CN107064843A - 一种磁共振成像方法及磁共振成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种磁共振成像方法及磁共振成像设备。该方法包括：利用第一组射频脉冲激发受检者目标区域，使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；对于目标区域的至少一个或多个片层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，以抑制所述特定类型核自旋的信号；利用成像脉冲序列激发受检者目标区域，并获取所述目标区域对应的磁共振信号；重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。本发明实施例可以减弱特殊组织信号强度层间跳变现象。

Description

一种磁共振成像方法及磁共振成像设备
技术领域
本发明实施例涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种磁共振成像方法及磁共振成像设备。
背景技术
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)的原理是：通过向处于静态磁场中的目标检查对象施加梯度磁场和RF波，并且给予以回波的方式从被检查区域质子发射的磁共振(Magnetic Resonance，MR)信号来重构与目标检查对象对应的结构图像。使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。
而磁共振成像时，由于某些特殊组织(如脂肪组织)的核自旋信号过强，可能会掩盖病变部位，以脂肪组织为例，为抑制脂肪组织的核自旋信号，通常都将磁共振成像序列和磁共振频率选择性压脂序列一起使用来抑制脂肪信号，而由于磁共振频率选择性压脂序列时序的不规则导致脂肪抑制的效果存在层间跳变，即不同片层脂肪抑制程度不一致，医生阅片时往觉得层间跳变特别扎眼，严重时还会影响诊断。
脂肪信号强度层间跳变的原因在于，对于呼吸绑带或导航触发的临床应用，不规则的序列时序，使得最先扫描的几个片层做脂肪抑制时，脂肪纵向磁化矢量还没有达到稳态，而每一层的压脂模块的射频脉冲翻转角又是相同的，因而压脂模块作用后的脂肪纵向磁化矢量，每一层都不一样，最终导致图像上脂肪信号强度层间跳变。
发明内容
本发明实施例提供一种磁共振成像方法及磁共振成像设备，以减弱特殊组织信号强度层间跳变现象。
第一方面，本发明实施例提供了一种磁共振成像方法，包括：
利用第一组射频脉冲激发受检者目标区域，使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；
对于目标区域的一个或多个片层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，以抑制所述特定类型核自旋的信号；
利用成像脉冲序列激发受检者目标区域，并获取所述目标区域对应的磁共振信号；
重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种磁共振成像设备，包括：
射频发射线圈，用于分别向受检者目标区域发射射频脉冲，所述射频脉冲至少包括第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列，所述第一组射频脉冲使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；所述第二组射频脉冲用于抑制目标区域一个或多个片层中特定类型核自旋的信号；所述成像脉冲序列用于在所述特定类型核自旋的信号受抑制时激发所述目标区域；
射频接收线圈，用于在所述成像脉冲序列激发后，采集所述目标区域的磁共振信号；
序列发生器，用于产生所述射频发射线圈发射第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列的时序；
图像重建系统，用于重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。
本发明实施例通过第一组射频脉冲激发受检者目标区域，使目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值，并对于目标区域的至少一层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，以抑制特定类型核自旋的信号；再通过成像脉冲序列激发受检者目标区域，进而进行磁共振图像，如此稳定地缓解不规则时序和B1不均匀带来的脂肪信号或水分子信号层间跳变现象。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种磁共振成像方法的流程示意图；
图2a为本发明实施例二提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图；
图2b为本发明实施例二提供的另一种磁共振射频脉冲序列示意图；
