CN106597335A - 电压校准方法、磁共振成像方法及系统 - Google Patents

电压校准方法、磁共振成像方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106597335A
CN106597335A CN201611262519.2A CN201611262519A CN106597335A CN 106597335 A CN106597335 A CN 106597335A CN 201611262519 A CN201611262519 A CN 201611262519A CN 106597335 A CN106597335 A CN 106597335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radio
flip angle
voltage
interest
frequency pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611262519.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106597335B (zh
Inventor
蒋瑞瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd filed Critical Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority to CN201611262519.2A priority Critical patent/CN106597335B/zh
Publication of CN106597335A publication Critical patent/CN106597335A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106597335B publication Critical patent/CN106597335B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
    • G01R33/583—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency
    • G01R33/586—Calibration of signal excitation or detection systems, e.g. for optimal RF excitation power or frequency for optimal flip angle of RF pulses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种电压校准方法、磁共振成像方法及系统。一方面，本发明实施例通过根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值激励射频脉冲，采集扫描序列每次获得的FID信号和STE信号；基于采集的信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的翻转角均值；利用各初始电压值及对应的翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值，减小了射频场分布不均匀和整个扫描图像翻转角的局部差异对感兴趣区域电压校准的影响，提高了感兴趣区域的电压校准精度，减小了对MRI图像中感兴趣区域的均匀性和对比度的影响，从而提高了MRI图像中感兴趣区域的图像质量。

Description

电压校准方法、磁共振成像方法及系统
【技术领域】
本方案涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种电压校准方法、磁共振成像方法及系统。
【背景技术】
当前，MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)系统在医学领域应用广泛。利用MRI系统获得的人体组织的图像信息，可以辅助医生进行病情诊断，也可以供医学研究使用。
MRI系统中的射频系统会在射频发射电压的激励下发出射频脉冲，在射频脉冲的作用下，人体组织的宏观磁化矢量将偏离平衡状态，其偏离的角度即为翻转角。为了使射频系统发射的射频脉冲达到需要的翻转角，需要在扫描前对射频发射的幅值进行校准。由于射频发射的幅值与射频发射电压具有线性关系，因此，对射频发射的幅值的校准可以通过对射频发射电压的校准来实现。
现有技术中，对射频发射电压的校准方案是：给定初始电压值，以该初始电压值作为射频发射电压发射射频，测量该初始电压值对应的翻转角，然后基于射频发射电压值与翻转角之间的线性关系，推算目标翻转角对应的参考电压值。
上述电压校准方案适用于射频场(即B1场)分布均匀的应用场景中。而且，与射频发射电压值满足线性关系的翻转角具有一定的角度范围，如果初始电压值对应的翻转角超出该角度范围，测量就会出现错误，从而导致校准失败。在分布均匀的射频场中，扫描的整个横断面(对应整个扫描图像)中翻转角是相同的，因此测量到的单个翻转角代表整个横断面中翻转角的平均值。
而高场的射频场分布不均匀，导致高场中射频发射电压值与翻转角之间不满足线性关系，因此上述电压校准方案不适用于高场MRI的射频功率校准。
除此之外，高场MRI的射频功率校准还存在以下问题：
由于射频场分布不均匀，并且测量的目标组织分布也不均匀，扫描的整个横断面中翻转角是不同的，导致测量到的单个翻转角不能代表整个横断面中翻转角的平均值；
整个横断面中翻转角的平均值与横断面中待测量的具体目标组织所处区域(对应整个扫描图像中的感兴趣区域)的翻转角平均值不同，如果根据整个横断面中翻转角的平均值对射频发射电压进行校准，则不能满足感兴趣区域的局部校准需求。
综上所述，现有技术中对射频发射电压的校准方案不适用于高场MRI中射频发射电压的校准，当利用现有技术中对射频发射电压的校准方案对高场MRI中射频发射电压进行校准时，校准精度很低，对MRI图像的均匀性和对比度影响较大，从而导致MRI图像的质量较差。
【发明内容】
