CN105988098B - 磁共振信号采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁共振信号采集系统及方法，该方法包括：控制磁共振信号采集系统中的射频系统以及梯度系统发出期望的脉冲序列以生成回波链。上述脉冲序列包括：在多次重复时间中的至少一次重复时间内，随时间轴依次产生的激发射频脉冲和时间间隔相等的多个重聚射频脉冲；在上述至少一次重复时间内，在上述多个重聚射频脉冲的第一个和第二个之间产生的散相梯度脉冲；以及，在上述至少一次重复时间内，在上述散相梯度脉冲之后依次产生的多个读出梯度脉冲。

Description

磁共振信号采集系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗诊断领域，尤其涉及一种磁共振信号采集系统及方法。

背景技术

磁共振(Magnetic Resonance，MR)信号采集系统包括射频系统和梯度系统。射频系统包括发射系统和接收系统，发射系统用于发射一定频率和功率的射频脉冲以使被检体内的氢质子产生共振，接收系统用于接收被检体内氢质子产生的磁共振信号，该磁共振信号用于对被检体的被检测部位进行图像重建。梯度系统用于发射层面选择梯度脉冲、相位编码梯度脉冲以及频率编码梯度脉冲(也称读出梯度脉冲)以对上述磁共振信号提供三维位置信息，以实现图像重建。

在进行MR扫描成像时，由脉冲控制系统根据预设的时序控制射频系统和梯度系统发出期望的脉冲序列以对被检体的特定的检测部位进行扫描成像。

现有的脉冲序列，尤其是CUBE序列，容易产生涡流效应，使得磁共振扫描获取的图像在远离磁场中心的边缘位置容易出现严重的阴影(Shading)现象。

因此，为了解决MR图像的这种阴影问题，需要提供一种新的磁共振信号采集系统及方法。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种磁共振信号采集方法，包括：控制磁共振信号采集系统中的射频系统以及梯度系统发出期望的脉冲序列以生成回波链。上述脉冲序列包括：在多次重复时间中的至少一次重复时间内，随时间轴依次产生的激发射频脉冲和时间间隔相等的多个重聚射频脉冲；在上述至少一次重复时间内，在上述多个重聚射频脉冲的第一个和第二个之间产生的散相梯度脉冲；以及，在上述至少一次重复时间内，在上述散相梯度脉冲之后依次产生的多个读出梯度脉冲。

本发明的示例性实施例还提供了一种磁共振信号采集系统，包括射频系统、梯度系统以及连接至所述射频系统和梯度系统的控制器，上述控制器用于控制射频系统和梯度系统发出上述期望的脉冲序列以生成回波链。

通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。

附图说明

通过结合附图对于本发明的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明一个实施例提供的磁共振信号采集系统的框图；

图2为本发明上述磁共振信号采集系统采用的脉冲序列的时序图；

图3为本发明一个实施例提供的磁共振信号采集方法的流程图；

图4为现有层面选择性CUBE脉冲序列的时序图；

图5为采用图4的脉冲序列获取的图像；

图6为采用图2所示的本发明实施例的脉冲序列获取的图像。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

图1为本发明一个实施例提供的磁共振信号采集系统的框图，图2为本发明上述磁共振信号采集系统采用的脉冲序列的时序图。如图1、图2所示，该系统包括射频系统10、梯度系统20以及连接至射频系统10和梯度系统20的控制器30。该控制器30用于控制射频系统10和梯度系统20发出期望的脉冲序列40以生成回波链。

上述射频系统10具体可包括设置在磁共振扫描仪的静磁场中的射频线圈(包括发射线圈和接收线圈)，梯度系统20可包括,例如设置在磁共振扫描仪的静磁场中、且分别沿笛卡尔坐标系的三个轴设置的层面选择梯度线圈、相位编码梯度线圈以及频率编码梯度线圈。射频线圈在控制器30的控制下发射激发射频脉冲和重聚射频脉冲。层面选择梯度线圈、相位编码梯度线圈以及频率编码梯度线圈在控制器30的控制下分别发射层面选择梯度脉冲、相位编码梯度脉冲以及频率编码梯度脉冲(读出编码梯度脉冲)。频率编码梯度线圈还用于在控制器30的控制下，发射散相梯度脉冲。