图3a为本发明实施例三提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图；
图3b为本发明实施例三提供的另一种磁共振射频脉冲序列示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图；
图5为本发明实施例五提供的一种磁共振成像设备的结构示意图；
图6为本发明实施例的射频线圈发射通道结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本实施方式中，所指特定类型的成分可以是脂肪也可以是水，还可以其他具有特定频率的成分，相应地，特定类型核自旋的纵向磁化矢量可以是脂肪纵向磁化矢量，也可以是水质子纵向磁化矢量，还可以是其他具有特定频率的成分的纵向磁化矢量。当特定类型核自旋的纵向磁化矢量是脂肪纵向磁化矢量时，可进行脂肪抑制获取水质子图；当特定类型核自旋的纵向磁化矢量是水质子纵向磁化矢量时，可进行水信号减弱的反转成像。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种磁共振成像方法的流程示意图，本实施例可适用于利用射频脉冲激发受检者目标区域，并重建磁共振信号进行磁共振成像的情况，该方法可以由磁共振成像设备来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现。参考图1，本实施例提供的磁共振成像方法具体包括：
S110、利用第一组射频脉冲激发受检者目标区域，使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值。
其中，由于人体内如脂肪组织中的氢质子和其它组织中的氢质子所处的分子环境不同，使得它们的共振频率不相同，当脂肪和其它组织的氢质子同时受到射频脉冲激励后，它们的弛豫时间也不一样，在不同的回波时间采集信号，脂肪组织和非特定类型组织表现出不同的信号强度。利用人体内不同组织的上述特性，可以通过发射不同的射频脉冲来抑制脂肪信号。
其中，目标区域可以包含一个或多个片层，通过对目标区域各片层的磁共振信号进行重建，可以得到相应的磁共振图像。
其中，系统的射频场(B1)空间还存在不均匀的情况，当B1不均匀比较显著时，脂肪信号跳变在最开始的数层仍会表现出来，为实现对B1场的不敏感，可在进行脂肪抑制前，在呼吸触发的首层或者不规则时序的首层，先通过非选层的第一组射频脉冲将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到一设定值，并配合适当的散相梯度将脂肪横向磁矩散相干净，保证每个射频脉冲后只留下纵向磁化矢量，散相梯度同时要保证与后面的用于抑制脂肪信号的模块不形成脂肪伪影。
S120、对于目标区域的一个或多个片层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，以抑制所述特定类型核自旋的信号。
S130、利用成像脉冲序列激发受检者目标区域，并获取所述目标区域对应的磁共振信号。
S140、重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。
本实施例中，通过第一组射频脉冲激发受检者目标区域使目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值，如使得脂肪的纵向磁矩达到稳定值。同时对于目标区域的一个片层或多个片层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，可抑制特定类型核自旋的信号；再通过成像脉冲序列激发受检者目标区域，进而进行磁共振成像，如此稳定地缓解不规则时序和B1不均匀带来的脂肪信号层间跳变现象。
在上述技术方案的基础上，优选是对第一组射频脉冲进一步优化，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且根据所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量确定所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间。
其中，对于呼吸绑带或者导航触发的临床应用，受检者的呼吸是不规则的，可能隔了很长时间才触发下一次扫描，也可能紧接着就触发了下一次扫描，因此下一次扫描触发前的脂肪纵向磁化矢量恢复程度是未知的，而在本发明实施例中，不论脂肪纵向磁化矢量恢复到什么状态，90°的射频脉冲都能够将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0，再通过控制第一组射频脉冲和第二组射频脉冲的时间间隔来控制脂肪纵向磁化矢量处于设定值。另外，对于B1不均匀较为显著时，也可通过增加90°射频脉冲的数量来实现对B1场的不敏感，如此缓解脂肪信号层间跳变现象。
其中，对于第二组射频脉冲中的各射频脉冲，一般翻转角可以取[90，180]度的任意值，优选为180°。
