CN110068780B - 一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统，包括：加载预先设置的预校准序列；获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；对感兴趣区对应的磁场进行匀场；获得感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将第二次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；采集感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；共振质子包括需要激励质子与基准质子；利用偏移参数设置正式扫描时需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数，该方法具备更强的适用性，提升图像的一致性和稳定性。

Description

一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统

技术领域

本发明涉及医疗成像技术领域，尤其涉及一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是现代医疗影像学中主要的成像方式之一，作为一种多参数、多对比度的成像技术，MRI可以反映组织T1、T2和质子密度等多种特性，为疾病分析提供信息。MRI具有多种优势，例如，优良的空间分辨率，以及对人体无损伤等。

被成像组织内的氢核能够在自旋运动下产生磁矩。在较强且均匀的主磁场作用下，原本无规律排列的自旋氢质子的自旋磁矩会沿着主磁场方向排列，从而形成宏观磁矩。MRI的基本原理是，利用被成像组织内，氢核的自旋磁矩在磁场下的运动特性，通过射频脉冲激励使宏观磁化矢量翻转到与主磁场垂直或相反的方向。撤销射频脉冲后，宏观磁场在进动旋转过程中被射频接收系统接收，从而产生电磁感应信号。经过数据重建，最终获得磁共振图像。

射频脉冲是产生磁共振信号的前提，在MRI过程中具有关键性作用。在MRI领域，依据功能可将射频脉冲划分为多种类型，例如：激励脉冲，重聚脉冲和翻转脉冲等。其中，激励脉冲用于激励，将宏观磁化矢量翻转到与主磁场垂直的方向。另外，依据作用可将激励脉冲进一步划分为多种亚类型，例如：空间选择性激励脉冲，频率选择性激励脉冲。其中，频率选择性激励脉冲是一类激励带宽较窄的脉冲，可用于激励处于某一特定频率段的质子信号，例如，激发水质子信号，从而实现频率选择性激励成像。频率选择性激励脉冲通过激励被成像组织内某种信号之后可将该信号打散，进而抑制该信号，从而实现频率选择性组织抑制成像，例如，水抑制成像。

不同组织中，共振核(例如氢原子核)的共振频率存在差异，例如，水质子氢原子核和脂肪质子氢原子核的共振频率相差3.5ppm，硅胶中的质子氢原子核和脂肪之子氢原子核的共振频率相差1.5ppm。在进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像时，可依据不同组织中的共振核的共振频率差异设计相应的频率选择性激励脉冲。

现有的一些MRI方法中，当频率选择性激励脉冲的各个参数设置完成后，频率选择性激励脉冲将应用于对所有成像个体所有成像部位的特定信号进行选择性激励，例如激发水质子信号。然而，不同成像个体或者同一成像个体的不同成像部位处于磁场中时，对于磁场具有不同的扰动效果，即对于磁场的非均匀度产生不同的影响。受磁场非均匀度的影响，共振核的共振频率范围发生变化，从而导致固定设定的频率选择性激励脉冲难以适用于对成像个体或成像部位的特定信号进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像，因此成像质量不佳，成像效果的一致性和稳定性较差。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统，以提高频率选择性激励脉冲的适用性，提高成像质量。

本发明提供一种磁共振成像的自适应方法，应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像，包括：

加载预先设置的预校准序列；

获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；

对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场；

获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括所述需要激励质子与所述基准质子；

利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

优选地，所述对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场，具体包括：

每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间；

根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈；

利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿。

优选地，根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数，具体包括：

根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振核的半高宽；

根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振峰和所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离；

所述偏移参数包括所述半高宽和所述峰峰距离。

优选地，在所述利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数之后，还包括：判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

优选地，所述需要激励质子包括以下任意一种：

水质子、脂肪质子和硅胶质子；

所述基准质子为水质子。

本发明还提供一种磁共振成像的自适应装置，应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像，包括：

序列加载模块，用于加载预先设置的预校准序列；

第一次更新模块，用于获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；

匀场模块，用于对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场；

第二次更新模块，用于获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；

偏移获取模块，用于采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括需要激励质子与基准质子；

参数设置模块，用于利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

优选地，所述匀场模块包括：

回波采集子模块，用于每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间；

补偿系统获得子模块，用于根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈；

补偿模块，用于利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿。

优选地，所述偏移获取模块包括：

半高宽获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振核的半高宽；

峰峰距离获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振峰和所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离；所述偏移参数包括所述半高宽和所述峰峰距离。

