CN107561466A - 核磁共振成像射频脉冲生成方法、系统和计算机可读媒介 - Google Patents

核磁共振成像射频脉冲生成方法、系统和计算机可读媒介 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核磁共振成像射频脉冲的生成方法、系统及计算机可读媒介，该方法包括：获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。该方法降低了核磁共振成像中激发脉冲和回聚脉冲的振幅，降低了脉冲在人体中产生的能量，同时保证了成像质量。

Description

核磁共振成像射频脉冲生成方法、系统和计算机可读媒介
【技术领域】
本发明涉及磁共振成像(MRI)，具体涉及一种将可变速率选择性激发脉冲(VERSE，variable-rate selective excitation)应用于磁共振成像的系统和方法，将可变速率选择性激发(VERSE)应用于回聚脉冲的系统和方法。
【背景技术】
本发明涉及磁共振成像(MRI)，具体涉及一种在射频脉冲设计中提供射频场振幅降低的系统和方法。通过可变速率选择性激发(VERSE)技术，调整射频脉冲的峰值或高振幅部分和对应的梯度波形，可以降低总射频发射功率，从而可降低脉冲的比吸收率(SAR)。然而，传统的VERSE技术可以降低由于偏共振效应而引起的磁共振图像的信噪比(SNR)和对比度。因此，具有一种能够提高磁共振图像的SNR和对比度并且同时降低总体射频发射功率的系统和方法是大家所期望的。
【发明内容】
针对提高磁共振图像的SNR和对比度并且同时降低总体射频发射功率的问题，本发明的目的在于提供一种合理、有效的射频脉冲设计振幅降低系统和方法。
为达到上述发明目的，本发明提供了一种核磁共振成像射频脉冲的生成方法，包括：获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
在本发明中，所述激发VERSE系数和回聚VERSE系数存在以下关系:
其中λexc表示激发VERSE系数。λrefoc表示回聚VERSE系数。GSSexc表示激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅。GSSrefoc表示回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅。
在本发明中，为了生成所述激发选片梯度波形和/或所述回聚选片梯度波形，所述方法进一步包括：获取参考梯度波形；根据第一系数和所述参考梯度波形生成所述选片梯度波形的第一部分；根据第二系数和所述参考梯度波形生成所述选片梯度波形的第二部分；根据所述选片梯度波形的第一部分和所述选片梯度波形的第二部分之间的部分生成所述选片梯度波形的第三部分；根据所述选片梯度波形的第一部分、第二部分和第三部分生成所述激发选片梯度波形和/或所述回聚选片梯度波形。
在本发明中，所述第一系数为激发VERSE系数或回聚VERSE系数。
在本发明中，所述第二系数与激发VERSE系数或回聚VERSE系数相关。
在本发明中，所述第一系数和所述的第二系数的和为常数。
在本发明中，为了生成所述激发脉冲和/或所述回聚脉冲，所述方法进一步包括：确定参考脉冲；确定与所述选片梯度波形的第一时间点相关的第一面积；根据第一面积，确定与所述参考梯度波形相关的第二时间点，其中所述参考梯度波形的第二时间点相关的第二面积与第一面积相等；根据参考脉冲在第二时间点上的第二振幅确定激发脉冲或回聚脉冲在第一时间上的振幅；根据激发脉冲或回聚脉冲在第一时间点的振幅生成激发脉冲或回聚脉冲。
在本发明中，第一时间点的第一振幅和第二时间点的第二振幅存在以下关系：
其中G1(tai)为选片梯度波形在第一时间点的振幅，G0(tbi)为参考梯度波形在第二时间点的振幅，A1(tai)为激发脉冲或回聚脉冲在第一时间点的振幅，A0(tbi)为参考脉冲在第二时间点的振幅。
另一方面，本发明提供了一种核磁共振成像射频脉冲的生成系统，包括：存储一组指令的至少一个存储介质和配置成与所述至少一个存储介质通信的至少一个处理器，其特征在于，当执行所述一组指令时，所述系统被配置为：获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
另一方面，本发明提供了一种存有计算机程序的永久的计算机可读媒质，该计算机程序包括指令，该指令被配置为：获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现如下：
同时降低了激发脉冲和回聚脉冲的振幅，降低了脉冲在人体中产生的能量，同时保证了成像质量。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本发明应用于其他类似情景。附图不是按比例绘制的。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构和操作。
图1是根据本申请的一些实施例下的示例性成像系统框图；
图2是根据本发明的一些实施例下的示例性磁共振扫描器框图；
图3是根据本发明的一些实施例下的示例性计算设备的示例性硬件和软件组件示意图；
图4是根据本发明的一些实施例下的可以实现用户终端的示例性移动装置的示例性硬件和软件组件示意图；
图5是根据本发明的一些实施例下的示例性处理引擎模块图；
图6是根据本发明的一些实施例下的示例性处理器模块图；
图7展示了激发射频脉冲的片型和用于共振旋转的回聚射频脉冲的片型之间的示例性关系；
图8展示了激发射频脉冲的片型和用于偏共振旋转的回聚射频脉冲的片型之间的示例性关系；
图9是根据本发明的一些实施例而展示的产生基于VERSE技术确定的激发脉冲和回聚脉冲的示例性流程图；
图10是根据本发明的一些实施例而展示的生成VERSE选片梯度波形的示例性流程图；
图11是根据本发明的一些实施例而展示的示例性VERSE选片梯度波形图；
图12是根据本发明的一些实施例而展示的生成VERSE射频脉冲的示例性流程图；
图13是根据本发明的一些实施例而展示的示例性VERSE射频脉冲图；
图14是根据本发明的一些实施例而展示的示例性参考射频脉冲图；
图15是基于根据本发明的一些实施例而不采用VERSE技术确定的回聚射频脉冲获取的磁共振图像；
图16是根据本发明的一些实施例而使用VERSE技术确定的回聚射频脉冲获取的磁共振图像；
图17是基于参考射频脉冲和参考选片梯度波形而获取的磁共振图像；以及
图18是基于图17的参考射频脉冲产生的VERSE射频脉冲以及基于图17的参考选片梯度波形而产生的VERSE选片梯度波形的产生的核磁共振图像。
【具体实施方式】
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面通过一些实施例阐述了许多具体细节。显而易见的，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以在不采用某些细节的条件下实现本申请中的技术方案。换而言之，本申请中的众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路采用较大范围的描述，以避免本申请中出现不必要的模糊概念。本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正，本申请中定义的一般性原理可以应用于其它实施例中，该类修改、改进、修正、应用仍属于本申请示范实施例的精神和范围。因此，本申请中的实施例并不构成对本申请的限定，而是在不脱离权利要求的情况下扩大本申请的范围。