在上述技术方案的基础上，优选是对第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间的间隔时间进一步优化为：所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间为第一设定时间，且在第一设定时间内所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量达到平衡态；或者所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间为第二设定时间，且在第二设定时间内所述特定类型核自旋的残余量达到预设残余量。
其中，通过计算第一设定时间使得脂肪纵向磁化矢量统一恢复到稳态值，设脂肪纵向磁化矢量稳态值为Mzss，则第一设定时间Tpre的计算公式为：
Tpre＝-T1·ln(1-Mzss)
其中，ln表示以e为底数的对数函数，T1为纵向弛豫时间，表示原子核从激化状态恢复到平衡状态的时间。90°射频脉冲刚将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0(即Mzss为0)时，Tpre为0时，随着Tpre时间的延长，脂肪纵向磁化矢量Mzss逐渐从0变为1，达到1时恢复到稳态值。
其中，通过计算第二设定时间来控制脂肪信号残余纵向磁化矢量达到预设残余量，设脂肪信号残余纵向磁化矢量为r，则第二设定时间TI的计算公式为：
TI＝-T1·ln(1-r)
其中，ln表示以e为底数的对数函数，T1为纵向弛豫时间，表示原子核从激化状态恢复到平衡状态的时间。其中，90°射频脉冲刚将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0(即r为0)时，TI为0时，随着TI时间的延长，脂肪信号残余量逐渐增多，可根据实际对脂肪信号残余量的要求来设置TI的时间。
作为可替换的技术方案，第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间也可以不设置时间间隔，第二组射频脉冲中的各射频脉冲通过数值模拟优化得出。
在上述技术方案的基础上，优选是将成像脉冲序列进一步优化为，所述成像脉冲序列为快速自旋回波序列、平面回波成像脉冲序列、梯度回波序列中的至少一种。
其中，快速自旋回波序列(fast spin echo,FSE)是指发射90°射频脉冲后，连续发射多个180°脉冲，形成多个自旋回波的成像脉冲序列。
梯度回波序列(gradient echo，GRE)是在射频脉冲激发后，在读出方向，即频率编码方向上施加一个梯度场来切换产生回波。
平面回波成像脉冲序列(echo planar imaging，EPI)是梯度回波序列的一种，它利用快速反向梯度在单个弛豫时间内产生一系列梯度回波的成像脉冲序列。
需要说明的是，本实施例中的成像脉冲序列仅用于激发受检者目标区域产生磁共振信号，该磁共振信号用于后续图像重建使用，因此本实施例中的成像脉冲序列是指与产生用于成像的磁共振信号有关的序列，并不包含对脂肪信号进行预饱和处理或者专用于抑制脂肪信号的序列。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上，优选是将第一组射频脉冲和第二组射频脉冲进一步优化为，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且第一组射频脉冲的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间间隔第一设定时间，所述第二组射频脉冲至少包括一个180°射频脉冲。
磁共振成像的具体过程包括：对受检者目标区域的首层施加第一组射频脉冲(如，一个或者连续多个90°射频脉冲)，使得脂肪纵向磁化矢量(当然也可以选择水质子的纵向磁化矢量)统一翻转到0，间隔第一设定时间后，脂肪纵向磁化矢量统一恢复到稳态值，此时施加第二组射频脉冲(优选为180°射频脉冲，也可以是其他用于抑制脂肪信号的射频脉冲组合)来抑制脂肪信号，再施加成像脉冲序列来获取磁共振信号，后续可通过重复施加第二组射频脉冲和成像脉冲序列来持续抑制脂肪信号并获取目标区域各层的磁共振信号，最后通过重建磁共振信号来获取目标区域的磁共振图像。其中，第二组射频脉冲和成像脉冲序列之间可设置时间间隔TD，相邻第二组射频脉冲之间可设置时间间隔Tf。下面通过几个优选示例来进一步描述：
图2a为本发明实施例二提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图，如图2a所示，第一组射频脉冲包括一个90°射频脉冲β，第二组射频脉冲包括一个180°射频脉冲α，成像脉冲序列用Θex表示，可以根据实际需求选择合适的成像脉冲序列，β脉冲和α脉冲之间设置时间间隔Tpre，Tpre可通过上述实施例一中的公式进行计算。α脉冲和成像脉冲序列Θex之间设置时间间隔TD，相邻α脉冲的时间间隔为Tf。其中，Gss为与射频脉冲相配合的层面选择梯度，Gpe为与射频脉冲相配合的相位编码梯度，Gro为与射频脉冲相配合的频率编码梯度。