优选地，还包括：判断模块；

所述判断模块，用于判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

本发明还提供一种磁共振成像系统，包括：扫描设备和计算机；所述计算机用于在所述扫描设备预扫描时执行以上所述的方法；

所述计算机还用于在所述扫描设备正式扫描时根据所述频率选择性激励脉冲的参数生成所述频率选择性激励脉冲，进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

本申请提供的磁共振成像的自适应方法在正式扫描之前，通过预校准过程中三个阶段的操作提高正式扫描所使用的频率选择性激励脉冲的适用性。加载预先设置的预校准序列后，在第一阶段，首次获取感兴趣区域的被成像组织的第一次共振中心频率，并将第一次共振中心频率作为第二阶段使用的共振中心频率。在第二阶段，通过对感兴趣区域的磁场匀场，提高磁场的均匀度。匀场前后，磁场发生变化，导致被成像组织包含的共振质子的谱峰信息发生变化，为了准确设置频率选择性激励脉冲的参数，因此在第三阶段再次获取感兴趣区的被成像组织的第二次共振中心频率和共振质子的谱峰信息。由于谱峰信息以及第二次共振中心频率是匀场后获得的，因此，具有较高的准确性和可靠性。以第二次共振中心频率作为MRI系统参数，根据谱峰信息获得的偏移参数对频率选择性激励脉冲进行参数设置，最终频率选择性激励脉冲能够在MRI系统下能够在正式扫描需要激励质子时具备更强的适用性，从而使得成像质量提高，图像的一致性和稳定性提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种磁共振成像的自适应方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种预校准序列的时序示意图；

图3a为本申请实施例提供的一种共振质子的谱峰示意图；

图3b为本申请实施例提供的另一种共振质子的谱峰示意图；

图4a为偏磁场中心视野的膝关节频率选择性脂肪抑制图像；

图4b为应用本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法后，偏磁场中心视野的膝关节频率选择性脂肪抑制图像；

图5为本申请实施例提供的另一种磁共振成像的自适应方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种磁共振成像的自适应装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种磁共振成像系统的结构示意图。

具体实施方式

针对固定设置的频率选择性激励脉冲适用性较差的问题，发明人经过研究提供了一种磁共振成像的自适应方法、装置和磁共振成像系统。在正式扫描之前的预校准过程中，于匀场前后先后两次获取感兴趣区的被成像组织对应的共振中心频率，并在每次获取后将共振中心频率设置到MRI系统中，以此实现系统参数的校准和更新。此外，在匀场后，还采集感兴趣区被成像组织包含的共振质子峰的谱峰信息，从而获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数，并以此偏移参数设置正式扫描时需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。由于匀场前后谱峰信息也会有相应的变化，因此匀场后获得的谱峰信息得以校准，利用匀场后获得的谱峰信息来设置频率选择性激励脉冲的参数，能够提高频率选择性激励脉冲的适用性，从而有助于图像质量的提升。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种磁共振成像的自适应方法的流程图。该方法可应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

如图1所示，本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法，包括：

步骤101：加载预先设置的预校准序列。

对于频率选择性激励成像，预校准序列是频率选择性激励成像的正式扫描之前，预校准环节嵌入的序列。对于频率选择性组织抑制成像，预校准序列是频率选择性组织抑制成像的正式扫描之前，预校准环节嵌入的序列。本实施例中，首先加载预先设置的预校准序列，从而实施后续步骤中的操作。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种预校准序列的时序示意图。

如图2所示，预校准序列在时序方向上先后可分为三个阶段，该图在与时序相垂直的方向上通过射频脉冲、选层梯度、相位梯度、读出梯度和采集五个维度展现预校准序列的时序。第一阶段、第二阶段和第三阶段需要执行的操作将具体通过以下步骤102、步骤103和步骤104进行详细描述。

步骤102：获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率。

本实施例中，在第一阶段采用的MRI系统参数为预置的系统参数。在感兴趣区内，被成像组织可能包含有一种或多种共振质子，例如水质子和/或脂肪质子，对于乳腺组织，在其有假体植入的情况下组织中还可能包含硅胶质子。