本申请中使用的“系统”、“模块”、“单元”和/或“数据块”等词仅仅是用于区分由大到小顺序排列的不同组件、元件、部件、部分或其它装置。如果可以达到相同的目的，这些词可以被其它词取代。
本申请中的“模块”、“单元”和/或“子单元”指的是存储在硬件、固件中的逻辑或一组软件指令。这里所指的“模块”、“单元”和/或“子单元”能够通过软件和/或硬件模块执行，也可以被存储于任何一种计算机可读的非临时媒介或其他存储设备中。在某些实施例中，一个软件模块可以被编译并连接到一个可执行的程序中。这里的软件模块可以对自身或其他模块传递的信息作出回应，并且/或者可以在检测到某些事件或中断时作出回应。可以在一个计算机可读媒介上提供一个被设置为可以在计算设备上(例如图3中的处理器320)执行操作的软件模块，这里的计算机可读媒介可以是光盘、数字光盘、闪存盘、磁盘或任何其他种类的有形媒介；也可以通过数字下载的模式获取软件模块(这里的数字下载也包括存储在压缩包或安装包内的数据，在执行之前需要经过解压或解码操作)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以被植入在固件中，例如可擦可编程只读存储器(erasableprogrammable read only memory，EPROM)。显然，硬件模块可以包含连接在一起的逻辑单元，例如门、触发器，以及/或包含可编程的单元，例如可编程的门阵列或处理器。这里所述的模块或计算设备的功能优选的作为软件模块实施，但是也可以被表示在硬件或固件中。一般情况下，这里所说的模块是逻辑模块，不受其具体的物理形态或存储器的限制。一个模块、单元和/或子单元能够与其他的模块、单元和/或子单元组合在一起，或被分隔成为一系列子模块和/或子单元。
在本申请中除非上下文明确提示例外情形，当一个单元、模块或数据块被“连通”、“连接到”或“耦合到”另一单元、模块或数据块时，所述单元、模块或数据块可以直接连通或通过中间单元、模块或数据块连接或耦合到另一个单元、模块或数据块。如本说明书和权利要求书中所示，术语“和/或”包括相关列出的项目中的一个或多个的组合。
本申请中所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，并不对本申请构成限制。如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“所述”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的整体、设备、行为、特征、步骤、元素、操作和/或组份，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的整体、设备、行为、特征、步骤、元素、操作、组份和/或其中一个或多个的组合。
在本发明中，术语“参考射频脉冲”或“射频脉冲”可以互换使用，以指代基于一个或多个因素常规设计的射频脉冲，这些因素包括：例如，期望翻转角度，或期望持续时间，或期望带宽等或其任何组合。可以基于一个或多个示例性设计技术来设计参考射频脉冲，该设计技术包括：Shinnar-LeRoux技术、小尖角度(STA)近似、线性类大尖角度(LCLTA)近似，基于回波平面成像(EPI)轨迹的技术，或基于Bloch方程等的其他方法，或其任何组合。在一些实施例中，参考射频脉冲可以具有参考射频脉冲的振幅较大的部分，使得受试者体内集聚的参考射频脉冲产生的能量可能伤害或损害受试者。本发明中的术语“参考选片梯度波形”或“选片梯度波形”可以互换使用，以指代设计成与参考射频脉冲一起传输的选片梯度磁场脉冲。在一些实施例中，参考梯度波形可以是一种恒幅波。如本说明书所使用的，参考射频脉冲可以包括激发射频脉冲和回聚射频脉冲。
在本发明中，术语“VERSE射频脉冲”可以指通过VERSE技术修改的参考射频脉冲。根据VERSE技术，部分射频脉冲的带宽可以相对于时间进行扩展，同时降低相应部分脉冲的振幅。由于在射频脉冲磁共振检查下在物体中产生的热量的单位重量的SAR与射频振幅的平方成正比，所以可以通过降低参考射频脉冲的最大振幅来减小SAR。如本发明所使用的VERSE射频脉冲可以包括：VERSE激发射频脉冲和VERSE回聚射频脉冲。
对于VERSE的技术，偏共振效应可能是一个缺点。由于梯度波形是时间的函数，偏共振效应可能导致片型边界在偏共振频率处发生偏移，偏移量取决于梯度振幅的大小，所以应用VERSE技术时，偏共振效应可能导致图像模糊。激发射频脉冲的振幅和回聚射频脉冲的振幅可以不同，因此激发射频脉冲梯度波形振幅和激发射频脉冲梯度波形振幅可以不同。由于偏共振效应，在激发射频脉冲的片型和回聚射频脉冲的片型之间的偏共振频率处可能存在偏移。如果根据VERSE技术修改回聚射频脉冲，并且未相应地修改激发射频脉冲，或者根据VERSE技术不正确地修改回聚射频脉冲和/或激发射频脉冲，则与没有修改VERSE的情况相比，可以改变偏移量；因此磁共振成像图像的信噪比(SNR)和对比度可能会降低。本发明涉及通过修改激发射频脉冲和/或相应的回聚射频脉冲来降低特定吸收率的系统和方法。在一些实施例中，可以根据基于激发VERSE系数的VERSE技术来修改激发射频脉冲，并且可以根据基于回聚VERSE系数的VERSE技术来修改回聚射频脉冲，使得在VERSE修改之前的偏移量，与在激发射频脉冲的片型与回聚射频脉冲的片型之间的偏共振频率下修改VERSE之后的偏移量，保持相同。
图1是根据本发明的一些实施例而展示的示例性磁共振成像系统100的示意图。如图1所示，磁共振成像系统100可以包括磁共振成像扫描仪110、检查台120、处理引擎130、网络140、储存设备150以及一个或多个终端160。
磁共振成像扫描仪110可以通过扫描物体或物体的一部分来生成或提供与磁共振信号相关联的成像数据。在一些实施例中，磁共振成像扫描仪110可以包括：例如，磁体220、一个或多个梯度线圈230、一个或多个射频(RF)线圈240等，如图2所述。在一些实施例中，根据磁体220的类型，磁共振成像扫描仪110可以是永磁体磁共振成像扫描仪、超导电磁体磁共振成像扫描仪，或电阻电磁体磁共振成像扫描仪等。在一些实施例中，根据磁场的强度，磁共振成像扫描仪110可以是高场强磁共振成像扫描仪、中场强磁共振成像扫描仪和低场强磁共振成像扫描仪等。在一些实施例中，磁共振成像扫描仪110可以是闭孔(圆柱形)类型、开孔类型等。
在一些实施例中，在扫描期间可以将受试者放置在检查台120上。在扫描期间，检查台120可以被推入到磁共振成像扫描仪110中。在一些实施例中，受试者可以包括身体、物质、物体等，或其任何组合。在一些实施例中，受试者可以包括身体、特定器官或特定组织的特定部分，例如头部、脑部、颈部、身体、肩部、手臂、胸部、心脏、胃部、血管、软组织、膝盖、脚部等，或其任何组合。在一些实施例中，受试者可以是人类患者。人类患者可以平卧、俯卧、侧卧躺在检查台120上。在一些实施例中，磁共振成像扫描仪110可以经由网络140将成像数据传送到处理引擎130、储存设备150和/或终端160。例如，成像数据可以发送到处理引擎130以供进一步处理，或者可以存储在储存设备150中。