有鉴于此，本方案实施例提供了一种电压校准方法、磁共振成像方法及系统，用以解决当利用现有技术中对射频发射电压的校准方案对高场MRI中射频发射电压进行校准时，校准精度低，对MRI图像的均匀性和对比度影响大，导致MRI图像的质量较差的问题。
第一方面，本方案实施例提供一种电压校准方法，应用于磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压的校准，所述方法包括：
根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值，包括：
根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断本次能否收敛；
在本次校准能够收敛时，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值确定目标翻转角对应的参考电压值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断校准能否收敛，包括：
在所述FID信号和/或STE信号的信噪比满足设定信噪比条件下下，计算射频脉冲翻转角的分布图；
根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断当前射频脉冲翻转角是否在指定范围内，或者判断射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值是否小于指定阈值；
在当前射频脉冲翻转角在指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值小于所述指定阈值时确定校准能收敛，或者，在当前射频脉冲翻转角不在所述指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值大于所述指定阈值时确定校准不能收敛。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，包括：
对于每个初始电压值，根据采集的该初始电压值对应的FID信号和STE信号，计算整个扫描图像中各点的射频脉冲翻转角值；
从射频脉冲翻转角值计算结果中选取所述感兴趣区域内的射频脉冲翻转角值；
对选取的射频脉冲翻转角值进行平均值计算，获得初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在多层扫描层面范围内，对每一扫描层面执行电压校准。
第二方面，本方案实施例提供一种磁共振成像方法，包括：
在感兴趣区域的磁共振信号采集前，获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值；
采用所述参考电压值作为射频发射电压在所述感兴趣区域激发扫描序列；
采集所述感兴趣区域的成像信号，并对所述成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像；
所述获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值包括：
根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在多层扫描范围内，对每一层获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值。
第三方面，本方案实施例提供一种磁共振成像系统，包括：
电压校准模块，用于对磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，所述电压校准模块包括：
第一获取单元，用于根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
采集单元，用于在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
确定单元，用于基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
第二获取单元，用于利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值；
成像信号获取模块，用于在所述感兴趣区域采用所述参考电压值作为射频发射电压激发扫描序列，并采集感兴趣区域的成像信号；
重建模块，用于对所述成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电压校准模块还包括：
迭代值确定单元，用于在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例通过利用多点拟合对MRI系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，减小了射频场分布不均匀和整个扫描图像翻转角的局部差异对感兴趣区域电压校准的影响，提高了感兴趣区域的电压校准精度，减小了对MRI图像中感兴趣区域的均匀性和对比度的影响，从而提高了MRI图像中感兴趣区域的图像质量，为临床诊断和研究提供可靠依据。
【附图说明】
为了更清楚地说明本方案实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本方案的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的电压校准方法的流程示例图；
图2为校准序列示例图；
图3为根据V1和V2及对应的翻转角均值判断校准是否收敛及确定迭代电压值Vinit的流程示意图。
图4为本发明实施例提供的电压校准模块的功能方块图。
图5为本发明实施例提供的磁共振成像方法的流程示例图。
图6为本发明实施例提供的磁共振成像系统的功能方块图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本方案的技术方案，下面结合附图对本方案实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本方案一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本方案保护的范围。