本实施例中，采用前述预校准序列在第一阶段能够获得共振质子的谱峰信息，根据谱峰信息能够获得各个共振质子的共振频率、共振峰的带宽和各个共振质子的共振峰之间的峰峰距离等。参见图3a，该图为本申请实施例提供的一种共振质子的谱峰示意图。如图3a所示，H1、H2和H3分别表示水质子、硅胶质子和脂肪质子的共振峰。从图3a可知，不同共振质子中共振核的共振频率存在差异。

需要说明的是，成像范围内磁场并非是完全均匀的，每一种共振核与周围其他共振核之间也具有相互作用，因此，共振核对应的共振频率并不是单一的频率值，而是具有一定的频率带宽。因此，本实施例中，共振质子的共振频率具有带宽，同时共振频率中包含共振中心频率，即共振峰对应的频率。

共振质子中，包括进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像时的需要激励质子，还包括一种基准质子。需要激励质子与基准质子可以相同，也可以不同。需要激励质子包括但不限于：水质子、脂肪质子和硅胶质子；基准质子包括但不限于：水质子、脂肪质子和硅胶质子。为便于描述和理解，本实施例将基准质子默认设定为水质子。

本步骤中，第一次共振中心频率是指第一阶段获得的基准质子的共振中心频率。利用第一次共振中心频率更新MRI系统参数，即在后续的第二阶段，将以第一次共振中心频率作为MRI系统的共振中心频率。

步骤103：对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场。

为削弱磁场的非均匀度对谱峰信息的影响，进而确定更加准确的选择性激励脉冲的参数，第二阶段，本步骤通过匀场降低感兴趣区对应的磁场的非均匀度。

对于本领域技术人员来说，对磁场进行匀场属于比较成熟的技术手段，因此在此不进行赘述。在实际应用中，可以采用多种方式实现匀场，故本实施例中对于匀场的具体实现方式不进行限定。

由于感兴趣区的磁场影响共振质子的共振频率，因此，匀场前后共振质子的谱峰信息发生变化。尽管谱峰信息的变化可能比较细微，但是，利用准确性较差的谱峰信息设置选择性激励脉冲的参数，仍然容易影响选择性激励脉冲的激励效果，从而导致选择性激励脉冲的适应性差，降低成像质量。为此，本实施例中还需执行第三阶段的操作，以获取匀场后变化了的谱峰信息。下面通过步骤104对第三阶段的操作进行介绍。

步骤104：获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括所述需要激励质子与所述基准质子。

本步骤中，第二次共振中心频率是指第三阶段获得的基准质子的共振中心频率。利用第二次共振中心频率更新MRI系统参数，即在频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像进行正式扫描时，将以第二次共振中心频率作为MRI系统的共振中心频率。

可以理解的是，本步骤中第二次共振中心频率可以是根据第三阶段获得的谱峰信息获得。也就是说，本步骤中可以首先采集感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息，其后根据谱峰信息获得第二次共振中心频率。另外，也可以首先提取第二次共振中心频率，再采集谱峰信息。此外，还可以同时获取第二次共振中心频率和谱峰信息。因此，本实施例中对于获取第二次共振中心频率以及采集匀场后谱峰信息的先后执行顺序不加以限定。

为便于理解本步骤根据谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数的具体实现，下面结合图3b的示例进行描述。本实施例中，需要激励质子与基准质子之间的偏移参数，包括但不限于：需要激励质子的共振核的半高宽，和需要激励质子的共振峰与所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离。

参见图3b，该图为本申请实施例提供的另一种共振质子的谱峰示意图。该图展示了匀场后采集的谱峰信息。图3b中，H1表示基准质子的共振峰，H2表示需要激励质子的共振峰。显然，根据图3b能够获得H2的带宽，从而再依据H2的带宽获得半高宽δf，半高宽δf即为H2带宽的一半。另外，从图3b中也可以获得基准质子的共振中心频率以及需要激励质子的共振中心频率，将基准质子的共振中心频率与需要激励质子的共振中心频率做差，即可获得基准质子与需要激励质子的峰峰距离Δf。

步骤105：利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

可以理解的是，在利用频率选择性激励脉冲进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像时，需要预先对频率选择性激励脉冲进行参数设置。需要设置的参数，包括但不限于：频率选择性激励脉冲的脉冲带宽，以及需要激励质子与基准质子的化学位移差(即共振频率差)。

依据本申请实施例提供的上述方法设置好频率选择性激励脉冲的参数后，即可采用该频率选择性激励脉冲激发需要激励质子，实现频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。需要说明的是，在正式扫描时，MRI系统所采用的共振中心频率参数为第二次共振中心频率。