图2b为本发明实施例二提供的另一种磁共振射频脉冲序列示意图，与图2a不同的是，图2b中第一组射频脉冲包括两个连续的90°射频脉冲β，Tpre为最后一个β脉冲和α脉冲之间设置时间间隔，两个90°射频脉冲可以将脂肪纵向磁化矢量反转到0，极好地缓解因B1不均匀带来的脂肪信号层间跳变现象，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感。根据B1敏感性，第一组射频脉冲中还可包括三个以上连续的90°射频脉冲，在此不再一一列举。
在实际应用中，可根据系统B1均匀性、人体各部位B1均匀性以及不同序列压脂对B1的敏感性来确定第一组射频脉冲中90°射频脉冲的数量，一般来说，磁场强度越大，系统B1越不均匀，体部相对于头部B1更不均匀，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感，。
示例性的，对于1.5T系统，头部T2FLAIR应用，第一组射频脉冲可以包括一个90°射频脉冲(即图2a中的射频脉冲序列)，如此脂肪层间跳变明显缓解；对于1.5T系统，腹部呼吸触发的FSE T2FatSat压脂应用，或者3.0T系统，头部T2FLAIR应用，第一组射频脉冲可以包括两个连续的90°射频脉冲(即图2b中的射频脉冲序列)，如此脂肪层间跳变明显缓解；对于3.0系统，腹部呼吸触发的T2FSE/SSFSE SPAIR应用，由于3.0T系统体部B1不均匀显著，第一组射频脉冲可以包括四个连续的90°射频脉冲，第二组射频脉冲包括一个180°单个射频脉冲，则不仅没有片层间的脂肪信号跳变，所有片层内的脂肪抑制也变得非常均匀。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上，优选是将第一组射频脉冲和第二组射频脉冲进一步优化为，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且第一组射频脉的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间间隔第二设定时间，所述第二组射频脉冲至少包括一个180°射频脉冲。
磁共振成像的具体过程包括：对受检者目标区域的首层施加第一组射频脉冲(如，一个或者连续多个90°射频脉冲)，使得脂肪纵向磁化矢量(当然也可选择水质子的纵向磁化矢量)统一翻转到0，间隔第二设定时间后，脂肪残余纵向磁化矢量达到预设残余量，该预设残余量可选择0.1、0.2、0.3、0.5、0.707等其他小于1的任意值，此时施加第二组射频脉冲(优选为180°射频脉冲，也可以是其他用于抑制脂肪信号的射频脉冲组合)来抑制脂肪信号，再施加成像脉冲序列来获取磁共振信号，后续可通过重复上述过程(即重复施加第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列)来控制脂肪残余、抑制脂肪信号并获取目标区域各层的磁共振信号，最后通过重建磁共振信号来获取目标区域的磁共振图像。其中，第二组射频脉冲和成像脉冲序列之间可不设置时间间隔，相邻第二组射频脉冲之间可设置时间间隔为Tf。下面通过几个优选示例来进一步描述：
图3a为本发明实施例三提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图，如图3a所示，第一组射频脉冲包括两个90°射频脉冲β，第二组射频脉冲包括一个180°射频脉冲α，成像脉冲序列用Θex表示，可以根据实际需求选择合适的成像脉冲序列，最后一个β脉冲和α脉冲之间设置时间间隔TI，TI可通过实施例一中的公式进行计算。α脉冲和成像脉冲序列Θex之间相连续，不设置时间间隔，相邻α脉冲的时间间隔为Tf。其中，Gss为与射频脉冲相配合的层面选择梯度，Gpe为与射频脉冲相配合的相位编码梯度，Gro为与射频脉冲相配合的频率编码梯度。
图3b为本发明实施例三提供的另一种磁共振射频脉冲序列示意图，与图3a不同的是，图3b中第一组射频脉冲包括四个连续的90°射频脉冲β，由于90°射频脉冲可以将脂肪纵向磁化矢量反转到0，能极好地缓解因B1不均匀带来的脂肪信号层间跳变现象，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感。根据B1敏感性，第一组射频脉冲中还可包括其他数量的90°射频脉冲，在此不再一一列举。
在实际应用中，可根据系统B1均匀性、人体各部位B1均匀性以及不同序列压脂对B1的敏感性来确定第一组射频脉冲中90°射频脉冲的数量，一般来说，磁场强度越大，系统B1越不均匀，体部相对于头部B1更不均匀，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感。
示例性的，对于3.0T系统，腹部呼吸触发的FSE T2FatSat应用，由于3.0T系统体部B1不均匀显著，第一组射频脉冲选用两个连续的90°射频脉冲，第二组射频脉冲选用一个180°射频脉冲(即图3a中的射频脉冲序列)，不仅脂肪信号层间跳变明显改善，且片层内的脂肪抑制也变得非常均匀；对于3.0T系统，腹部Single Shot FSE FatSat应用(呼吸触发/屏气/自由呼吸均可)，第一组射频脉冲选用四个连续的90°射频脉冲，第二组射频脉冲选用一个180°射频脉冲(即图3b中的射频脉冲序列)，则不仅没有片层间的脂肪信号跳变，所有片层内的脂肪抑制也变得非常均匀。
