CN111142056B - 平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，该校正方法是在二维空间选择性激发脉冲的梯度通道和射频通道之间增加延时补偿量，移动激发K空间的位置，使得奇数行和偶数行的激发K空间中心对齐。对于采用平面回波激发K空间轨迹的二维空间选择性脉冲，本发明能够保证奇数和偶数个子SINC波形所激发的K空间中心对准，可以大大改善二维激发轮廓，从而提升小视野成像的图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及磁共振技术领域，尤其涉及一种平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法。
背景技术
近年来，小视野成像技术逐渐被应用于多种磁共振高级临床应用中。如小视野三维快速自旋回波序列，可以减少扫描时间；小视野扩散加权成像中，可以提升分辨率，降低图像畸变和伪影。
小视野成像技术依赖于二维空间选择性激发脉冲。二维空间选择性激发脉冲的设计主要包括激发K空间轨迹设计和窗函数设计，最典型的是平面回波激发轨迹和矩形窗函数(对应于激发射频中的SINC包络)。一种典型的现有的平面回波二维空间选择性脉冲的梯度和射频波形时序图如图1所示，其中Gu和Gv代表两个逻辑轴方向的梯度波形，RF代表射频波形。射频波形由若干个子SINC波形组成，每个子SINC波形仅在梯度波形的平台期输出，这种方式对梯度波形的真实轨迹要求降低，从而更容易得到预期的二维激发轮廓。
二维空间选择性激发脉冲的性能直接影响到小视野成像的图像质量。而激发K空间轨迹的准确性是保证二维空间选择性激发脉冲性能的前提。在磁共振系统中，梯度涡流、主磁场均匀性、梯度系统带宽限制、梯度延迟、梯度通道非对称性以及梯度的非线性等都会影响到实际的梯度输出波形，从而改变激发K空间轨迹。现有技术通过涡流补偿、匀场技术、梯度系统PID校正、梯度延迟校正以及梯度非线性校正等方式，可以大大改善梯度输出波形的准确性，但仍然无法保证精确的激发K空间轨迹。
发明内容
本发明提出了一种针对平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，在现有技术的基础上，通过在射频通道和梯度通道之间增加一个额外的梯度延迟来进一步校正梯度系统和主磁场的缺陷，改善二维激发轮廓，从而提升小视野成像的图像质量。
为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
本发明公开的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，是在二维空间选择性激发脉冲的梯度通道和射频通道之间增加延时补偿量，移动激发K空间的位置，使得奇数行和偶数行的激发K空间中心对齐。
优选的，所述延时补偿量的确定方法如下：通过调节梯度延迟参数，使得旁瓣比例最小，以当前的梯度延迟参数为延时补偿量，所述旁瓣比例由式(1)确定：
式(1)中，Imainlobe为主瓣区域内的信号强度，Isidelobe旁瓣区域内的信号强度，rpRatio为旁瓣比例。
优选的，调节梯度延迟参数时，数据采集模块的相位编码和频率编码分别置于激发模块中Gu和Gv轴上，所述数据集模块用于施加成像编码序列并读出数据，所述激发模块用于施加二维激发脉冲，将采集到的数据通过二维傅里叶重建得到二维激发脉冲的激发形状。
作为一种优选的，所述数据采集模块采用梯度回波读出方式。
作为另一种优选的，所述数据采集模块采用平面回波读出方式。
最为其他的优选的，所述数据采集模块采用自旋回波或快速自旋回波读出方式。
进一步的，所述二维空间选择性激发脉冲时经过系统校正的二维空间选择性激发脉。
优选的，所述系统校正的方法包括涡流校正和/或梯度校正和/或匀场校正。
进一步的，所述二维空间选择性激发脉冲时经过系统校正后设置成像参数。
优选的，所述成像参数包括视野大小。
本发明能够提升二维空间选择性脉冲的性能，从而改善小视野成像的图像质量。具体的，对于采用平面回波激发K空间轨迹的二维空间选择性脉冲，本发明能够保证奇数和偶数个子SINC波形所激发的K空间中心对准，可以大大改善二维激发轮廓，从而提升小视野成像的图像质量。
附图说明
图1为现有的平面回波二维空间选择性脉冲的梯度和射频波形示意图；
图2为本发明平面回波二维空间选择性脉冲的梯度和射频波形示意图；
图3为采用快速梯度回波方式读出数据的数据采集方法的示意图；
图4为利用EPI梯度模式读出数据的数据采集方法的示意图；
图5为旁瓣的示意图；
图6为本发明的流程图；
图7为采用本发明方法校正后的小视野DWI水模图像的对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
本发明公开的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，具体如下：
如图2所示，激发脉冲K空间轨迹补偿方法是在激发脉冲的梯度通道和射频通道之间增加延时补偿量Gdelay2DRF，移动激发K空间轨迹，使得奇数行和偶数行的激发K空间中心对齐，从而可以极大的改善激发脉冲的性能；Gdelay2DRF是系统已经进行了梯度延迟校正、涡流补偿、匀场校正等的基础上进行的补偿量，其值可以是正也可以是负，是通过测量二维激发脉冲的激发形状选取的一个最优值。