对比参见图4a和图4b，图4a为偏磁场中心视野的膝关节频率选择性脂肪抑制图像，图4b为应用本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法后，偏磁场中心视野的膝关节频率选择性脂肪抑制图像。图4a和图4b中，白框中为感兴趣区。通过观察图4a的感兴趣区的成像效果可知，由于感兴趣区不在磁场中心，感兴趣区内的磁场均匀度不理想，基准质子(即水质子)的共振峰定位不精确，导致在视野内感兴趣区的脂肪抑制效果不均匀。从图4b可以看出，经过本实施例提供的方法，对系统共振频率进行校准更新、对视野内感兴趣区对应的磁场进行匀场以及自适应调整频率选择性脂肪抑制脉冲的成像参数之后，利用频率校准后的系统通过设置好的频率选择性脂肪抑制脉冲进行成像，图像中感兴趣区的整体脂肪抑制效果更为均匀。通过比对图4a和图4b，可以确定本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法能够明显提高成像质量。

以上即为本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法。该方法在正式扫描之前，通过预校准过程中三个阶段的操作提高正式扫描所使用的频率选择性激励脉冲的适用性。加载预先设置的预校准序列后，在第一阶段，首次获取感兴趣区域的被成像组织的第一次共振中心频率，并将第一次共振中心频率作为第二阶段使用的共振中心频率。在第二阶段，通过对感兴趣区域的磁场匀场，提高磁场的均匀度。匀场前后，磁场发生变化，导致被成像组织包含的共振质子的谱峰信息发生变化，为准确设置频率选择性激励脉冲的参数，在第三阶段再次获取感兴趣区的被成像组织的第二次共振中心频率和共振质子的谱峰信息。由于谱峰信息以及第二次共振中心频率是匀场后获得的，因此，具有较高的准确性和可靠性。

以第二次共振中心频率作为MRI系统参数，根据谱峰信息获得的偏移参数对频率选择性激励脉冲进行参数设置，最终频率选择性激励脉冲能够在MRI系统下能够在正式扫描需要激励质子时具备更强的适用性，从而使得成像质量提高，图像的一致性和稳定性提升。

该方法可适用于针对各种组织中的需要激励质子(例如水质子，脂肪质子或硅胶质子等)进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像之前的预校准环节使用。只要获取到匀场后的谱峰信息后，即可利用该谱峰信息自适应地调整设置正式成像时频率选择性激励脉冲的参数。

对于前述实施例提供的磁共振成像的自适应方法，目前可以采集三维成像数据的方法计算感兴趣区对应的磁场的非均匀度分布，再进行计算补偿，以此实现对磁场的匀场。然而，三维成像数据需要花费较长的时间采集，而预校准过程要求时间较短，因此，该匀场方法难以满足预校准的实际要求。为解决此问题，本申请还提供另一种磁共振成像的自适应方法，实现快速匀场。下面结合实施例和附图对该方法的具体实现进行详细描述。

方法实施例二

参见图5，该图为本申请实施例提供的另一种磁共振成像的自适应方法的流程图。

如图5所示，本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法，包括：

步骤501：加载预先设置的预校准序列。

步骤502：获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率。

本实施例中，步骤501至502与前述实施例中步骤101至102的实现方式相同，关于步骤501至502的相关描述可参见前述实施例，此处不再赘述。

在本实施例中，预校准序列加载后执行的第二阶段，即对感兴趣区对应的磁场进行匀场，通过步骤503至505进行描述。

步骤503：每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间。

感兴趣区对应的磁场建立于三个物理轴构建的空间中，作为示例，三个物理轴可分别由x轴、y轴和z轴表示。在本申请实施例中，物理轴又称为梯度轴。

参见图2中所示，本实施例中，在回波时间ΔT1和ΔT2分别采集梯度轴x轴的两个梯度回波，在回波时间ΔT3和ΔT4分别采集梯度轴y轴的两个梯度回波，在回波时间ΔT5和ΔT6分别采集梯度轴z轴的两个梯度回波。