实施例四
本实施例在实施例一的基础上，优选是将第一组射频脉冲和第二组射频脉冲进一步优化为，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，所述第二组射频脉冲包括第一射频脉冲和第二射频脉冲，且第一射频脉冲和第二射频脉冲与90°射频脉冲不同。
其中，第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间可以不设置时间间隔，通过对数值模拟优化得出第二组射频脉冲中各射频脉冲的翻转角，优选的，第一射频脉冲的翻转角为90°射频脉冲的1.62倍(约146°射频脉冲)，第二射频脉冲的翻转角为90°射频脉冲的0.66倍(约59°射频脉冲)。当然，需要指出的是，第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间也可以设置时间间隔，以使得特定类型核自旋的残余量达到预设残余量或者使得特定类型核自旋的纵向磁化矢量达到平衡态，设置时间间隔的方案在实施例一、实施例二以及实施例三中均有体现，在此不再赘述。
磁共振成像的具体过程包括：对受检者目标区域的首层施加第一组射频脉冲(如，一个或者连续多个90°射频脉冲)，使得水质子纵向磁化矢量统一翻转到0，接着施加第二组射频脉冲来抑制水信号，再施加成像脉冲序列来获取磁共振信号，后续可通过重复上述过程(即重复施加第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列)来抑制水信号并获取目标区域各层的磁共振信号，最后通过重建磁共振信号来获取目标区域的磁共振图像/水成像。下面通过优选示例来进一步描述：
图4为本发明实施例四提供的一种磁共振射频脉冲序列示意图，如图4所示，第一组射频脉冲包括两个连续的90°射频脉冲β，第二组射频脉冲包括146°射频脉冲1.62β和59°射频脉冲0.66β，成像脉冲序列用Θex表示，可以根据实际需求选择合适的成像脉冲序列，第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间，第二组射频脉冲和成像脉冲序列之间均不设置时间间隔，在成像脉冲序列Θex之后可间隔重复时间后重复施加两个连续的90°射频脉冲β、146°射频脉冲1.62β、59°射频脉冲0.66β和成像脉冲序列Θex，并根据扫描需求重复一次或两次以上(含两次)。其中，由于90°射频脉冲可以将水质子纵向磁化矢量反转到0，能极好地缓解因B1不均匀带来的水信号层间跳变现象，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感。根据B1敏感性，第一组射频脉冲中还可包括其他数量的90°射频脉冲(如连续3个以上90°射频脉冲β)，在此不再一一列举。
在实际应用中，可根据系统B1均匀性、人体各部位B1均匀性以及不同序列压脂对B1的敏感性来确定第一组射频脉冲中90°射频脉冲的数量，一般来说，磁场强度越大，系统B1越不均匀，体部相对于头部B1更不均匀，90°射频脉冲的数量越多，对B1越不敏感。
示例性的，对于3.0T系统，水信号减弱的反转成像(fluid attenuated inversionrecovery，FLAIR)应用(呼吸触发/屏气/自由呼吸均可)，由于3.0T系统体部B1不均匀显著，第一组射频脉冲选用两个连续的90°射频脉冲，第二组射频脉冲选用146°射频脉冲和59°射频脉冲，则所有片层内的水信号伪影均显著改善。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种磁共振成像设备的结构示意图，本实施例可适用于利用射频脉冲激发受检者目标区域，并重建磁共振信号进行磁共振成像的情况，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现。参考图5，本实施例提供的磁共振成像设备具体包括：扫描装置110、控制系统120、图像重建系统130、输入/输出装置140。在一些实施例中，扫描装置110、控制系统120、图像重建系统130和输入/输出装置140可以彼此直接连接，或者通过一个或多个中间单元间接连接，该中间单元可以是实体的，也可以是非实体的(例如，无线电波、光学的、音波的、电磁类等一种或多种的组合)。在此实施例中，控制器120与输入/输出装置140之间、图像重建系统130与输入/输出装置140之间连接传输网络150或数据库，用于传输/输出信息或发送指令。
扫描装置110可包括磁体、梯度单元、射频单元、谱仪以及其他辅助单元。其中，磁体用于其工作孔径内产生匀强磁场，即主磁场或静磁场B0(static magnetic field)，主磁场的强度可以为0.5T、0.7T、1.5T、3.0T等；磁体空间内还设置有梯度单元、匀场线圈、射频线圈从而形成容纳受检者的有效孔径；梯度单元主要包含梯度电流放大器(AMP)、梯度线圈，为磁共振设备提供线性度要求的、可快速开关的梯度场；射频单元主要包括射频(radiofrequency，RF)发射线圈和射频接收线圈，实施射频激励并接收和处理射频信号；谱仪主要包括脉冲序列发生器、梯度波形发生器、发射机和接收机等。
