肪信号为零的线索引，而较长的TIFill将减小脂肪信号为零的线索引。并且对于任何参数集，反转时间的结果将是（TIFill>=0，TrFill=0）或（TIFill=0,TrFill>=0）。

所以对于SPAIR脉冲的第一反转时间TIFill和第二反转时间TrFill，通过以下步骤进行计算：

步骤A：保持TrFill=0，即Tr=TrMin,计算TIFill。

由于根据等式（15），可以得到

TIFill=TI1-TI1Min=-T1·ln(X/cos(β))-TI1Min

其中

X=(G1+G2)/{G1·G4+G2/cos(β)–G2·G3}

G1=C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)

G2=D^{KSpaceCenterLine-1}

G3=E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)

G4=F·D^N-1

因此，可以容易的计算出TIFill。如果TIFill>=0，则意味着对于目前的参数集已经计算出了反转时间，其中TIFill>=0，TrFill=0；而如果TIFill<0，则意味着当TrFill=0时计算得到的结果集（TIFill，TrFill=0）不符合要求，因此需要执行步骤B。

步骤B：保持TIFill=0，即TI1=TIMin,计算TrFill。

由于根据等式（15），可以得到

TrFill=Tr-TrMin=-T1·ln(Y/cos(β))–TrMin

其中

Y=(G1+G2)/(G1·G4-G2·G3)

G1=C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}

G2=B·D^{KSpaceCenterLine-1}

G3=C·(D^N-1-1)/(D-1)+A·D^N-1-1/cos(α)

G4=B·D^N-1

因此，可以容易的计算出TrFill。如果TrFill>=0，则意味着对于目前的参数集已经计算出了反转时间，其中TIFill=0，TrFill>=0；而如果TIFill<0，则意味着对于目前的参数集没有对应的反转时间，结果将是TrFill=0，TIFill=0。

需要说明的是，虽然在上面的示例中，在步骤A中保持TrFill=0，计算出对应的TIFill，随后在步骤B中保持TIFill，计算出对应的TrFill，但这仅仅是一种示例。在步骤A中保持TIFill=0，计算出对应的TrFill，随后如果需要则在步骤B中保持TrFill，计算出对应的TrFill也是可以的。

以上已经详细描述了用于计算优化的翻转角和反转时间的通用解决方案。下面，将参考图3对根据本实施例的磁共振成像方法进行描述。

如图3所示，在步骤301中，根据脂肪抑制脉冲所抑制的脂肪成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和所述纵向磁化分量的过零点条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角或反转时间。在该步骤中，预先确定脂肪抑制脉冲的各个参数。所述参数包括例如两个脂肪抑制脉冲之间的激发脉冲的数目N、脂肪抑制脉冲的中心和该脂肪抑制脉冲之后的第一激发脉冲的中心之间的最小时间间隔TI1Min、MRI序列的一个脉冲串中的最后一个激发脉冲的中心与下一个脉冲串的脂肪抑制脉冲的中心之间的时间间隔TrMin、连续的激发脉冲之间的时间Trep、激发脉冲的翻转角α、K空间中心线的索引编号KSpaceCenterLine等。随后，根据脂肪的纵向磁化分量的稳定状态条件和纵向磁化分量的过零点条件，基于所述各个参数计算出该脂肪抑制脉冲的翻转角或反转时间。具体的，根据布洛赫方程得出脂肪的磁化矢量表示，并应用脂肪的纵向磁化分量的稳定状态条件和纵向磁化分量的过零点条件得出用于计算脂肪抑制脉冲的翻转角或反转时间的通式，随后根据已确定的各个参数计算出所述翻转角或反转时间。应用脂肪的纵向磁化分量的稳定状态条件M_β(m+1)=M_β(m)和纵向磁化分量的过零点条件M_a(KSpaceCenterLine)=0是得到优化的翻转角和反转时间的一个关键所在。随后，在步骤302中，应用包括设有所述翻转角或所述反转时间的脂肪抑制脉冲的MRI序列进行磁共振成像。在MRI序列中应用脂肪抑制脉冲的一种示例方式是使得在每一个脂肪抑制脉冲后跟随一个或多个激发脉冲。MRI序列可以是任意序列，只要其能够在施加下一个激发脉冲之前使得残留的横向磁化分量被损毁即可。例如，该MRI序列可以是损毁快速自旋回波（TSE）序列、损毁梯度回波（GRE）序列等。