本实施例中，上述脉冲序列40包括：

1，在多次重复时间TR的至少一次重复时间TR内，随时间轴t依次产生的激发射频脉冲12和多个重聚射频脉冲14，该多个重聚射频脉冲的时间间隔相等；

2，在上述至少一次重复时间TR内，在上述多个重聚射频脉冲14的第一个和第二个之间产生的散相梯度脉冲22；

3，在上述至少一次重复时间TR内，在散相梯度脉冲22之后依次产生的多个读出梯度脉冲24。

上述激发射频脉冲12用于使被检体的特定层面内的质子发生共振以产生磁共振信号(回波信号)，例如，激发射频脉冲12可配合层面选择梯度脉冲(图中未示出)以选择该特定层面内的质子发生共振。重聚射频脉冲14用于对快速衰减的该磁共振信号重新聚焦，使得产生能够测量的回波信号，伴随多个重聚射频脉冲14生成的回波信号形成回波链。各读出梯度脉冲24用于读出对应的回波信号，在读出梯度脉冲24之前施加散相梯度脉冲22，能够消除散相造成的相位差，使得回波信号的最大值(峰值)能够被检测到。

在上述实施例中，将散相梯度脉冲22施加在第一个重聚射频脉冲14和第二个重聚射频脉冲14之间，避免了散相梯度脉冲22距离第一个重聚射频脉冲14太近导致的涡流效应，从而减少磁共振图像中的阴影。

可选地，上述的散相梯度脉冲22靠近多个重聚射频脉冲14中的第一个并远离该多个重聚射频脉冲14中的第二个；或者，散相梯度脉冲22与该多个重聚射频脉冲14的第一个和第二个之间的时间间隔相等。通过这样的方式，可以进一步避免散相梯度脉冲22对重聚射频脉冲14的干扰，减少涡流效应，增强图像质量。

可选地，为了抑制可能形成的受激回波，保证图像质量，多个重聚射频脉冲14中的第一个的翻转角度为160-200度，更具体地，为180度。

可选地，为了进一步保证检测到回波信号的最大值，提升图像质量，散相梯度脉冲22的面积为各读出梯度脉冲24的二分之一，使得回波信号的最大值刚好出现在对应的读出梯度脉冲24的中间位置。

图3为本发明一个实施例提供的磁共振信号采集方法的流程图；如图3所示，该磁共振信号采集方法包括以下步骤：

控制磁共振信号采集系统中的射频系统以及梯度系统发出期望的脉冲序列40以生成回波链，该脉冲序列40在以上实施例中已进行了详细描述，不再赘述。

图4为现有层面选择性CUBE脉冲序列的时序图；图5为采用图4的脉冲序列获取的图像；图6为采用图2所示的本发明实施例的脉冲序列获取的图像。

如图4所示，现有层面选择性CUBE脉冲序列中，激发射频脉冲12a的波形为弯形而非方波，其宽度较宽，由于激发射频脉冲12a的波峰位置到第一个射频重聚脉冲的中间位置的距离为ESP/2(ESP即回波间隔)，因此回波间隔ESP的值受到激发射频脉冲12a的宽度、散相梯度脉冲22a的宽度的限制(忽略第一个射频重聚脉冲14a)。图4中，将散相梯度脉冲22a施加在激发射频脉冲12a和第一个重聚射频脉冲14a之间，由于激发射频脉冲12a较宽，激发射频脉冲12a必须紧挨着第一个射频重聚脉冲14a，否则就要延长回波间隔ESP，造成信号衰减过快，严重影响图像质量，但是激发射频脉冲12a必须紧挨着第一个射频重聚脉冲14a，又会对第一个射频重聚脉冲14a造成干扰，引起涡流效应，并进一步降低回波信号的质量。

例如，采用现有的层面选择性CUBE脉冲序列，对受检体膝盖部位进行磁共振扫描，扫描参数如下：FOV(视野)＝16cm，层面厚度1.4mm，TR(重复时间)＝1500ms，TE(回波时间)＝26.0ms，ETL(回波链长度)＝70，矩阵尺寸224*224，RBW(分辨率带宽)＝41.67kHz。这样获得的回波间隔为5928ms，获取的图像如图5所示，其中远离磁场中心的位置(图像边缘附近)有严重的阴影。