步骤504：根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈。

对于本领域技术人员来说，根据两个梯度回波获得对应梯度方向的磁场非均匀补偿系数属于比较成熟的技术，因此，在此不再加以赘述。

在本实施例中，每个梯度方向至少对应一个梯度线圈，利用该梯度方向的磁场非均匀补偿系数，能够在该梯度方向对应的梯度线圈上施加相应的补偿电流，从而降低磁场的非均匀度。

步骤505：利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿。

本实施例中，磁场非均匀补偿系数由CB₀₁，CB₀₂…CB_0j表示，其中j为大于或等于3的整数。j的个数取决定于系统中梯度线圈的个数，例如梯度线圈共3个，则j＝3。磁场非均匀补偿系数有正负之分，如果磁场非均匀补偿系数为正数，则表明需要对该补偿系数对应的梯度轴方向的梯度线圈进行正向电流补偿；如果磁场非均匀补偿系数为负数，则表明需要对该补偿系数对应的梯度轴方向的梯度线圈进行负向电流补偿。

作为示例，CB₀₁、CB₀₂和CB₀₃分别为x轴、y轴和z轴对应的磁场非均匀补偿系数，其中，CB₀₁为正值，CB₀₂为负值，CB₀₃为正值。x轴、y轴和z轴对应的梯度线圈分别由K1、K2和K3表示。本步骤在具体实现时，利用CB₀₁对K1进行正向电流补偿，利用CB₀₂对K2进行负向电流补偿，利用CB₀₃对K3进行正向电流补偿。

步骤506：获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括所述需要激励质子与所述基准质子。

步骤507：利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

本实施例中，步骤506至507与前述实施例中步骤104至105的实现方式相同，关于步骤506至507的相关描述可参见前述实施例，此处不再赘述。

步骤508：判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则执行步骤509。

步骤509：选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

可以理解的是，在实际应用中，根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数可能在预设参数范围内，也可能超出预设参数范围。下面以参数为脉冲带宽为具体示例进行描述和解释。

频率选择性激励脉冲的预设脉冲带宽为f1～f2，f1为小于f2的频率。根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的脉冲带宽可能存在以下4种情况：

(1)根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的脉冲带宽为f3～f4，其中f3＜f1＜f2＜f4。显然，f3～f4超出了预设的f1～f2的脉冲带宽的范围。f3～f4范围内与预设脉冲宽度f1～f2最接近的两个值分别为f1和f2，即f1和f2为边界值。最终，将f1～f2设置为频率选择性激励脉冲的脉冲带宽。

(2)根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的脉冲带宽为f3～f4，其中f1＜f3＜f2＜f4。显然，f2～f4超出了预设的f1～f2的脉冲带宽的范围。f2～f4范围内与预设脉冲宽度f1～f2最接近的一个值为f2，即f2为边界值。最终，将f3～f2设置为频率选择性激励脉冲的脉冲带宽。

(3)根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的脉冲带宽为f3～f4，其中f3＜f1＜f4＜f2。显然，f3～f1超出了预设的f1～f2的脉冲带宽的范围。f3～f1范围内与预设脉冲宽度f1～f2最接近的一个值为f1，即f1为边界值。最终，将f1～f4设置为频率选择性激励脉冲的脉冲带宽。

(4)根据偏移参数确定的需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的脉冲带宽为f3～f4，其中f1＜f3＜f4＜f2。显然，f3～f4未超出了预设的f1～f2的脉冲带宽的范围。最终，将f3～f4设置为频率选择性激励脉冲的脉冲带宽。

以上即为本申请实施例提供的磁共振成像的自适应方法。该方法通过采集回波的方式获取每个梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数，再利用磁场非均匀系数对该梯度轴方向对应的梯度线圈进行电流补偿，从而降低了磁场的非均匀度。由于采集回波属于一维采样，相比于采集三维成像数据实现匀场的方法，采集时间大大缩短，因此将该匀场方法应用于磁共振成像的自适应方法中，能够在时间有限的预校准过程中提高获取频率选择性激励脉冲的参数的速度，进而提高MRI的应用体验。

另外，该方法通过判断频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，避免所设置的频率选择性激励脉冲的参数超限的可能。选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数，能够使得所设置的频率选择性激励脉冲的参数更加趋近MRI系统允许的合理范围，从而提高后续正式扫描成像的成功率。

基于前述实施例提供的磁共振成像的自适应方法，相应地，本申请还提供一种磁共振成像的自适应装置。下面结合实施例和附图对该装置的具体实现进行详细描述和说明。

装置实施例

参见图6，该图为本申请实施例提供的一种磁共振成像的自适应装置的结构示意图。该装置具体可应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