在本方案实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本方案。在本方案实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例一
本发明实施例提供了一种电压校准方法，该电压校准方法流程可以应用于磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压的校准。
图1为本发明实施例提供的电压校准方法的流程示例图。如图1所示，本实施例中，电压校准方法可以包括如下步骤：
S101，根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
S102，在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
S103，基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
S104，利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
其中，感兴趣区域可以是需要重点检查的人体组织部位，例如在对腹部进行扫描时，如果重点检查的是肝脏，那么腹部的肝脏区域可以作为感兴趣区域。在对腹部扫描获得的整个横断面图像中，肝脏对应的区域为感兴趣区域。
扫描序列可包括预扫描序列和成像序列，其中：预扫描序列对应电压校准，基于预扫描序列激发的磁共振信号可确定射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值；将参考电压值作为射频发射电压，可在感兴趣区域激发成像序列，在预扫描阶段扫描得到的图像可以是选定层面的整个横断面，而非只有感兴趣区域，因此，需要根据扫描序列扫描获取感兴趣区域的视场范围、位置信息以及片层组信息，以便为S103中基于采集的FID信号和STE信号确定感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值奠定基础。
在一些实施例中，预扫描序列可以是激励回波采集模式(stimulated echoacquisition mode，STEAM)序列，实际翻转角成像(actual flip angle imaging，AFI)序列，双角度映射(Dual Angle Mapping，DAM)序列、双聚焦回波采集模式(dual refocusingecho acquisition mode，DREAM)序列等。
其中，S102中，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲是指，在选定层面上进行至少两次射频激励，各次使用的作为射频发射电压值的初始电压值不相同。例如，假设在层面A上进行3次射频激励，第一次的射频发射电压值为初始电压值V1，第二次的射频发射电压值为初始电压值V2，第三次的射频发射电压值为初始电压值V3，V1、V2和V3的值两两之间互不相等，即V1≠V2，V1≠V3，V2≠V3。
在一个具体的实现过程中，利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值，可以包括：根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断本次能否收敛；在本次校准能够收敛时，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值确定目标翻转角对应的参考电压值。
在一个具体的实现过程中，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断校准能否收敛，可以包括：在采集信号如FID信号和/或STE信号的信噪比满足设定信噪比的条件下，计算射频脉冲翻转角的分布图；根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断当前射频脉冲翻转角是否在指定范围内或者判断射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值是否小于指定阈值；在当前射频脉冲翻转角在指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值小于指定阈值时确定校准能收敛，或者，在当前射频脉冲翻转角不在所述指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值大于指定阈值时确定校准不能收敛。
需要说明的是，设定信噪比可由用户设定或根据经验值设定。采集信号如FID信号和/或STE信号的信噪比满足设定信噪比指FID信号和/或STE信号的信噪比等于设定信噪比阈值或者接近设定的信噪比阈值，或者FID信号和/或STE信号的信噪比与设定信噪比阈值的差值在可接收范围内。
在另一个实施例中，校准处于收敛状态可通过如下方法确定：在判定当前射频脉冲翻转角在指定范围内，还可进一步判定当前射频发射电压与当前射频脉冲翻转角是否处于线性区域/线性状态。示例性地，判定当前射频发射电压与当前射频脉冲翻转角是否处于线性区域/线性状态的步骤包括：计算第一次射频脉冲翻转角均值与第二次射频脉冲翻转角均值的比值，并令该比值为第一比值；计算初始电压值V1与初始电压值V2的比值，并令该比值为第二比值；判断第一比值是否与第二比值相等或与第二比值仅有较小的差别；若条件满足，判定当前射频发射电压与当前射频脉冲翻转角处于线性区域，可确定校准能收敛；若第一比值与第二比值不相等且两者之间的差值超过设定范围，判定当前射频发射电压与当前射频脉冲翻转角处于非线性区域，确定校准不能收敛。
在一个具体的实现过程中，基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，可以包括：对于每个初始电压值，根据采集的该初始电压值对应的FID信号和STE信号，计算整个扫描图像中各点的射频脉冲翻转角值；从射频脉冲翻转角值计算结果中选取所述感兴趣区域内的射频脉冲翻转角值；对选取的射频脉冲翻转角值进行平均值计算，获得初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值。