处理引擎130可以处理从磁共振成像扫描仪110、储存设备150和/或终端160获得的数据和信息。例如，处理引擎130可以处理成像数据，并确定基于成像数据的磁共振成像图像。在一些实施例中，处理引擎130可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是按集中式或分布式布置。在一些实施例中，处理引擎130可以是本地设备或远程设备。例如，处理引擎130可经由网络140访问存储在磁共振成像扫描仪110、储存设备150和终端160中的信息和数据。作为另一示例，处理引擎130可以直接连接到磁共振成像扫描仪110、终端160和储存设备150，以访问存储的信息和数据。在一些实施例中，处理引擎130可以在云平台上实现。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间、多云等，或其任何组合。在一些实施例中，处理引擎130可以由具有图3所示的一个或多个组件的计算设备300来实现。
网络140可以包括能够促进磁共振成像系统100的信息和数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，磁共振成像系统100(例如，磁共振成像扫描仪110、处理引擎130、储存设备150、终端160等)中的一个或多个组件可以通过网络140与磁共振成像系统100的一个或多个组件交流信息和数据。例如，处理引擎130可以经由网络140从磁共振成像扫描仪110获得成像数据。作为另一示例，处理引擎130可以经由网络140从终端160获得用户指令。网络140可以是和/或包括公共网络(例如，因特网)、私人网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)等)、有线网络(例如，以太网)、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟私有网络(“VPN”)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机或其任何组合。仅作为示例，网络140可以包括：有线电视网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙TM网络、ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。在一些实施例中，网络140可以包括一个或多个网络接入点。例如，网络140可以包括有线和无线网络接入点，例如：基站和/或互联网交换点，磁共振成像系统100的一个或多个组件可以通过该点连接到网络140以交换数据和信息。
储存设备150可以存储数据、指令和任何其他信息。在一些实施例中，储存设备150可以存储从终端160和/或处理引擎130获得的数据。在一些实施例中，储存设备150可以存储处理引擎130可以执行或用于执行本发明中描述的示例性方法的数据和指令。在一些实施例中，储存设备150可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读取和写入存储器、只读存储器(ROM)等或其任何组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。示例性可移动存储器可以包括闪存盘、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性的易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括：动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括：掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)，以及数字通用盘ROM等。在一些实施例中，储存设备150可以在云平台上实现。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间、多云等，或其任何组合。
在一些实施例中，储存设备150可以连接到网络140，以与磁共振成像系统100(例如，处理引擎130、终端160等)中的一个或多个其他组件进行通信。磁共振成像系统100中的一个或多个组件可经由网络140访问存储在储存设备150中的数据或指令。在一些实施例中，储存设备150可以直接连接到磁共振成像系统100(例如，处理引擎130、终端160等)中的一个或多个其他组件或与其通信。在一些实施例中，储存设备150可以是处理引擎130的一部分。
终端160可以包括移动装置161、平板计算机162、笔记本电脑163等，或其任何组合。在一些实施例中，移动装置161可以包括智能家居设备、可穿戴设备、虚拟现实设备、增强现实设备等，或其任何组合。在一些实施例中，智能家居设备可以包括：智能照明设备、智能电气设备的控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、互通机等，或其任何组合。在一些实施例中，可穿戴装置可以包括：手镯、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、智能附件等，或其任何组合。在一些实施例中，移动装置可以包括：移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式电脑等，或其任何组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括：虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实补丁、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实补丁等，或其任何组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括：谷歌眼镜TM、虚拟现实眼镜Oculus RiftTM、全息透镜TM、虚拟现实头盔TM等。在一些实施例中，终端160可以是处理引擎130的一部分。
应当注意，磁共振成像系统100的上述描述仅仅是为了说明之目的，而不是旨在限制本发明的范围。对于具有本领域普通技能的人，可以在本发明的教导下进行多种变更和修改。例如，磁共振成像系统100的装配和功能可以根据具体的实施情况而改变或变更。仅作为示例，可以将一些其它组件添加到磁共振成像系统100中，诸如患者定位单元、梯度放大器单元以及其它设备或单元。注意，磁共振成像系统可以是传统的或单一模态的医疗系统，或者是多模态系统，包括：例如，正电子放射断层造影-磁共振成像(PET-MRI)系统、计算机断层摄影-磁共振成像(CT-MRI)系统、远程医疗磁共振成像系统等。然而，这些变更和修改并不脱离本发明的范围。
图2是根据本发明的一些实施例而展示的示例性磁共振扫描仪的框图。如图2所示，磁共振扫描仪110可以包括磁体220、梯度线圈230、射频线圈240、脉冲序列设备250、梯度控制260和梯度驱动270。
磁体220可以在磁共振成像处理期间产生静态主磁场B0。磁体220可以是各种类型，例如，包括永磁体、超导电磁体、电阻电磁体等