补偿参数测量方法如下：
1、数据采集方法
本发明的数据采集方法(即磁共振序列)主要包括激发模块(用于施加二维激发脉冲)和数据采集模块(施加成像编码梯度并读出数据)，采集模块的相位编码和频率编码必须置于激发模块中Gu和Gv轴上。图3为其中一种实施例，数据采集模块采用了梯度回波读出方式，该方式需要多个重复周期(TR)进行数据读出，数据采集时间较长。图4为另一种实施例，数据采集模块采用了平面回波读出方式，该方式仅需要单个重复周期(TR)进行数据读出，数据采集时间非常快。
当然，本发明采用的数据采集方法不限于实施例中方式，数据采集模块可以是磁共振成像中常用的任意采集方式，如自旋回波/快速自旋回波等，只需要保证采集模块的相位编码和频率编码置于激发模块中Gu和Gv轴上即可。
将采集到的数据通过二维傅里叶重建得到二维激发脉冲的激发形状，如图5所示，由于系统的局限性，在主瓣区域外会有不同程度的旁瓣产生，旁瓣主要是由于激发K空间奇数行和偶数行中心没有对准，其原理类似于平面回波成像中的N/2伪影。
补偿参数计算方法如下：
首先定义旁瓣比例如式(1)
其中，Imainlobe为图5所示主瓣区域内的信号强度，Isidelobe为图5所示旁瓣区域内的信号强度。rpRatio反映了二维激发脉冲的性能，rpRatio越小，二维激发脉冲性能越好。
定义目标函数如式(2)
min f(d)＝rpRatio(d) (2)
其中d为图2中所示的二维激发脉冲延时补偿量，通过调整d并多次测量rpRatio，找到使得目标函数最小值的d,该值即为二维激发脉冲延时补偿量Gdelay2DRF。
本发明采用的具体的校正流程如下图6所示，首先进行常规的系统校正，包括涡流校正、梯度校正和匀场校正等，然后设置成像参数(主要是二维激发脉冲的参数，如二维激发脉冲的视野大小等，当二维激发脉冲参数改变时，需要重新校正)，接着按本发明所述方法测量二维激发脉冲的延时补偿参数，最后将该参数应用于成像序列，获取小视野图像。
图7所示为利用本发明方法校正前后的小视野DWI水模图像，左边为校正前的小视野DWI水模图像，右边为校正后的小视野DWI水模图像，可见校正后图像更清晰，性噪比更高。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于，在二维空间选择性激发脉冲的梯度通道和射频通道之间增加延时补偿量Gdelay2DRF，移动激发K空间的位置，使得奇数行和偶数行的激发K空间中心对齐，所述延时补偿量Gdelay2DRF的确定方法如下：
通过调节梯度延迟参数，使得旁瓣比例最小，以当前的梯度延迟参数为延时补偿量，所述旁瓣比例由式(1)确定：
式(1)中，Imainlobe为主瓣区域内的信号强度，Isidelobe旁瓣区域内的信号强度，rpRatio为旁瓣比例；
旁瓣比例是一个关于d的函数，记为f(d)＝rpRatio(d)；
定义目标函数如式(2)
min f(d)＝rpRatio(d) (2)
其中d为二维激发脉冲延时补偿量，通过调整d并多次测量rpRatio，找到使得目标函数f(d)最小值的d,该值即为二维激发脉冲延时补偿量Gdelay2DRF的最优值。
2.根据权利要求1所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：调节梯度延迟参数时，数据采集模块的相位编码和频率编码分别置于激发模块中Gu和Gv轴上，所述数据集模块用于施加成像编码序列并读出数据，所述激发模块用于施加二维激发脉冲，将采集到的数据通过二维傅里叶重建得到二维激发脉冲的激发形状。
3.根据权利要求2所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述数据采集模块采用梯度回波读出方式。
4.根据权利要求2所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述数据采集模块采用平面回波读出方式。
5.根据权利要求2所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述数据采集模块采用自旋回波或快速自旋回波读出方式。
6.根据权利要求1-5任一项所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述二维空间选择性激发脉冲时经过系统校正的二维空间选择性激发脉冲。
7.根据权利要求6所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述系统校正的方法包括涡流校正和/或梯度校正和/或匀场校正。
8.根据权利要求6所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述二维空间选择性激发脉冲时经过系统校正后设置成像参数。
9.根据权利要求8所述的平面回波二维空间选择性脉冲的校正方法，其特征在于：所述成像参数包括视野。
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