采集的FID信号和STE信号是扫描的整个横断面中各个点的信号，如果用采集的全部FID信号和STE信号来计算翻转角均值，得到的是整个横断面中信号均值所对应的翻转角。由于高场的不均匀性，该翻转角与翻转角均值存在较大差异，此外感兴趣区域内的翻转角均值与感兴趣区域所在的整个横断面中的翻转角均值的不同的。因此，基于采集的全部FID信号和STE信号得到的整个横断面中翻转角的平均值对射频发射电压进行校准不能满足感兴趣区域的局部校准需求，而基于感兴趣区域内的翻转角均值对射频发射电压进行校准才能更好地满足感兴趣区域的局部校准需求，从而提高感兴趣区域的校准精度，减小对MRI图像中感兴趣区域的均匀性和对比度的影响，提高MRI图像中感兴趣区域的图像质量。
在一个具体的实现过程中，电压校准方法还可以包括：在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
在校准不能收敛时，说明选取的初始电压值不合适，因此在下一次校准时，需要修正初始电压值。用本次校准中各初始电压值确定的迭代电压值作为下一次校准时的射频发射电压值，可以加快校准的收敛速度，从而减少校准时间，提高校准速度。
在一个具体的实现过程中，电压校准方法还可以包括在多层扫描/扫描层面范围内，对每一扫描层面执行电压校准。示例性地，可采用如上所述的方法对每一扫描层面执行多次电压校准，且每次校准过程中采用不同的初始电压值，各扫描层面的电压校准不会互相影响，电压校准更具有针对性。进一步地，本发明可采用大视场范围扫描序列，根据扫描协议从大视场范围中选取感兴趣区域的翻转角进行校正，避免了视场范围较小时可能出现信噪比较低的情况，实现校准的稳定性。此外，本发明逐层电压校准的方法，不同于现有在整个激发区域内电压校准，可适用于B1场存在较严重不均匀的情况。
下面通过示例对本发明实施例提供的电压校准方法作进一步详细说明。
假设以下两示例中，利用MRI系统对人的腹部进行扫描，胰脏是重点检测部位。
示例一
本示例中，利用两点拟合进行电压校准，电压校准过程如下：
a1，根据扫描序列，获取胰脏区域的FOV(Field of View，视野)大小，位置信息以及片层组信息，将位置信息以及片层组信息设置进校准序列中；
图2为扫描序列示例图。图2中，扫描序列包括预扫描序列和成像序列，预扫描序列也可称之为校准序列，该校准序列为选层的DREAM(Dual Refocusing Echo AcquisitionMode，双聚焦回波采集模式)序列。其中，RF(radio Frequency)为射频发射脉冲；Gss(sliceselect gradient)为选层梯度；Gpe(phase encoding gradient)相位编码梯度；Gro(readout gradient)为读出梯度；ADC为数据采集窗口；Ts(saturated time)表示饱和时间。在此实施例中，射频脉冲rf1的翻转角可设置为45°，射频脉冲rf2的翻转角可设置为45°；射频脉冲rf3的翻转角可设置为5°。
a2，在选定的腹部层面上，分两次分别以初始电压值V1和V2作为射频发射电压值激励射频脉冲，分别采集扫描序列每次获得的FID信号和STE信号如下：
公式(1)和公式(2)中，M0为纵向磁化。公式(1)和公式(2)中，符号“*”为乘号。
其中，V1＝factor1*Vinit V2＝factor2*Vinit，factor1以及factor2在校准协议中设置。
通过a2，采集到了两组腹部的横断面中各点的FID信号和STE信号，其中一组FID信号和STE信号对应初始电压值V1，另一组FID信号和STE信号对应初始电压值V2。
a3，基于采集的FID信号和STE信号，分别确定初始电压值V1和V2对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值
以为例。对于初始电压值V1，根据采集的该初始电压值对应的FID信号和STE信号，计算整个扫描图像(对应整个腹部横断面)中各点的射频脉冲翻转角值，然后从中选取胰脏区域内的射频脉冲翻转角值，再对选取的射频脉冲翻转角值进行平均值计算，从而获得初始电压值V1对应的胰脏区域内射频脉冲翻转角均值
其中，扫描图像中每一点的射频脉冲翻转角值可以根据该点的FID信号和STE信号通过如下的公式(3)获得：
忽略弛豫项，利用前述的公式(1)和公式(2)可求得在初始电压值V1下每一点对应的翻转角α。
的计算过程与相同，此处不再赘述。
a4，根据初始电压值V1和V2及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和判断当前射频脉冲翻转角是否在范围[αL，αH]内，其中，αL、αH分别是根据DREAM序列的动态区域定义的翻转角的上、下边界；如果和都在范围[αL，αH]内，且V1、V2、和满足公式(4)，执行a5；否则，如果和两者中至少一个不在范围[αL，αH]内，执行a6；
如果V1、V2、和满足公式(4)，说明翻转角分布在线性范围内。
需要说明的是，在其他实施例中，如果采用三点以上的电压值，则需要多个δ值来判断校准是否收敛。
a5，和都在范围[αL，αH]内，并且满足公式(4)，说明本次校准能收敛，因此利用初始电压值V1和V2及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和通过线性拟合获取目标翻转角αref对应的参考电压值Vref，如公式(5)所示。
a6，和两者中至少一个不在范围[αL，αH]内，说明本次校准不能收敛，根据初始电压值V1和V2及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和确定迭代电压值Vinit，以便根据迭代电压值Vinit确定下一次校准时的射频发射电压值，返回a2，进行下一次校准。
其中，根据V1和V2及对应的翻转角均值和判断校准是否收敛及确定迭代电压值Vinit的流程请参见图3。
图3中，MaxVoltage为射频放大器最大输出功率。
示例二
本示例中，利用三点拟合进行电压校准，电压校准过程如下：
b1，根据扫描序列，获取胰脏区域的FOV大小，位置信息以及片层组信息，将位置信息以及片层组信息设置进校准序列中；
图2为扫描序列示例图。图2中，扫描序列包括预扫描序列和成像序列，预扫描序列也可称之为校准序列，该校准序列为选层的DREAM(Dual Refocusing Echo AcquisitionMode，双聚焦回波采集模式)序列。