梯度线圈230可以在X、Y和Z方向(或轴)上对主磁场B0产生磁场梯度。在一些实施例中，梯度线圈230可以包括X方向(或轴)线圈、Y方向(或轴线)线圈、Z方向(或轴线)线圈等。例如，Z方向线圈可以基于圆形(Maxwell)线圈设计，而X方向线圈和Y方向线圈可以基于鞍座(Golay)线圈配置来设计。如本发明所使用的，X方向也可以称为读出(RO)方向(或频率编码方向)，Y方向也可以称为相位编码(PE)方向，Z方向也可以称为选片编码方向。在本发明中，读出方向和频率编码方向可以互换使用。
仅通过举例加以说明，梯度磁场包括与Z方向对应的选片梯度磁场、与Y方向对应的相位编码(PE)梯度磁场、与X方向对应的读出梯度磁场等。可使用不同方向的梯度磁场进行磁共振信号空间信息编码。在一些实施例中，梯度磁场也可用于执行流量编码、流量补偿、流量移相等功能中的至少一种功能或任意组合功能。
射频线圈240可向正在接受检查的人体210发出射频脉冲或接收人体发出的磁共振信号。在本文中，射频脉冲包括激发射频脉冲和回聚射频脉冲。在一些实施例中，激发射频脉冲(如90°射频脉冲)的磁化向量会偏离主磁场B0的方向。在一些实施例中，回聚射频脉冲(如180°射频脉冲)会在横断面上沿轴旋转离散旋转等色线，随后实现磁化向量重相。在一些实施例中，射频线圈240包括射频发送线圈和射频接收线圈。射频发送线圈可发出射频脉冲信号，在人体210内会激发原子核从而与拉莫尔频率形成共振。射频接收线圈可接收人体210发出的磁共振信号。在一些实施例中，射频发送线圈和射频接收线圈整合成一个线圈，如发送/接收线圈。射频线圈240采用多种形式中的其中一种，包括商差(QD)正交线圈、相位阵列线圈和特定元件光谱线圈等。在一些实施例中，不同射频线圈240可用于扫描正在接受检查的任何的不同部位，例如，头部线圈、膝关节线圈、颈椎线圈、胸椎线圈和颞颌关节(TMJ)线圈等。在一些实施例中，根据其功能和/或尺寸，射频线圈240可分为容积线圈和局部线圈。比如，容积线圈包括鸟笼型线圈、横向电磁线圈、表面线圈和鞍形线圈等。再举另一个例子是，局部线圈包括电磁线圈、鞍形线圈和柔性线圈等。
脉冲序列单元250可确定脉冲序列。脉冲序列单元250包括射频脉冲子单元、可显示数据采集时间的ADC子单元、用于空间编码或选择的x、y和z轴方向上的一系列梯度等或任意组合。
可通过成像梯度参数和对应成像梯度参数的时间序列确定脉冲序列。在一些实施例中，成像梯度参数包括与射频线圈240所发出射频脉冲相关的参数、与梯度线圈230产生磁场相关的参数以及磁共振成像数据收集时间。不同部分的脉冲序列(如射频脉冲)可参照不同的成像梯度参数。比如，与射频脉冲相关的参数包括带宽(也称为频带)、振幅或强度、使用射频脉冲的时刻和使用射频脉冲的持续时间等。与成像梯度相关的参数包括梯度脉冲振幅值、成像梯度的持续时间、使用成像梯度的开始时间和使用成像梯度的结束时间等。与磁共振成像数据相关的参数包括磁共振成像数据类型、回波数量、回波中心和回波时间等。
在某些实施例中，脉冲序列包括自由感应衰减(FID)序列、自旋回波(SE)序列、梯度回波(GRE)序列和稳态旋进快速成像(FISP)序列等或任意组合。
在一些实施例中，脉冲序列单元250可连接至处理引擎130和/或与之连通。比如，完成磁共振成像扫描过程之前，处理引擎130根据临床要求和/或扫描指令可设计和/或确定至少有一部分脉冲序列(如射频脉冲和成像梯度)。磁共振成像扫描过程中，射频线圈240会发出射频脉冲，其具体参数与脉冲序列中的射频脉冲有关，并接收磁共振信号。磁共振信号包括一部分脉冲序列。梯度控制260可控制270驱动梯度，可通过梯度脉冲驱动梯度线圈230，其具体参数与脉冲序列的成像梯度有关。梯度线圈230生成的梯度磁场可进行磁共振信号编码。已编码的磁共振信号被发送至处理引擎130以确定磁共振成像。
本说明书仅用于解释说明，但不会限制本发明的范围。许多变化、修改和变更对本领域技术人员而言是显然可见的。可采用多种方式组合本文所述示范性实施例的特点、结构、方法和特征以获得更多和/或另一示范性实施例。比如，磁共振扫描仪110包括用于发送和接收信息(如射频脉冲和成像梯度相关的信息)的输出通道和/或输入通道。然而，上述变化和修改不会超出本发明范围。
图3为根据本发明一些实施例可运行处理引擎130的典型计算设备的典型硬件和/或软件示意图。处理引擎130可通过硬件、软件程序、固件或任意组合在计算设备上运行。尽管出于方便只对一台计算设备加以说明，可采用分布式方式在大量相似平台上运行本发明所述的处理引擎130以分布处理荷载。此外，处理引擎130包括内部通信总线310、处理器320、以及不同形式用于储存计算机待处理和/或通报的各种数据文件的程序储存器和数据储存器(如硬盘370、只读储存器(ROM)330或随机存取存储器(RAM)340)以及处理器320可能执行的程序指令。本文概括的成像处理和/或其他处理方法会体现在编程中。技术程序可能被认为是“产品”或“制品”，通常采用可执行代码和/或相关数据形式，可通过机器可读媒体执行或体现。有形永久“储存”媒体包括计算机和处理器等的任何或部分储存器或其他储存或相关模块，如多个半导体储存器和磁带驱动器等，可在任何时间为软件编程提供储存空间。
有时可通过互联网或各种其他通信网络等网络实现所有或部分软件的通信。必须，通过上述通信可将软件从一台计算机或处理器装载至另一台计算机或处理器，从乳腺摄影系统的管理服务器或主机计算机装载至计算硬件平台上或用于实施计算或实现成像处理相关类似功能的其他系统上。因此，包含软件元素的另一种媒体包括光波、电波和电磁波，如穿过本地设备之间物理接口的光波、电波和电磁波以及通过有线和光学固网网络和多种空中链路的光波、电波和电磁波。载波的物理单元(如有线或无线链路和光学链路等)也被认为是软件媒体。在本文中，除非限于有形储存媒体，术语(如计算机或机器“可读媒体”)系指向处理器发出指令实施操作的媒体。
计算器可读媒体可采用许多形式，包括有形储存媒体、载波媒体或物理传输媒体。非易失性存储媒体包括光盘或磁盘，如计算机内的任何储存设备等，可用于执行系统或图纸中所示的任何组件。非易失性存储媒体包括储存器，如计算机凭条的主储存器。有形传输媒体包括同轴电、铜丝和光纤，包括在计算机系统内形成总线的电线。载波传输媒体采用的形式为电信号或电磁或声波或光波，如射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的电信号或电磁或声波或光波。因此，常见计算机可读媒体包括：软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性媒体、CD-ROM、DVD、DVD-ROM、任何其他光学媒体、穿孔卡纸胶带、任何其他带孔物理储存媒体、RAM、PROM或EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或内存盒、载波输送数据或指令、输送载波的电缆或链路或计算机可读取编程代码和/或数据的任何其他媒体。将一个或多个序列的一条或多条指令传送到物理处理器执行命令时，会使用许多这种形式的计算机可读媒体。
处理器320可执行储存设备(磁盘370、ROM 330和RAM 340)内储存的程序指令以执行本发明所述处理引擎130的一种或多种功能。处理器320包括中央处理器(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、图形处理器(GPU)、物理处理单元(PPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、微控制器单元、高级精简指令集计算机(ARM)处理器等或任意组合。