如图6所示，本申请实施例提供的磁共振成像的自适应装置，包括：

序列加载模块601，用于加载预先设置的预校准序列；

第一次更新模块602，用于获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；

匀场模块603，用于对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场；

第二次更新模块604，用于获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；

偏移获取模块605，用于采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括需要激励质子与基准质子；

参数设置模块606，用于利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

以上即为本申请实施例提供的磁共振成像的自适应装置。该装置在正式扫描之前，通过预校准过程中三个阶段的操作提高正式扫描所使用的频率选择性激励脉冲的适用性。加载预先设置的预校准序列后，在第一阶段，首次获取感兴趣区域的被成像组织的第一次共振中心频率，并将第一次共振中心频率作为第二阶段使用的共振中心频率。在第二阶段，通过对感兴趣区域的磁场匀场，提高磁场的均匀度。匀场前后，磁场发生变化，导致被成像组织包含的共振质子的谱峰信息发生变化，为准确设置频率选择性激励脉冲的参数，在第三阶段再次获取感兴趣区的被成像组织的第二次共振中心频率和共振质子的谱峰信息。由于谱峰信息以及第二次共振中心频率是匀场后获得的，因此，具有较高的准确性和可靠性。

以第二次共振中心频率作为MRI系统参数，根据谱峰信息获得的偏移参数对频率选择性激励脉冲进行参数设置，最终频率选择性激励脉冲能够在MRI系统下能够在正式扫描需要激励质子时具备更强的适用性，从而使得成像质量提高，图像的一致性和稳定性提升。

该装置可适用于针对各种组织中的需要激励质子(例如水质子，脂肪质子或硅胶质子等)进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像之前的预校准环节使用。只要获取到匀场后的谱峰信息后，即可利用该谱峰信息自适应地调整设置正式成像时频率选择性激励脉冲的参数。

作为一种可能的实现方式，偏移获取模块605可以包括：

半高宽获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振核的半高宽；

峰峰距离获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振峰和所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离；所述偏移参数包括所述半高宽和所述峰峰距离。

对于前述实施例提供的磁共振成像的自适应装置中的匀场模块603，目前可以通过采集三维成像数据的方法计算感兴趣区对应的磁场的非均匀度分布，再进行计算补偿，以此实现对磁场的匀场。然而，三维成像数据需要花费较长的时间采集，而预校准过程要求时间较短，因此，如此实施匀场难以满足预校准的实际要求。

为解决数据采集时间过长，难以适用于预校准过程的问题，本申请提供的磁共振成像的自适应装置中，匀场模块603可以包括：

回波采集子模块，用于每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间；

补偿系统获得子模块，用于根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈；

补偿模块，用于利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿。

通过采集回波的方式获取每个梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数，再利用磁场非均匀系数对该梯度轴方向对应的梯度线圈进行电流补偿，从而降低了磁场的非均匀度。由于采集回波属于一维采样，相比于采集三维成像数据实现匀场，数据采集时间大大缩短，因此将该匀场模块603应用于磁共振成像的自适应装置中，能够在时间有限的预校准过程中提高获取频率选择性激励脉冲的参数的速度，进而提高MRI的应用体验。

另外，在实际应用中，所设置的频率选择性激励脉冲的参数有可能超出系统允许的合理范围。为避免参数设置超限，作为一种可能的实现方式，前述提供的磁共振成像的自适应装置中，还可进一步包括判断模块；

所述判断模块，用于判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

判断模块通过判断频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，避免所设置的频率选择性激励脉冲的参数超限的可能。选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数，能够使得所设置的频率选择性激励脉冲的参数更加趋近MRI系统允许的合理范围，从而提高后续正式扫描成像的成功率。

基于前述实施例提供的磁共振成像的自适应方法，相应地，本申请还提供一种磁共振成像系统。下面结合实施例和附图对该系统的具体实现进行详细描述。

系统实施例

参见图7，该图为本申请实施例提供的一种磁共振成像系统的结构示意图。该系统可具体应用于进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

如图7所示，本申请实施例提供的磁共振成像系统，包括：扫描设备701和计算机702。

其中，计算机702用于执行前述方法实施例中提供的磁共振成像的自适应方法；以及，在扫描设备701正式扫描时，根据频率选择性激励脉冲的参数生成频率选择性激励脉冲，以进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