b2，在选定的腹部层面上，分三次分别以初始电压值V1、V2和V3作为射频发射电压值激励射频脉冲，分别采集扫描序列在这三次激励操作中每次射频激发获得的FID信号和STE信号；
其中，V1＝factor1*Vinit，V2＝factor2*Vinit，V3＝factor3*Vinit，factor1以及factor2、factor3在校准协议中设置。
通过b2，采集到了三组腹部的横断面中各点的FID信号和STE信号，其中一组FID信号和STE信号对应初始电压值V1，一组FID信号和STE信号对应初始电压值V2，还有一组FID信号和STE信号对应初始电压值V3。
b3，基于采集的FID信号和STE信号，分别确定初始电压值V1、V2和V3对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和
和的获取过程参见示例一中a3的说明，此处不再赘述。
b4，根据V1、V2和V3及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值 和判断本次校准是否收敛；如果本次校准收敛，执行b5，否则，如果本次校准不收敛，执行b6；
其中，判断本次校准是否收敛的过程请参见示例一中步骤a4以及a5的说明，此处不再赘述。
b5，本次校准收敛，因此利用V1、V2和V3及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和目标翻转角αref对应的参考电压值Vref为三次初始电压值的线性组合，如公式(6)所示。
b6，本次校准不能收敛，根据V1、V2和V3及对应的胰脏区域内的射频脉冲翻转角均值和确定迭代电压值Vinit，以便根据迭代电压值Vinit确定下一次校准时的射频发射电压值，返回b2，进行下一次校准。
需要说明的是，当利用N点拟合进行电压校准时，目标翻转角αref对应的参考电压值Vref可用多次初始电压值的线性组合表示，示例性地可采用公式(7)表示：
本发明实施例提供的电压校准方法，通过利用多点拟合对MRI系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，减小了射频场分布不均匀和整个扫描图像翻转角的局部差异对感兴趣区域电压校准的影响，提高了感兴趣区域的电压校准精度，减小了对MRI图像中感兴趣区域的均匀性和对比度的影响，从而提高了MRI图像中感兴趣区域的图像质量，为临床诊断和研究提供可靠依据。
为了实现前述电压校准方法实施例中的各步骤，本发明实施例还提供了电压校准装置实施例。
实施例二
本发明实施例提供了一种电压校准模块，该电压校准模块可以应用于磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压的校准。
图4为本发明实施例提供的电压校准模块的功能方块图。如图4所示，本实施例中，电压校准模块可以包括：
第一获取单元410，用于根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
采集单元420，用于在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
确定单元430，用于基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
第二获取单元440，用于利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
在一个具体的实现过程中，第二获取单元440在用于利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值时，可以具体用于：根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断本次能否收敛，或者，根据采集的FID信号和/或STE信号的信噪比判断本次能否收敛；在本次校准能够收敛时，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值确定目标翻转角对应的参考电压值。
在一个具体的实现过程中，第二获取单元440在用于根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断校准能否收敛时，可以具体用于：根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断当前射频脉冲翻转角是否在指定范围内或者判断射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值是否小于指定阈值；在当前射频脉冲翻转角在指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值小于指定阈值时确定校准能收敛，或者，在当前射频脉冲翻转角不在所述指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值大于指定阈值时确定校准不能收敛。
在一个具体的实现过程中，采集单元420在用于基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值时，可以具体用于：对于每个初始电压值，根据采集的该初始电压值对应的FID信号和STE信号，计算整个扫描图像中各点的射频脉冲翻转角值；从射频脉冲翻转角值计算结果中选取所述感兴趣区域内的射频脉冲翻转角值；对选取的射频脉冲翻转角值进行平均值计算，获得初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值。
在一个具体的实现过程中，电压校准模块还可以包括：迭代值确定单元，用于在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
由于本实施例中的电压校准模块能够执行前述实施例一中的电压校准方法，本实施例未详细描述的部分，可参考对前述实施例一中电压校准方法的相关说明。