I/O 360可以输入和/或输出信号、数据和信息等。在一些实施例中，I/O 360能使用户与处理引擎130交互。在一些实施例中，I/O 360包括输入设备和输出设备。示例输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏和麦克风等或任意组合。示例输出设备包括显示器、扬声器、打印机和投影仪等或任意组合。示例显示设备包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、平板显示器、曲面银幕、电视机、阴极射线管(CRT)、触摸屏等或任何组合。
通信端口350可连接至网络(如网络140)，便于数据通信。通信端口350可建立磁共振扫描仪110、检查台120、处理引擎130、终端设备160和/或储存设备150之间建立连接。连接采用有线连接、无线连接，能实现数据通信和/或通信的任何其他通信连接或任意连接组合。有线连接包括电力电缆、光缆和电话线等或任意组合。无线连接包括蓝牙TM链路、Wi-FiTM链路、WiMaxTM链路、ZigBee链路和移动网络链路(如3G、4G和5G等)等或任意组合。在一些实施例中，通信端口350是和/或包括标准通信端口，如RS232和RS485等。在一些实施例中，通信端口350可采用专门设计的通信端口。比如，可根据数字医学图像通信协议(DICOM)设计通信端口350。
本领域技术人员认识到本发明会进行各种各样的修改和/或改进。比如，本文件所述的各种组件融合在硬件设备中，唯一的解决方案是作为软件实现操作，例如安装在现有服务器上。此外，本文所披露的处理引擎130作为固件、固件/软件组合、固件/硬件组合或硬件/固件/软件组合实现操作。
图4为根据本发明一些实施例可使用终端设备160的典型移动装置的典型硬件和/或软件示意图。如图4所示，移动装置400包括通信平台410、显示器420、图形处理器(GPU)430、中央处理器(CPU)440、I/O 450、储存器460和储存设备490。在一些实施例中，移动装置400包括任何其他适当组件(包括但不限于系统总线或控制器(未显示))。在一些实施例中，移动操作系统470(如iOSTM、AndroidTM和Windows PhoneTM等)和一个或多个应用程序480可从储存设备490装载至储存器460，可通过CPU 440执行操作。应用程序480包括浏览器或任何其他适当的移动应用程序，用于接收和呈现有关数据处理的信息或处理引擎130发出的其他信息。用户可通过I/O 450进行信息流交互，并通过网络140提供至处理引擎130和/或成像系统100的其他组件。
为执行本发明中所述的多个组件、单元和功能，计算机硬件平台可用作本文所述的一个或多个元件用硬件平台。带用户接口元件的计算机可用于操作个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或外部设备。如果适当编程，计算机可用作服务器。
图5为本发明一些实施例的示例性处理引擎框图。处理引擎130包括采集模块510、控制模块520、储存模块530和处理模块540。在一些实施例中，采集模块510、控制模块520、储存模块530和/或处理模块540可通过有线连接、无线连接或任意组合彼此连接和/或连通。
采集模块510可以采集数据。在一些实施例中，采集模块510可采集磁共振扫描仪110、检查台120、储存设备150和/或终端设备160中的数据。在一些实施例中，数据包括扫描协议(至少为本发明所述成像梯度参数的一部分)、图像数据(如已编码的磁共振信号)和指令等或任意组合。可通过处理引擎130的处理器执行指令以采用本发明中所述的典型方法。在一些实施例中，所采集的数据可传送至处理模块540以进行进一步处理或储存于储存模块530中。
在一些实施例中，采集模块510可以获取用户输入的数据，例如，采集模块510可以获取用户通过I/O 360输入的回聚VERSE系数，处理模块540可以根据用户输入的回聚VERSE系数确定激发VERSE系数。又例如，采集模块510可以获取用户通过I/O 360输入的激发VERSE系数，处理模块540可以根据用户输入的激发VERSE系数确定回聚VERSE系数。
控制模块520可控制采集模块510的操作，检查台120、储存模块530和/或处理模块540(如通过生成一个或多个控制参数)。比如，控制模块520可控制采集模块510以采集数据。再举另一个例子是，控制模块520控制检查台120的移动。再举另一个例子是，控制模块520可控制处理模块540以处理扫描协议，用于确定一个或多个成像梯度参数。在一些实施例中，控制模块520可接收实时指令或检索用户(如医生)所提供的预先定义指令以控制采集模块510和/或处理模块540的一项或多项操作。比如，控制模块520可调整采集模块510和/或处理模块540以根据实时指令和/或预先定义指令基于磁共振信号生成图像数据。在一些实施例中，控制模块520可与处理引擎130的一个或多个模块连通以交换信息和/或数据。
储存模块530可储存成像梯度参数、已处理数据和指令等或任意组合。在一些实施例中，储存模块530可储存一个或多个扫描协议，作为成像梯度参数和/或已编码磁共振信号的一部分。在一些实施例中，储存模块530可储存处理引擎130处理器执行的程序和/或指令以采集数据，确定成像梯度参数、根据成像梯度参数重建图像和/或显示中间结果或合成图像。
处理模块540可处理处理引擎130各种模块所提供的数据。在一些实施例中，处理模块540可处理磁共振信号以根据采集模块510所采集的数据，或储存模块530和/或储存设备150等检索的数据，重建磁共振图像。
在一些实施例中，图5所示的一个或多个模块可在图1中所示的典型成像系统100中的至少一部分实施操作。比如，采集模块510、控制模块520、储存模块530和/或处理模块540可集成至控制台(未显示)。用户可通过控制台设置参数以扫描物体、控制成像过程、控制图像重构参数、查看有关物体的信息(如图像、数据和消息)。在一些实施例中，可在处理引擎130和/或终端设备160上操作部分控制台或与其连通。
图6为本发明一些实施例项下典型处理模块框图。如图所示，处理模块540包括序列确定单元610和VERSE修改单元620。在一些实施例中，序列确定单元610和VERSE修改单元620可通过有线连接、无线连接或任意组合连接和/或实现连通。
序列确定单元610可以被配置来确定参考射频脉冲和参考选片梯度波形。可以通过序列确定单元610来确定参考射频脉冲。可以通过以下一个或多个示例性技术来确定参考射频脉冲，包括Shinnar LeRoux技术，小尖角度(STA)近似，线性类大尖角度(LCLTA)近似，基于EPI轨迹的技术，基于布洛赫方程的技术，或类似的，或它们的任意组合。参考梯度波形可以是与参考射频脉冲一起传输的恒定振幅的波形。序列确定单元610可基于诸如所需的翻转角度、所需的持续时间、所需的带宽等梯度参数或其任何组合来确定基准射频脉冲和参考选片梯度波形。