在此实施例中，磁共振设备的射频发射线圈为体发射线圈(body coil)，且包括包含多个射频线圈发射通道。如图6所示为射频线圈发射通道结构示意图，射频发射线圈包含有射频振荡器、频率合成器、滤波放大器、波形调制器、脉冲功率放大器、终端匹配网络及射频发射线圈单元等，作用是在射频脉冲控制器的作用下，控制序列发生器、脉冲发生器通过射频线圈发射通道提供扫描序列所需的各种射频脉冲，其产生的射频B1场垂直于主磁场B0，使得RF脉冲能够将其能量耦合给共振的原子核而引起质子进动。需要指出的是，不同的射频发射功率以及不同的射频发射通道加权矢量合成会形成不同的射频B1场，从而导致空间翻转角分布不同，序列的实现效果也不一样。
在一个实施例中，射频发射线圈可向受检者目标区域发射射频脉冲，该目标区域包含若干层；该射频脉冲包括第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列，其中：第一组射频脉冲使目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；第二组射频脉冲用于抑制目标区域至少一层中特定类型核自旋的信号；成像脉冲序列用于在特定类型核自旋的信号受抑制时激发目标区域。
可选地，序列发生器，用于产生射频发射线圈发射第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列的时序。可选地，第一组射频脉冲与第二组射频脉冲的时序间隔可设置为第一设定时间，使得所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量在所述第一设定时间内达到平衡态；或者，第一组射频脉冲与第二组射频脉冲的时序间隔第二设定时间，使得所述特定类型核自旋的残余量在所述第二设定时间内达到预设残余量。
在一个实施例中，射频接收线圈可以为相控阵线圈，且控阵线圈的每个线圈单元采集对应的小区域，且每个线圈单元具有接收通道。示例性地，相控阵线圈可为4通道柔性线圈、8通道的脊柱线圈、16通道的腹部线圈、20通道的头颈联合线圈或32通道的体线圈等。需要说明的是，相控阵线圈的线圈单元存在空间敏感性差异。可选地，相控线圈在目标区域可通过降采样方式，采集较少的磁共振信号；或者相控线圈在目标区域通过全采样方式，采集完整的磁共振信号。可选地，目标区域可以是器官、机体、物体、损伤部位、肿瘤等一种或多种的组合所在的区域，目标区域也可以是胸腔、腹部、器官、四肢、骨骼、血管等一种或多种的组合所在的区域。
控制系统120可控制扫描装置110、图像重建系统130以及输入/输出装置140。控制系统120可以是组合逻辑控制器、微程序控制器或CPU等。示例性地，控制器120可设置为控制各部件或单元按照指令的功能要求协调工作的CPU，且该CPU可包括指令寄存器(Instruction Register，IR)、程序计数器(Program Counter，PC)、操作控制器(OperationController，OC)等。
在一个实施例中，控制系统120可控制扫描装置110对目标区域采用并行采集技术(Parallel Acquisition Technology，PAT)，并产生扫描目标区域的磁共振信号，其大体过程为：控制器120存储和发送需要执行的扫描序列(Scan Sequence)的指令，扫描序列指令包括预扫描序列指令；脉冲序列发生器根据扫描序列指令对梯度波形发生器和发射机进行控制，梯度波形发生器输出具有预定时序和波形的梯度脉冲信号，该信号经过Gx、Gy和Gz梯度电流放大器，再通过梯度单元中的三个独立通道Gx、Gy、Gz，每个梯度放大器激发梯度线圈组中对应的一个梯度线圈，产生用于生成相应空间编码信号的梯度场，以对磁共振信号进行空间定位；谱仪中的脉冲序列发生器还执行扫描序列，输出包括射频发射的射频脉冲的计时、强度、形状等数据以及射频接收的计时和数据采集窗口的长度到发射机，同时发射机将相应射频脉冲发送至射频单元中的多通道体发射线圈产生B1场，在B1场作用下病人体内被激发的原子核发出的信号被多通道体发射线圈接收，并发送至多个通道，然后通过发送/接收开关传输到前置放大器，放大的磁共振信号经过解调、过滤、AD转换等数字化处理产生目标区域的磁共振信号。
图像重建系统130可对采集的磁共振信号进行傅里叶变换，获取傅里叶变换后的目标图像。可选地，图像重建系统130可以是专门应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、专用指令处理器(Application Specific Instruction SetProcessor，ASIP)、物理处理器(Physics Processing Unit，PPU)、数字信号处理器(Digital Processing Processor，DSP)、现场可编程逻辑门阵列(Field-ProgrammableGate Array，FPGA)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)等中的一种或几种的组合，用于接收扫描装置110多个通道并行采集的磁共振信号，并根据磁共振信号获取多通道图像。