本发明实施例提供的电压校准模块，通过利用多点拟合对MRI系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，减小了射频场分布不均匀和整个扫描图像翻转角的局部差异对感兴趣区域电压校准的影响，提高了感兴趣区域的电压校准精度，减小了对MRI图像中感兴趣区域的均匀性和对比度的影响，从而提高了MRI图像中感兴趣区域的图像质量，为临床诊断和研究提供可靠依据。
实施例三
本实施例提供一种磁共振成像方法，该磁共振成像方法可用于具有多个通道的成像系统，包括：
图5为本发明实施例提供的磁共振成像方法的流程示例图。如图5所示，本实施例中，磁共振成像方法可以包括：
S501，在感兴趣区域的磁共振信号采集前，获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值；
S502，采用参考电压值作为射频发射电压在感兴趣区域激发扫描序列；
S503，采集感兴趣区域的成像信号，并对成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像。
其中，获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值通常是在空载状态下进行。
其中，可以通过前述实施例一中的电压校准方法来获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值。具体地，获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值包括：根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值通过扫描协议发送至各个通道作为射频发射电压值激励射频脉冲，各通道连接的射频线圈可采集扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
在一个具体实施例中，可利用射频脉冲执行多次磁共振激励操作，且射频脉冲第一次的射频发射电压值为初始电压值V1，第二次的射频发射电压值为初始电压值V2；采集磁共振激励操作过程中产生的FID信号和STE信号；根据FID信号和STE信号获取第一翻转角分布和第二翻转角分布，且第一翻转角分布对应初始电压值V1，第二翻转角分布对应初始电压值V2；以及，基于第一翻转角分布和第二翻转角分布获取射频功率校准于收敛状态时目标翻转角对应的参考电压值。
示例性地，射频功率校准处于收敛状态通过如下步骤确定：根据第一翻转角分布和第二翻转角分布分别获取初始电压值V1对应的翻转角均值和初始电压值V2对应的翻转角均值；当初始电压值V1对应的翻转角均值和初始电压值V2对应的翻转角均值处于设定范围内，判定所述射频功率校准处于收敛状态。进一步地，还可包括：当初始电压值V1对应的翻转角均值和/或初始电压值V2对应的翻转角均值超过设定范围，则调整初始电压值。
实施例四
本实施例提供了一种磁共振成像系统。
图6为本发明实施例提供的磁共振成像系统的功能方块图。如图6所示，磁共振成像系统包括：
电压校准模块，用于对磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，所述电压校准模块包括：
成像信号获取模块，用于在所述感兴趣区域采用所述参考电压值作为射频发射电压激发扫描序列，并采集感兴趣区域的成像信号；
重建模块，用于对所述成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像。
其中，电压校准模块可以是前述实施例二中的任一种电压校准模块。
磁共振成像系统的工作过程是：当磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压调节至目标翻转角对应的参考电压值，成像信号获取模块对射频功率放大器施加该参考电压值作为射频发射电压在感兴趣区域激发扫描序列；多通道射频线圈可采集感兴趣区域的成像信号。进一步地，重建模块对成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像。
以上所述仅为本方案的较佳实施例而已，并不用以限制本方案，凡在本方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本方案保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电压校准方法，应用于磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压的校准，其特征在于，所述方法包括：
根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值，包括：
根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断本次能否收敛；
在本次校准能够收敛时，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值确定目标翻转角对应的参考电压值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断校准能否收敛，包括：
在所述FID信号和/或STE信号的信噪比满足设定信噪比条件下下，计算射频脉冲翻转角的分布图；
根据各初始电压值及对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，判断当前射频脉冲翻转角是否在指定范围内，或者判断射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值是否小于指定阈值；
在当前射频脉冲翻转角在指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值小于所述指定阈值时确定校准能收敛，或者，在当前射频脉冲翻转角不在所述指定范围内或者射频脉冲翻转角之间的比值与对应初始电压的比值的差值大于所述指定阈值时确定校准不能收敛。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值，包括：
对于每个初始电压值，根据采集的该初始电压值对应的FID信号和STE信号，计算整个扫描图像中各点的射频脉冲翻转角值；
从射频脉冲翻转角值计算结果中选取所述感兴趣区域内的射频脉冲翻转角值；