VERSE修改单元620可以被配置来确定VERSE射频脉冲和VERSE选片梯度波形。VERSE修改单元620可以基于VERSE系数修改参考射频脉冲和参考选片梯度波形。VERSE系数可包括激发VERSE系数(用于修改激发选片梯度波形)和回聚VERSE系数(用于修改回聚选片梯度波形)。VERSE系数可以体现VERSE技术修改前的选片梯度波形的振幅和根据VERSE技术修改后的选片梯度波形的振幅之间的关系。
图7和图8是共振旋转(on resonance)和偏共振旋转(off resonance)的激发射频脉冲的片型和回聚射频脉冲的片型之间的示例性关系图。在本发明中使用的术语“片型”可以指由射频脉冲产生的横向磁化的分布。在图7和图8中，横坐标表示切片位置，纵坐标表示横向磁化强度。
如图7所示，可以通过用于共振旋转的激发射频脉冲来产生片型712，并且可以通过用于共振旋转的回聚射频脉冲来产生片型711。图8示出了由用于偏共振旋转的激发射频脉冲产生的片型723以及由用于偏共振旋转的回聚射频脉冲产生的片型722。由于梯度磁场不均匀性和/或化学位移，在用于共振旋转而生成的片型和用于偏共振旋转而生成的片型之间可能存在偏移(频率偏移)。例如，比较图7和图8，由用于谐振旋转的激发脉冲产生的片型712和由用于偏共振旋转的相同的激发射频脉冲产生的片型723可能有一个相对于轴线a的偏移724(如图7和图8所示)；通过回聚射频脉冲产生的片型711和通过用于偏共振旋转的相同回聚射频脉冲产生的片型722可能具有一个相对于轴线a的偏移725。切片偏移可能与射频脉冲相关的梯度波形的振幅成反比。例如，与回聚射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅可能和与激发射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅不同，并且切片偏移724可能与切片偏移725不同，因此可以确定偏移差727。在一些实施例中，与回聚射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅可以和与激发射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅相同，并且偏移724可以与切片偏移725相同，因此偏移差727可以为零。
如果根据VERSE技术修改回聚射频脉冲，则可以通过回聚VERSE射频脉冲来产生片型721。因为与回聚VERSE射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅可能小于聚焦射频脉冲相关的选片梯度波形的振幅，所以VERSE回聚射频脉冲的切片偏移726可能大于切片偏移725，由回聚VERSE射频脉冲产生的片型与由激发射频脉冲产生的片型之间的偏移差728可能比偏移差727大。因此，与没有进行VERSE修改的基于片型722和723生成的磁共振成像图像相比，VERSE修改之后的基于片型721和723产生的磁共振成像图像可能具有较低的信噪比(SNR)和/或对比度。图15是基于根据本发明的一些实施例而不采用VERSE技术确定的回聚射频脉冲获取的磁共振图像。图16是基于根据本发明的一些实施例而使用VERSE技术确定的回聚射频脉冲获取的磁共振图像。图16中的磁共振成像图像比图15中的磁共振成像图像更暗。因此，为了实施VERSE技术，要求由用于偏谐振旋转的激发射频脉冲产生的片型与由用于偏共振旋转的回聚射频脉冲产生的片型之间的偏移差保持与VERSE修改之前相同。
图9是阐明用于生成基于VERSE技术根据本发明的一些实施例确定的激发脉冲和回聚脉冲的示例性流程800的流程图。根据流程800，可以根据基于VERSE系数的VERSE技术修改回聚射频脉冲和激发脉冲，使得由回聚射频脉冲产生的片型和由激发射频脉冲产生的片型之间的偏移差在VERSE修改之前和之后保持不变。VERSE系数可包括激发VERSE系数(用于修改激发选片梯度波形)和回聚VERSE系数(用于修改回聚选片梯度波形)。可以根据所需要的VERSE修改之前的选片梯度波形的振幅和所需要的VERSE修改之后的选片梯度波形的振幅来设计VERSE系数。在一些实施例中，将VERSE修改之前的选片梯度波形的振幅设为G1(例如，图11中的921)，并且将根据VERSE技术压缩的选片梯度波形的某些部分的振幅设为G2(例如，图11中的932)，VERSE系数λ是1和2之间的值，可以表示为λ＝2-G2/G1。也就是说，选片梯度波形的振幅根据VERSE修改降低得越多，VERSE系数λ越大。
在802，VERSE修改单元620可以确定一个激发VERSE系数和一个回聚VERSE系数。在一些实施例中，采集模块510可以获取用户输入的数据，例如，采集模块510可以获取用户通过I/O 360输入的回聚VERSE系数，处理模块540可以根据用户输入的回聚VERSE系数确定激发VERSE系数。又例如，采集模块510可以获取用户通过I/O 360输入的激发VERSE系数，处理模块540可以根据用户输入的激发VERSE系数确定回聚VERSE系数。在一些实施例中，激发VERSE系数与回聚VERSE系数之间的关系可表示为如下：
λexc可以表示激发VERSE系数。λrefoc可以表示回聚VERSE系数。Gssexc可以表示参考激发选片梯度波形的振幅。Gssrefoc可以表示参考回聚选片梯度波形的振幅。
在804中，处理模块540可以基于激发VERSE系数来确定VERSE激发选片梯度波形。处理模块540的VERSE修改单元620可以根据激发VERSE系数修改参考激发选片梯度波形，以产生VERSE激发选片梯度波形。参考激发选片梯度波形可以是具有恒定振幅梯度的预先设计的激发选片梯度波形。例如，预先设计的激发选片梯度波形可以由序列测定模块610生成。在一些实施例中，可以根据图10所示的过程的相关部分(例如，操作910等)及其描述来执行操作804。
在806中，处理模块540可以基于回聚VERSE系数来确定VERSE回聚选片梯度波形。处理模块540的VERSE修改单元620可以根据回聚VERSE系数来修改参考回聚激发选片梯度波形，以产生VERSE回聚选片梯度波形。参考回聚激发选片梯度波形可以是具有恒定振幅梯度的预先设计的回聚选片梯度波形。例如，预先设计的激发选片梯度波形可以由序列测定模块610生成。在一些实施例中，可以根据图10所示的过程的相关部分(例如，操作910等)及其描述来执行操作806。
在808中，处理模块540可以基于VERSE激发选片梯度波形来确定VERSE激发射频脉冲。在一些实施例中，可以根据图12所示的过程的相关部分及其描述来执行操作804。
在810中，处理模块540可以基于VERSE重新聚焦选片梯度波形来确定VERSE回聚射频脉冲。在一些实施例中，可以根据图12所示的过程的相关部分及其描述来执行操作810。
图10是阐明根据本发明的一些实施例用于生成VERSE选片梯度波形的示例性流程900的流程图。图11是阐明根据本发明的一些实施例的示例性VERSE选片梯度波形的图。在图11中，横坐标表示时间，纵坐标表示振幅。