（实施例2）

上述实施例1中描述了针对脂肪抑制脉冲的优化方法，该优化方法也可以应用于水抑制脉冲。

在磁共振成像中，除了脂肪抑制之外，可能需要通过施加例如水饱和脉冲、FLAIR（体衰减反转恢复）脉冲来对人体组织的水信号进行抑制。针对该水饱和脉冲和FLAIR脉冲，均可以适用本发明实施例1中给出的通式（15）。更明确地说，对于水饱和脉冲，可以通过与实施例1中描述的用于FatSat的解决方案相同的方法计算出优化翻转角，从而得到优化的水抑制脉冲，并应用实施例1中参照图3描述的磁共振成像方法来成像；同样，对于FLAIR，可以通过与实施例1中描述的用于SPAIR的解决方案相同的方法计算出优化的TIfill和Trfill值，从而得到优化的水抑制脉冲，并应用实施例1中参照图3描述的磁共振成像方法来优化水抑制脉冲。

事实上，除了脂肪抑制脉冲和水抑制脉冲之外，本发明实施例1中描述的优化方法可以应用于任何特定谱抑制脉冲，仅仅需要改变例如T1或者抑制脉冲的中心频率等参数即可。也就是说，本发明实施例1中描述的磁共振成像方法实际上可以应用任意谱抑制脉冲。

以上已经对根据本发明的磁共振成像方法进行了详细描述。在该磁共振成像方法中，通过利用设置有优化的谱抑制脉冲的MRI序列进行成像，可以很好地抑制特定谱成分的信号，从而可以获得高质量的图像。

图4示出了使用设置有谱抑制脉冲的MRI序列进行磁共振成像的装置400。如图4所示，该磁共振成像设备包括：计算部件401，根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和优化的谱抑制条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角或反转时间；成像部件402，应用包括设有所述翻转角或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像。

如前所述，根据本发明的一方面的谱抑制脉冲的优化方法具有良好的通用性，可以广泛使用。并且，通过优化谱抑制脉冲，提高了谱信号抑制的能效。此外，利用设置有优化的谱抑制脉冲的MRI序列进行成像可以很好地抑制特定谱成分的信号，从而可以获得高质量的图像。下面将结合图5到图7对应用本发明上述方法的MATLAB仿真结果和活体内测试结果进行说明。

MATLAB仿真结果

图5（a）和5（b）示出了当谱抑制脉冲为FatSat脉冲时的仿真结果。其中各参数设置如下：采用损毁3D梯度回波序列进行成像，α=9°，每个脉冲串对应的K空间填充线数量=32，KSpaceCenterLine=#12，Trep=3.92ms，TrMin=12.298ms，TI1min=10.482ms，T1=290.0ms(3T)。根据本发明的上述通式（15）计算出的FatSat翻转角为：β=153.113°，其中在线#12处脂肪信号为0%。

图5（a）为具有上述给定参数和计算的翻转角的脂肪信号的仿真结果。图5（b）是图5（a）中的矩形框内的曲线部分的放大示意图。

图6(a)和6（b）示出了当谱抑制脉冲为SPAIR脉冲时的仿真结果。其中各参数设置如下：采用损毁3D梯度回波序列进行成像。α=9°，β=180°，每个脉冲串对应的K空间填充线数量=32，KSpaceCenterLine=#12，Trep=3.92ms，TrMin=14.918ms，TI1min=17.342ms，T1=290.0ms(3T)。根据本发明的上述通式（15）计算出的反转时间为：TrFill=0，TIFill=0.91ms，其中在线#12处脂肪信号为0%。

图6（a）为具有上述给定参数和计算的TrFill和TIFill的脂肪信号的仿真结果。图6（b）是图6（a）中的矩形框内的曲线部分的放大示意图。

活体测试结果

图7（a）和7（b）示出了根据本发明的、利用设置有优化的谱抑制脉冲的MRI序列形成的图像。具体的，图7（a）示出了谱抑制脉冲为FatSat脂肪抑制脉冲、每个FatSat脉冲串对应的K空间填充线数量为32线、计算出FatSat翻转角=153°时采集的图像；图7（b）示出了谱抑制脉冲为SPAIR脂肪抑制脉冲、每个SPAIR脉冲串对应的K空间填充线数量为32线、计算出TrFill=0，TIFill=62.3ms时采集的图像。图7（c）示出了使用未配置谱抑制脉冲的MRI序列采集的图像。在图7（a）-7（c）中显示的图像均是利用短T1损毁3D梯度回波序列获得的，并且在测试时均要求志愿者屏住呼吸以消除运动伪影。

图7（a）-7（c）下方的箭头均指示皮下区域。如图7（c）所示，当未进行脂肪抑制时，皮下区域显示高亮度的脂肪信号。而相应区域在图7（a）-7（b）则显示低暗信号。因此，根据本发明的谱抑制脉冲优化方法对于FatSat和SPAIR技术能够很好地工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁共振成像方法，包括步骤：

根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和所述纵向磁化分量的过零点条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角和/或反转时间；

应用包括设有所述翻转角和/或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像，

其中在所述磁共振成像序列中所述谱抑制脉冲设置在一个或多个激发脉冲之前，所述纵向磁化分量的过零点条件是对应于K空间中心线的激发脉冲之前所述谱成分的纵向磁化分量为零，