对选取的射频脉冲翻转角值进行平均值计算，获得初始电压值对应的感兴趣区域内射频脉冲翻转角均值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在多层扫描层面范围内，对每一扫描层面执行电压校准。
7.一种磁共振成像方法，其特征在于，包括：
在感兴趣区域的磁共振信号采集前，获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值；
采用所述参考电压值作为射频发射电压在所述感兴趣区域激发扫描序列；
采集所述感兴趣区域的成像信号，并对所述成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像；
所述获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值包括：
根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在多层扫描范围内，对每一层获取射频脉冲目标翻转角对应的参考电压值。
9.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：
电压校准模块，用于对磁共振成像系统中的射频系统的射频发射电压进行校准，所述电压校准模块包括：
第一获取单元，用于根据扫描序列，在感兴趣区域的视场范围选定扫描层面；
采集单元，用于在选定扫描层面上，分至少两次分别以不同初始电压值作为射频发射电压值激励射频脉冲，采集所述扫描序列每次获得的自由感应衰减FID信号和受激回波STE信号；
确定单元，用于基于采集的FID信号和STE信号，确定各初始电压值对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值；
第二获取单元，用于利用各初始电压值及对应的感兴趣区域内的射频脉冲翻转角均值，通过线性拟合获取目标翻转角对应的参考电压值；
成像信号获取模块，用于在所述感兴趣区域采用所述参考电压值作为射频发射电压激发扫描序列，并采集感兴趣区域的成像信号；
重建模块，用于对所述成像信号进行傅里叶变换，获取待扫描部位的磁共振图像。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电压校准模块还包括：
迭代值确定单元，用于在本次校准不能收敛时，根据各初始电压值确定迭代电压值，以便根据所述迭代电压值确定下一次校准时的射频发射电压值进行下一次校准。
CN201611262519.2A 2016-12-30 2016-12-30 电压校准方法、磁共振成像方法及系统 Active CN106597335B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611262519.2A CN106597335B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 电压校准方法、磁共振成像方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611262519.2A CN106597335B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 电压校准方法、磁共振成像方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106597335A true CN106597335A (zh) 2017-04-26
CN106597335B CN106597335B (zh) 2019-04-05

Family

ID=58582830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611262519.2A Active CN106597335B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 电压校准方法、磁共振成像方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106597335B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108814600A (zh) * 2018-04-24 2018-11-16 安徽大中润科技有限公司 一种射频功率的校准方法及系统
CN110361682A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 张忠铭 快速确定磁共振射频激发翻转角度对应能量自动校准方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343149A (en) * 1990-01-24 1994-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging system
CN102680926A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 西门子公司 脉冲序列、确定翻转角的方法和调节发送器电压的方法
CN105395200A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 沈阳东软医疗系统有限公司 磁共振成像系统扫描方法、射频功率校准方法及装置
CN105717471A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 惠仁望都医疗设备科技有限公司 一种磁共振射频激发能量自动校正的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343149A (en) * 1990-01-24 1994-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic resonance imaging system