在902中，序列确定单元610可以确定参考选片梯度波形。如图11所示，参考选片梯度波形921可以具有用于与参考射频脉冲进行传输的恒定最大梯度的梯形形状。在一些实施例中，对应于参考梯度波形921的参考射频脉冲(未在图11中示出)可以由正弦曲线表示。如图11所示，参考梯度波形921可被设计成具有递增斜坡922，增加到恒幅段923，随后是递减斜坡924。恒幅段923的振幅可以是G0，其可以指参考选片梯度波形的最大振幅。如果忽略对应于0至t1的参考选片梯度波形921的片段922和对应于t6至t7的参考选片梯度波形921的片段924，则参考选片梯度波形921可近似为段923的恒定梯度。在一些实施例中，可以基于参考射频脉冲来设计参考梯度波形921。可以基于所需的翻转角，所需的持续时间，所需的带宽等或其任何组合来设计参考射频脉冲。
在904中，VERSE修改单元620可以基于第一系数和参考选片梯度波形来确定VERSE选片梯度波形的第一部分。VERSE修改单元620可以基于VERSE系数来确定第一系数，以增加参考选片梯度波形的某些部分的振幅。第一系数可以表示VERSE选片梯度波形的第一部分的振幅与参考选片梯度波形的某些部分的振幅(例如，段923)的比率。在一些实施例中，第一系数可能相当于VERSE系数。如图11所示，第一部分可以包括段931(从t1到t2)和段933(从t5到t6)。在一些实施例中，段931的持续时间和段933的持续时间可能是不同的。在一些实施例中，段931的持续时间和段933的持续时间可能相同，如图11所示，表示为T1。VERSE选片梯度波形的第一部分振幅可以高于参考梯度波形921(921的恒定的部分)的最大振幅。在一些实施例中，选片梯度波形的第一部分的振幅可以由下式表示：
G1＝λG0， (2)
其中G1可以表示VERSE选片梯度波形的第一部分的振幅，λ可以表示VERSE系数。如果λ是激发VERSE系数λexc，则可以为激发射频脉冲设计参考梯度波形921，并且可以为VERSE激发射频脉冲设计基于流程900生成的VERSE选片梯度波形。如果λ是回聚VERSE系数λrefoc，则可以为回聚射频脉冲设计参考梯度波形921，并且可以为VERSE重新聚焦射频脉冲设计基于流程900生成的VERSE选片梯度波形。
在906中，VERSE修改单元620可以基于第二系数和参考波形来确定VERSE选片梯度波形的第二部分。VERSE修改单元620可以基于VERSE系数确定第二系数，以降低参考选片梯度波形某些部分的振幅。第二系数可以表示VERSE选片梯度波形的第二部分的振幅与参考选片梯度波形(例如，段923)的某些部分的振幅之比率。在一些实施例中，第二系数可以等于2与VERSE系数之间的差异。如图11所示，第二部分可以包括段932(从t3到t4)。在一些实施例中，段932T2的持续时间可以在T2＝2T1中表示。选片梯度波形的第二部分的振幅可以低于参考选片梯度波形921(恒定921的部分)的最大振幅。在一些实施例中，选片梯度波形的第二部分的振幅可以用以下公式表示：
G2＝(2-λ)G0， (3)
其中，G2可以表示VERSE选片梯度波形的第一部分的振幅，λ可以表示VERSE系数。如果λ是激发VERSE系数λexc，则可以为激发射频脉冲设计参考梯度波形921，并且可以为VERSE激发射频脉冲设计基于流程900生成的VERSE选片梯度波形。如果λ是回聚VERSE系数λrefoc，则可以为回聚射频脉冲设计参考梯度波形921，并且可以为VERSE重新聚焦射频脉冲设计基于流程900生成的VERSE选片梯度波形。
在908中，选片梯度波形的第三部分可以通过VERSE修改单元620基于第一部分和第二部分之间的斜坡来生成。如图11所示，选片梯度波形的第三部分可以指位于VERSE选片梯度波形第一部分和第二部分之间的斜坡934(从t2到t3)和935(从t4到t5)。在一些实施例中，斜坡933和934可以是直线形状或正弦形状。斜坡933和934总共的持续时间可能非常短(例如从10纳秒到10微秒)。
在910中，VERSE选片梯度波形可以由VERSE修改单元620基于选片梯度波形的第一部分、第二部分和第三部分来确定。VERSE修改单元620可以基于段931、段932、段933、斜坡934和斜坡935来确定VERSE选片梯度波形922，以确定VERSE选片梯度波形。VERSE选片梯度波形可以是VERSE激发选片梯度波形或VERSE回聚选片梯度波形。
图12是根据本发明的一些实施例而展示的生成VERSE射频脉冲的示例性流程图。图13是根据本发明的一些实施例而展示的示例性VERSE射频脉冲图。图14是根据本发明的一些实施例而展示的示例性参考射频脉冲图。在图13和14中，横坐标表示时间，纵坐标表示振幅。如图14所示，参考射频脉冲1024可以具有第一旁瓣1025、主瓣1026和第二旁瓣1027；与参考射频脉冲1024相关的参考选片梯度波形1023可以具有恒定最大梯度的梯形形状。根据VERSE技术，可能需要延长或拉伸主瓣1026，以产生VERSE射频脉冲1021。为了保持期望的净翻转角度，可能需要减小参考选片梯度波形1023的中心部分，以产生VERSE选片梯度波形1022。
如图13所示，通过示例性流程1000获得的VERSE射频脉冲可以使用从时间ta0延伸到时间tan的函数A1(t)来表示。从时间ta0到时间tan的时间范围可以包括一个或多个第一时间点tai(例如，ta0,ta1,ta2,ta3,…tan)。在一些实施例中，每对相邻第一时间点之间的间隔可以相同。通过确定每个第一时间点的A1(t)的振幅，可以确定函数A1(t)。
在1002中，序列确定单元610可以确定参考射频脉冲1024和参考选片梯度波形1023。可以基于期望的翻转角度、期望持续时间、期望的带宽等或其任何组合来设计参考射频脉冲。可以使用函数A0(t)来表示参考射频脉冲1024，并且可以使用函数G0(t)来表示参考选片梯度波形1023，如图14所示。
在1004中，VERSE选片梯度波形1022可以由VERSE修改单元620基于参考选片梯度波形1023来确定。可以根据图10所示的处理的相关部分(例如，操作910等)及其描述来执行操作1004。可以使用函数G1(t)来表示VERSE选片梯度波形1022，如图13所示。
在1006中，与VERSE选片梯度波形相关的第一时间点的第一积分可以由VERSE修改单元620确定。第一时间点的第一个积分可以是从时间ta0到另一个第一时间点的VERSE选片梯度波形之下的面积。例如，ta1的第一积分可以是从t0到ta1的选片梯度波形下的面积。
在1008中，可以基于由VERSE修改单元620的第一积分来确定与参考选片梯度波形相关的第二时间点。如图14所示，可以使用从时间tb0延长到时间tbn的函数A0(t)来表示参考射频脉冲1024。从时间tb0到时间tbn的时间范围可以包括一个或多个第二时间点(例如，tb1)。第二积分可以是从时间tb0到第二时间点的参考选片梯度波形1023G0(t)以下的区域。VERSE修改单元620可以确定参考射频脉冲1024上的第二时间点，并且与参考射频脉冲A0(t)和第二时间点tbi相关的第二积分可以等于与VERSE选片梯度波形相关的第一时间点的第一积分tai。例如，VERSE修改单元620可以确定参考选片梯度波形1023上的第二时间点tbi，并且tbi的第二积分可以等于tai的第一积分。
在1010中，可以根据对应的第二时间点来确定对应于第一时间点的VERSE射频脉冲的第一振幅。仅作为示例，VERSE修改单元620可以确定第一时间点tai的VERSE选片梯度波形1022的振幅，确定第二时间点tbi的参考选片梯度波形1023的振幅，确定第二时间点tbi的参考射频脉冲1023的振幅，并且用以下方程式确定第一时间点tai的VERSE射频脉冲1022的振幅：