输入/输出装置140可包括显示器、鼠标、键盘等人机交互设备。在一个实施例中，通过鼠标或键盘可输入受检者的生理信息、目标成像部位以及扫描参数等信息；通过显示器可显示受检者的生理信息、扫描设备的工作状态以及目标区域的磁共振图像。显示器的类型可以是阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、有机发光显示器(OLED)、等离子显示器等中的一种或几种的组合。
传输网络150可建立控制器120与图像重建系统130、输入/输出装置140之间的数据连接或信息交互，数据连接包括无线网络连接或者有限网络连接。其中，有线网络可以包括利用金属电缆、混合电缆、一个或多个接口等一种或多种组合的方式。无线网络可以包括利用蓝牙、区域局域网(LAN)、广域局域网(WAN)、近源场通信(Near Field Communication，NFC)等一种或多种组合的方式。
在本发明的一个实施例中，射频发射线圈发射的第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且根据所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量通过设置序列发生器来确定所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间。进一步，该特定类型核自旋的纵向磁化矢量为脂肪纵向磁化矢量或者水质子纵向磁化矢量。
在本发明的另一个实施例中，射频发射线圈发射的第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，序列发生器将第一组射频脉冲的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间的时序间隔设置为第一设定时间，使得所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量在所述第一设定时间内达到平衡态。其中，第一设定时间的计算方法，第一组射频脉冲的具体设置方法以及第二组射频脉冲的具体设置方法可参考实施例一和实施例二的方案，在此不再赘述。
具体地，磁共振成像设备的工作原理是：扫描装置110中的射频发射线圈在在呼吸触发的首层或者不规则时序的首层发射第一组射频脉冲以将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0，根据序列发生器的时序设置，在等待第一设定时间后，脂肪纵向磁化矢量达到稳态值，射频发射线圈再发射第二组射频脉冲来抑制目标区域至少一层中的脂肪信号，紧接着再发射成像脉冲序列来激发目标区域或者间隔一定时间再发射成像脉冲序列，后续可重复发射第二组射频脉冲和成像脉冲序列来继续抑制脂肪信号，并通过射频接收线圈对目标区域磁共振信号进行采集，图像重建系统根据磁共振型号重建磁共振图像。采用该方法得到的磁共振图像可有效减缓首层及后续几层的脂肪信号层间跳变现象。
在本发明的另一个实施例中，射频发射线圈发射的第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且序列发生器将第一组射频脉冲的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间的时序间隔设置为第二设定时间，所述第二组射频脉冲至少包括一个180°射频脉冲。其中，第二设定时间的计算方法，第一组射频脉冲的具体设置方法以及第二组射频脉冲的具体设置方法可参考实施例一和实施例三的方案，在此不再赘述。
具体地，磁共振成像设备的工作原理是：扫描装置110中的射频发射线圈在在呼吸触发的首层或者不规则时序的首层发射第一组射频脉冲以将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0，根据序列发生器的时序设置，在等待第二设定时间后，脂肪残余纵向磁化矢量达到预设残余量，射频发射线圈再发射第二组射频脉冲来抑制目标区域至少一层中的脂肪信号，紧接着再发射成像脉冲序列来激发目标区域或者间隔一定时间再发射成像脉冲序列，后续可重复发射第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列来继续抑制脂肪信号，并通过射频接收线圈对目标区域磁共振信号进行采集，图像重建系统根据磁共振型号重建磁共振图像。采用该方法得到的磁共振图像可有效减缓首层及后续几层的脂肪信号层间跳变现象，且可以根据实际需求控制脂肪残余纵向磁化矢量。
在本发明的另一个实施例中，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，所述第二组射频脉冲包括第一射频脉冲和第二射频脉冲，且第二组射频脉冲的第一射频脉冲和第二射频脉冲与90°射频脉冲不同。其中，和上述方案不同，第一组射频脉冲和第二组射频脉冲之间可以不设置时间间隔，通过对数值模拟优化得出第二组射频脉冲中各射频脉冲的翻转角。具体第一组射频脉冲的具体设置方法以及第二组射频脉冲的具体设置方法可参考实施例一和实施例四的方案，在此不再赘述。