CN102680926A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 西门子公司 脉冲序列、确定翻转角的方法和调节发送器电压的方法
CN105395200A (zh) * 2015-12-02 2016-03-16 沈阳东软医疗系统有限公司 磁共振成像系统扫描方法、射频功率校准方法及装置
CN105717471A (zh) * 2016-02-03 2016-06-29 惠仁望都医疗设备科技有限公司 一种磁共振射频激发能量自动校正的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108814600A (zh) * 2018-04-24 2018-11-16 安徽大中润科技有限公司 一种射频功率的校准方法及系统
CN110361682A (zh) * 2019-07-31 2019-10-22 张忠铭 快速确定磁共振射频激发翻转角度对应能量自动校准方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106597335B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103238082B (zh) 使用多点Dixon技术和低分辨率校准的MR成像
RU2522179C2 (ru) Уменьшение sar в параллельной передаче посредством зависимого от каонного пространства выбора rf-импульсов
Freeman et al. Optimization of the ultrafast Look-Locker echo-planar imaging T1 mapping sequence
US9046590B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus phase correction using one or more prescans with identical readout and slice gradients
US7432707B1 (en) Magnetic resonance imaging with corrected intensity inhomogeneity
US7276904B2 (en) Method for generating T1-weighted magnetic resonance images and quantitative T1 maps
KR20050063707A (ko) 자기 공명 촬영 장치 및 방법
CN105929350A (zh) 一种单次激发水脂分离成像误差校正系统及方法
CN105556326A (zh) 具有dixon类型的水/脂肪分离的mr成像
US7492155B2 (en) Method and apparatus for phase calibration of an MRI pulse
CN106918794A (zh) 磁共振系统及成像的方法
US8907673B2 (en) Dynamic frequency drift correction method in magnetic resonance imaging
US10018691B2 (en) Correction of imaging methods in a magnetic resonance device
US7046003B2 (en) Reduced-time variable rate excitation pulses for rapid MRI
WO1999009428A1 (en) Apparatus for and method of determining values of relaxation parameters
US7358731B2 (en) Determination of spatial sensitivity profiles of RF coils in magnetic resonance imaging
CN106597335A (zh) 电压校准方法、磁共振成像方法及系统
EP1528403A2 (en) Method and system for optimized presaturation in magnetic resonance
US7395108B2 (en) System for concurrent MRI imaging and magnetic field homogeneity measurement
CN109146802B (zh) 一种磁共振图像的均匀度校正方法及装置
CN110068780A (zh) 一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统
US11965945B2 (en) Magnetic resonance system and shimming method and imaging method thereof
JP2000279390A (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP4336243B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
CN108403117B (zh) 磁共振成像预览及建立mr模型的方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 201807 Shanghai city Jiading District Industrial Zone Jiading Road No. 2258

Patentee after: Shanghai Lianying Medical Technology Co., Ltd

Address before: 201807 Shanghai city Jiading District Industrial Zone Jiading Road No. 2258

Patentee before: SHANGHAI UNITED IMAGING HEALTHCARE Co.,Ltd.