该系统中，计算机702能够在扫描设备701进行正式扫描之前，通过预校准过程中三个阶段的操作提高正式扫描所使用的频率选择性激励脉冲的适用性。加载预先设置的预校准序列后，在第一阶段，首次获取感兴趣区域的被成像组织的第一次共振中心频率，并将第一次共振中心频率作为第二阶段使用的共振中心频率。在第二阶段，通过对感兴趣区域的磁场匀场，提高磁场的均匀度。匀场前后，磁场发生变化，导致被成像组织包含的共振质子的谱峰信息发生变化，为准确设置频率选择性激励脉冲的参数，在第三阶段再次获取感兴趣区的被成像组织的第二次共振中心频率和共振质子的谱峰信息。由于谱峰信息以及第二次共振中心频率是匀场后获得的，因此，具有较高的准确性和可靠性。

计算机702以第二次共振中心频率作为磁共振成像系统的参数，根据谱峰信息获得的偏移参数对频率选择性激励脉冲进行参数设置，最终频率选择性激励脉冲能够在磁共振成像系统下能够在扫描设备701正式扫描需要激励质子时具备更强的适用性，从而使得成像质量提高，图像的一致性和稳定性提升。

该系统可适用于针对各种组织中的需要激励质子(例如水质子，脂肪质子或硅胶质子等)进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像之前的预校准环节使用。系统只要获取到匀场后的谱峰信息后，即可利用该谱峰信息自适应地调整设置正式成像时频率选择性激励脉冲的参数。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于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：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种磁共振成像的自适应方法，其特征在于，应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像，包括：

加载预先设置的预校准序列；

获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；

对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场；所述对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场，具体包括：每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间；根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈；利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿；

获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括所述需要激励质子与所述基准质子；

利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数，具体包括：

根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振核的半高宽；

根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振峰和所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离；

所述偏移参数包括所述半高宽和所述峰峰距离。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数之后，还包括：判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述需要激励质子包括以下任意一种：

水质子、脂肪质子和硅胶质子；

所述基准质子为水质子。

5.一种磁共振成像的自适应装置，其特征在于，应用于频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像，包括：

序列加载模块，用于加载预先设置的预校准序列；

第一次更新模块，用于获得感兴趣区的被成像组织对应的第一次共振中心频率；将所述第一次共振中心频率作为磁共振成像系统的共振中心频率；

匀场模块，用于对所述感兴趣区对应的磁场进行匀场；

第二次更新模块，用于获得所述感兴趣区的被成像组织对应的第二次共振中心频率；将所述第二次共振中心频率作为所述磁共振成像系统的共振中心频率；

偏移获取模块，用于采集所述感兴趣区的被成像组织包含的共振质子的谱峰信息；根据所述谱峰信息获得需要激励质子与基准质子之间的偏移参数；所述共振质子包括需要激励质子与基准质子；

参数设置模块，用于利用所述偏移参数设置正式扫描时所述需要激励质子对应的频率选择性激励脉冲的参数；

所述匀场模块包括：回波采集子模块，用于每个梯度轴方向采集两个梯度回波，所述两个梯度回波对应不同的回波时间；补偿系统获得子模块，用于根据所述两个梯度回波获得对应梯度轴方向的磁场非均匀补偿系数；所述每个梯度轴方向具有对应的梯度线圈；补偿模块，用于利用所述磁场非均匀补偿系数对对应的梯度轴方向的梯度线圈进行电流补偿。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述偏移获取模块包括：

半高宽获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振核的半高宽；

峰峰距离获得子模块，用于根据所述谱峰信息获得所述需要激励质子的共振峰和所述基准质子的共振峰之间的峰峰距离；所述偏移参数包括所述半高宽和所述峰峰距离。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：判断模块；

所述判断模块，用于判断所述频率选择性激励脉冲的参数是否超过预设参数范围，如果超过，则选择所述预设参数范围与所述频率选择性激励脉冲的参数接近的边界值作为最终的频率选择性激励脉冲的参数。

8.一种磁共振成像系统，其特征在于，包括：扫描设备和计算机；所述计算机用于在所述扫描设备预扫描时执行权利要求1-4任一项所述的方法；

所述计算机还用于在所述扫描设备正式扫描时根据所述频率选择性激励脉冲的参数生成所述频率选择性激励脉冲，进行频率选择性激励成像或频率选择性组织抑制成像。

Images