具体地，磁共振成像设备的工作原理是：扫描装置110中的射频发射线圈在在呼吸触发的首层或者不规则时序的首层发射第一组射频脉冲以将脂肪纵向磁化矢量统一翻转到0，根据序列发生器的时序设置，无需设置时间间隔，射频发射线圈直接发射第二组射频脉冲来抑制目标区域至少一层中的脂肪信号，紧接着再发射成像脉冲序列来激发目标区域或者间隔一定时间再发射成像脉冲序列，后续可重复发射第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列来继续抑制脂肪信号，并通过射频接收线圈对目标区域磁共振信号进行采集，图像重建系统根据磁共振型号重建磁共振图像。采用该方法得到的磁共振图像同样可有效减缓首层及后续几层的脂肪信号层间跳变现象。
在本发明的另一个实施例中，所述成像脉冲序列为快速自旋回波序列、平面回波成像脉冲序列、梯度回波序列中的至少一种。
本实施例提供的磁共振成像设备，与本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法属于同一发明构思，可执行本发明任意实施例所提供的磁共振成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种磁共振成像方法，其特征在于，包括：
利用第一组射频脉冲激发受检者目标区域，使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；
对于目标区域的一个或多个片层，利用第二组射频脉冲激发受检者目标区域，以抑制所述特定类型核自旋的信号；
利用成像脉冲序列激发受检者目标区域，并获取所述目标区域对应的磁共振信号；
重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且根据所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量的设定值确定所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量为脂肪纵向磁化矢量或者水质子纵向磁化矢量。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间为第一设定时间，且在第一设定时间内所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量达到平衡态；或者
所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的间隔时间为第二设定时间，且在第二设定时间内所述特定类型核自旋的残余量达到预设残余量。
5.根据权利要求4所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且第一组射频脉冲的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间间隔第一设定时间。
6.根据权利要求4所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，且第一组射频脉冲的最后一个90°射频脉冲与第二组射频脉冲之间间隔第二设定时间，所述第二组射频脉冲至少包括一个180°射频脉冲。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述第一组射频脉冲包括至少一个90°射频脉冲，所述第二组射频脉冲包括第一射频脉冲和第二射频脉冲，且第二组射频脉冲的第一射频脉冲和第二射频脉冲与90°射频脉冲不同。
8.根据权利要求1-7任一项所述的磁共振成像方法，其特征在于，所述成像脉冲序列为快速自旋回波序列、平面回波成像脉冲序列、梯度回波序列中的至少一种。
9.一种磁共振成像设备，其特征在于，包括：
射频发射线圈，用于分别向受检者目标区域发射射频脉冲，所述射频脉冲至少包括第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列，所述第一组射频脉冲使所述目标区域中特定类型核自旋的纵向磁化矢量处于设定值；所述第二组射频脉冲用于抑制目标区域一个或多个片层中特定类型核自旋的信号；所述成像脉冲序列用于在所述特定类型核自旋的信号受抑制时激发所述目标区域；
射频接收线圈，用于在所述成像脉冲序列激发后，采集所述目标区域的磁共振信号；
序列发生器，用于产生所述射频发射线圈发射第一组射频脉冲、第二组射频脉冲和成像脉冲序列的时序；
图像重建系统，用于重建所述磁共振信号，获取所述目标区域的磁共振图像。
10.根据权利要求9所述的磁共振成像设备，其特征在于，所述序列发生器具体用于将所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的时序间隔第一设定时间，使得所述特定类型核自旋的纵向磁化矢量在所述第一设定时间内达到平衡态；或者
将所述第一组射频脉冲与所述第二组射频脉冲的时序间隔第二设定时间，使得所述特定类型核自旋的残余量在所述第二设定时间内达到预设残余量。
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