在1012中，可以基于第一振幅产生VERSE射频脉冲。VERSE修改单元620可以确定每个第一时间点的A1(t)振幅，则可以确定函数A1(t)。
图17是基于参考射频脉冲和参考选片梯度波形获取的磁共振图像。根据本发明的一些实施例，图18是从基于参考射频脉冲产生的VERSE射频脉冲获取的磁共振图像，以及从参考选片梯度波形产生的VERSE选片梯度波形。图18中的磁共振图像的信噪比和对比度可以与图18中的磁共振图像几乎相同，但是由图18中的VERSE射频脉冲产生的整体射频发射功率远低于由图17中的参考射频脉冲产生的总体射频发射功率。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种核磁共振成像射频脉冲的生成方法，包括：
获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；
根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；
根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；
根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；
根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激发VERSE系数和回聚VERSE系数存在以下关系:
<mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>x</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>Gss</mi> <mrow> <mi>e</mi> <mi>x</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>Gss</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> <mi>o</mi> <mi>c</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中λexc表示激发VERSE系数。λrefoc表示回聚VERSE系数。GSSexc表示激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅。GSSrefoc表示回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了生成所述激发选片梯度波形和/或所述回聚选片梯度波形，所述方法进一步包括：
获取参考梯度波形；
根据第一系数和所述参考梯度波形生成所述选片梯度波形的第一部分；
根据第二系数和所述参考梯度波形生成所述选片梯度波形的第二部分；
根据所述选片梯度波形的第一部分和所述选片梯度波形的第二部分之间的部分生成所述选片梯度波形的第三部分；
根据所述选片梯度波形的第一部分、第二部分和第三部分生成所述激发选片梯度波形和/或所述回聚选片梯度波形。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一系数为激发VERSE系数或回聚VERSE系数。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二系数与激发VERSE系数或回聚VERSE系数相关。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一系数和所述的第二系数的和为常数。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，为了生成所述激发脉冲和/或所述回聚脉冲，所述方法进一步包括：
确定参考脉冲；
确定与所述选片梯度波形的第一时间点相关的第一面积；
根据第一面积，确定与所述参考梯度波形相关的第二时间点，其中所述参考梯度波形的第二时间点相关的第二面积与第一面积相等；
根据参考脉冲在第二时间点上的第二振幅确定激发脉冲或回聚脉冲在第一时间上的振幅；
根据激发脉冲或回聚脉冲在第一时间点的振幅生成激发脉冲或回聚脉冲。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，第一时间点的第一振幅和第二时间点的第二振幅存在以下关系：
<mrow> <mfrac> <mrow> <mi>G</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>G</mi> <mn>0</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mi>b</mi> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>A</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>A</mi> <mn>0</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mi>b</mi> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中G1(tai)为选片梯度波形在第一时间点的振幅，G0(tbi)为参考梯度波形在第二时间点的振幅，A1(tai)为激发脉冲或回聚脉冲在第一时间点的振幅，A0(tbi)为参考脉冲在第二时间点的振幅。
9.一种核磁共振成像射频脉冲的生成系统，包括：
存储一组指令的至少一个存储介质和配置成与所述至少一个存储介质通信的至少一个处理器，其特征在于，当执行所述一组指令时，所述系统被配置为：
获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；
根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；
根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；
根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；
根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
10.一种存有计算机程序的永久的计算机可读媒质，该计算机程序包括指令，该指令被配置为：
获取激发VERSE系数和回聚VERSE系数；
根据所述激发VERSE系数和激发脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE激发选片梯度波形；
根据所述回聚VERSE系数和回聚脉冲对应的参考梯度波形生成VERSE回聚选片梯度波形；
根据所述VERSE激发选片梯度波形生成激发脉冲；
根据所述VERSE回聚选片梯度波形生成回聚脉冲，其中所述激发VERSE系数和所述回聚VERSE系数的关系对应于所述激发脉冲对应的参考梯度波形的振幅和所述回聚脉冲对应的参考梯度波形的振幅的比值。
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