而采用本发明实施例中的脉冲序列，在第一个重聚射频脉冲14和第二个重聚射频脉冲14之间施加散相梯度脉冲22，回波间隔ESP的值只取决于激发射频脉冲12的宽度或者读出梯度脉冲24的宽度(取二者中较短的)，而不再包括散相梯度脉冲22的宽度，不仅可以减小回波间隔，还可以避免散相梯度脉冲22距离重聚射频脉冲14太近，因此可以有效减弱重聚射频脉冲14产生的涡流。如图6所示，扫描参数不变，采用本发明实施例中的脉冲序列之后，回波间隔可以减小至5688ms，获取的图像中的阴影相较现有技术明显减少了，图像质量更好。

需要说明的是，图2中所示的脉冲序列40为层面选择性CUBE脉冲序列，采用层面选择性CUBE脉冲序列只是为了对本发明的技术原理、效果等进行示例性地描述，而不对本发明进行限制，本领域技术人员应当知晓，本发明所述的脉冲序列也可作为对其它类型的脉冲序列做出的改进。上述其它类型的脉冲序列，包括与层面选择性CUBE脉冲序列具有类似的特征但是具有不同的命名的脉冲序列。上述类似的特征可包括：例如，重聚射频脉冲为方形脉冲、每个重聚射频脉冲具有预先设计好的特定翻转角度；或者进一步包括：在笛卡尔坐标系的y轴和z轴都设置有相位编码梯度脉冲(本发明的附图中均未示出相位编码梯度脉冲)。

上面已经描述了一些示例性实施例。然而，应该理解的是，可以做出各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式被组合和/或被另外的组件或其等同物替代或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其他实施方式也落入权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种磁共振信号采集方法，包括：

控制磁共振信号采集系统中的射频系统以及梯度系统发出期望的脉冲序列以生成回波链，所述脉冲序列包括：

在多次重复时间中的至少一次重复时间内，随时间轴依次产生的激发射频脉冲和时间间隔相等的多个重聚射频脉冲；

在所述至少一次重复时间内，在所述多个重聚射频脉冲的第一个和第二个之间产生的散相梯度脉冲；以及，

在所述至少一次重复时间内，在所述散相梯度脉冲之后依次产生的多个读出梯度脉冲，

其中所述散相梯度脉冲靠近所述多个重聚射频脉冲中的第一个并远离所述多个重聚射频脉冲中的第二个。

2.根据权利要求1所述的磁共振信号采集方法，其中，所述多个重聚射频脉冲中的第一个的翻转角度为160-200度。

3.根据权利要求2所述的磁共振信号采集方法，其中，所述多个重聚射频脉冲中的第一个的翻转角度为180度。

4.根据权利要求1所述的磁共振信号采集方法，其中，所述散相梯度脉冲的面积是每个读出梯度脉冲面积的二分之一。

5.一种磁共振信号采集系统，包括射频系统、梯度系统以及连接至所述射频系统和梯度系统的控制器，所述控制器用于控制所述射频系统和梯度系统发出期望的脉冲序列以生成回波链，所述脉冲序列包括：

在多次重复时间中的至少一次重复时间内，随时间轴依次产生的激发射频脉冲和时间间隔相等的多个重聚射频脉冲；

在所述至少一次重复时间内，在所述多个重聚射频脉冲的第一个和第二个之间产生的散相梯度脉冲；以及，

在所述至少一次重复时间内，在所述散相梯度脉冲之后依次产生的多个读出梯度脉冲，

其中所述散相梯度脉冲靠近所述多个重聚射频脉冲中的第一个并远离所述多个重聚射频脉冲中的第二个。

6.根据权利要求5所述的磁共振信号采集系统，其中，所述多个重聚射频脉冲中的第一个的翻转角度为160-200度。

7.根据权利要求6所述的磁共振信号采集系统，其中，所述多个重聚射频脉冲中的第一个的翻转角度为180度。

8.根据权利要求5所述的磁共振信号采集系统，其中，所述散相梯度脉冲的面积是每个读出梯度脉冲面积的二分之一。

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