其中，反转时间包括第一反转时间和第二反转时间，

所述计算出该谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤包括：利用通式计算谱抑制脉冲的翻转角或反转时间，所述通式为：

{E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1}/(1-F·B·D^N-1)

＝{C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}}/(-B·D^{KSpaceCenterLine-1})，

其中，

A＝1-E_TI1

B＝cos(β)·E_TI1

C＝1-E_Trep

D＝cos(α)·E_Trep

E＝1-E_Tr

F＝cos(α)·E_Tr

E_TI1＝exp(-TI1/T1)

E_Trep＝exp(-Trep/T1)

E_Tr＝exp(-Tr/T1)

TI1＝TI1Min+TIFill

Tr＝TrMin+TrFill

α是激发脉冲的翻转角，

β是谱抑制脉冲的翻转角，

T1是谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向弛豫时间，

N是两个谱抑制脉冲之间的激发脉冲的数目，

KSpaceCenterLine是K空间中心线的索引编号，

TI1Min是谱抑制脉冲的中心和该谱抑制脉冲之后的第一个激发脉冲的中心之间的最小时间间隔，

Trep是连续的激发脉冲之间的时间，

TrMin是磁共振成像序列的一个脉冲串中的最后一个激发脉冲的中心与下一个脉冲串的谱抑制脉冲的中心之间的最小时间间隔，

TIFill是所述第一反转时间，

TrFill是所述第二反转时间。

2.如权利要求1所述的磁共振成像方法，还包括：将所述第一反转时间TIFill和所述第二反转时间TrFill设置为0，

在所述计算出谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤中，计算所述翻转角β。

3.如权利要求1所述的磁共振成像方法，还包括步骤：将所述翻转角β设定为180度，

所述计算出所述谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤包括：

将所述第二反转时间TrFill设定为0，

计算所述第一反转时间TIFill。

4.如权利要求3所述的磁共振成像方法，其中当计算出的所述第一反转时间TIFill小于0时，所述计算出所述谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤进一步包括：

将所述第一反转时间TIFill设定为0，

计算所述第二反转时间TrFill。

5.如权利要求1所述的磁共振成像方法，还包括步骤：将所述翻转角β设定为180度，

所述计算出所述谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤包括：

将所述第一反转时间TIFill设定为0，

计算所述第二反转时间TrFill。

6.如权利要求5所述的磁共振成像方法，其中当计算出的所述第二反转时间TrFill小于0时，所述计算出所述谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤进一步包括：

将所述第二反转时间TrFill设定为0，

计算所述第一反转时间TIFill。

7.一种磁共振成像装置，包括：

一计算部件，根据谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向磁化分量的稳定状态条件和所述纵向磁化分量的过零点条件，计算出该谱抑制脉冲的翻转角和/或反转时间；

一成像部件，应用包括设有所述翻转角和/或所述反转时间的所述谱抑制脉冲的磁共振成像序列进行磁共振成像，

其中在所述磁共振成像序列中所述谱抑制脉冲设置在一个或多个激发脉冲之前，所述纵向磁化分量的过零点条件是对应于K空间中心线的激发脉冲之前所述谱成分的纵向磁化分量为零，

其中，反转时间包括第一反转时间和第二反转时间，

所述计算出该谱抑制脉冲的翻转角或反转时间的步骤包括：利用通式计算谱抑制脉冲的翻转角或反转时间，所述通式为：

{E+F·C·(D^N-1-1)/(D-1)+F·A·D^N-1}/(1-F·B·D^N-1)

＝{C·(D^{KSpaceCenterLine-1}-1)/(D-1)+A·D^{KSpaceCenterLine-1}}/(-B·D^{KSpaceCenterLine-1})，

其中，

A＝1-E_TI1

B＝cos(β)·E_TI1

C＝1-E_Trep

D＝cos(α)·E_Trep

E＝1-E_Tr

F＝cos(α)·E_Tr

E_TI1＝exp(-TI1/T1)

E_Trep＝exp(-Trep/T1)

E_Tr＝exp(-Tr/T1)

TI1＝TI1Min+TIFill

Tr＝TrMin+TrFill

α是激发脉冲的翻转角，

β是谱抑制脉冲的翻转角，

T1是谱抑制脉冲所抑制的谱成分的纵向弛豫时间，

N是两个谱抑制脉冲之间的激发脉冲的数目，

KSpaceCenterLine是K空间中心线的索引编号，

TI1Min是谱抑制脉冲的中心和该谱抑制脉冲之后的第一个激发脉冲的中心之间的最小时间间隔，

Trep是连续的激发脉冲之间的时间，

TrMin是磁共振成像序列的一个脉冲串中的最后一个激发脉冲的中心与下一个脉冲串的谱抑制脉冲的中心之间的最小时间间隔，

TIFill是所述第一反转时间，

TrFill是所述第二反转时间。