CN111239659B - 一种减少中间层干扰伪影的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少中间层干扰伪影的方法，步骤如下：步骤S1：根据用户设置的扫描参数和同时激发的层数Np，重新计算实际的扫描设置参数；式中FOVy表示用户设置的相位编码方向观察野，FOVy’表示采用POMP技术时实际设置的相位编码方向观察野；NEX表示用户设置的累加次数，NEX’表示累加次数；步骤S2：根据层厚与层间距等参数，计算多层同时激发的射频波形脉冲；步骤S5：利用不同层在相位编码方向位置偏移不一样，进行图像裁剪组合。本发明采用多层同时激发技术，同时激发的多层定义为一组；多组采用交替激发的方式，每组激发之间的扰相梯度幅度彼此不同，并且相邻位置上的两组数据间的扰相梯度幅度区别尽量大，达到了消除层间干扰伪影的目的。

Description

一种减少中间层干扰伪影的方法

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术，特别涉及一种减少中间层干扰伪影的方法。

背景技术

磁共振成像在医学临床诊断方面具有无电离辐射、图像信息丰富、任意层面成像、组织对比度高等优势，已广泛应用于除肺部以外全身各部位的影像诊断中。相较于其它的医学影像诊断技术，磁共振成像技术的不足之处之一是扫描时间过长。针对该不足，目前已有不少技术被提出并应用，例如并行采集、压缩感知、部分傅里叶变换技术等，多层同时激发技术也是其中一种有效方案。

常规二维磁共振成像序列在选层方向的激发是一层一层分开进行的，而多层同时激发技术(POMP)一次激发一组层面，这一组层面包括了两个或者两个以上空间位置相互独立的层，因此在相同恢复时间(TR)情况下，增加了扫描层数，减少扫描时间。而且POMP序列的TR设置更加灵活，可得到诊断需求的加权图像。

但是多层同时激发序列在激发多层图像信号时，可能存在层间干扰，这些干扰来源于组与组之间。增大扰相梯度和破坏梯度，该伪影并未得到明显降低；而增加两组之间的激发间隔时间，可以一定程度减小该伪影，但是这会增加TR时间，从而增加总扫描时间并影响图像加权特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种减少中间层干扰伪影的方法，采用多层同时激发技术，同时激发的多层定义为一组；多组采用交替激发的方式，每组激发之间的扰相梯度幅度彼此不同，并且相邻位置上的两组数据间的扰相梯度幅度区别尽量大，以达到消除层间干扰伪影的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种减少中间层干扰伪影的方法，涉及磁共振成像序列设计和重建，步骤如下：

步骤S1：根据用户设置的扫描参数和同时激发的层数Np，重新计算实际的扫描设置参数，具体采用如下公式：

FOV_y’＝FOV_y×N_p；

NEX’＝NEX/N_p；

其中，

式中FOVy表示用户设置的相位编码方向观察野，FOVy’表示采用POMP技术时实际设置的相位编码方向观察野；NEX表示用户设置的累加次数，NEX’表示采用POMP技术时设置的累加次数；

步骤S2：根据层厚与层间距等参数，计算多层同时激发的射频波形脉冲；

步骤S3：利用生成的Np个脉冲波形，连续激发获得k空间中Np行数据，每采集到一次k空间数据后的等待时间，用来激发下一组(另外Np层)数据，即多层采集技术。组间的180度重聚射频脉冲两端的选层方向扰相梯度，采用不同的强度；

步骤S4：所有k空间数据采集完成后，对采集到的k空间数据进行傅里叶变换。获得的每幅图像由Np层图像组合而成，不同层在相位编码方向位置偏移不一样；

步骤S5：利用不同层在相位编码方向位置偏移不一样，进行图像裁剪组合。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S2中，计算多层同时激发的射频波形脉冲的步骤如下：

步骤S201：选取一个基础的射频脉冲波形A(t)e^iωt,t∈[-0.5s,0.5s]，根据给出的层厚Δz、层间距dz，计算出层间的频率偏移量。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S201之后的步骤如下：

步骤S202：计算所需的Np个射频脉冲波形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，BW_1s是所基于的射频脉冲波形对应1s持续时间的带宽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，其中n表示一次激发中的第n层，f_m表示扫描时连续激发的第m个脉冲波形。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S5中，采用如下步骤进行：

步骤S501：当Np为奇数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

步骤S502：当Np为偶数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

本发明所达到的有益效果是：本发明采用多层同时激发技术，同时激发的多层定义为一组；多组采用交替激发的方式，每组激发之间的扰相梯度幅度彼此不同，并且相邻位置上的两组数据间的扰相梯度幅度区别尽量大，达到了消除层间干扰伪影的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的时序示意图；

图2是本发明的流程示意图；

图3是本发明具体实施例中获得的两个射频脉冲；

图4为本发明具体实施例中采用本发明方法得到磁共振头部图像。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-4所示，本发明提供一种减少中间层干扰伪影的方法，涉及磁共振成像序列设计和重建，步骤如下：

本实施例中，用户设置的扫描参数为：同时激发的层数Np＝2,层厚Δz＝6mm，层间距dz＝6mm，总层数8层，相位编码数96，FOV_y＝230mm，NEX＝4。

步骤S1：根据用户设置的扫描参数和同时激发的层数Np，重新计算实际的扫描设置参数，具体采用如下公式：

FOV_y’＝FOV_y×N_p；

NEX’＝NEX/N_p；

其中，

式中FOVy表示用户设置的相位编码方向观察野，FOVy’表示采用POMP技术时实际设置的相位编码方向观察野；NEX表示用户设置的累加次数，NEX’表示采用POMP技术时设置的累加次数；本实施例中，计算出实际所用的FOV_y’＝460mm,NEX’＝2；

步骤S2：根据层厚与层间距等参数，计算多层同时激发的射频波形脉冲，本实施例中，我们计算基于只有2个旁瓣的Sinc波形：

f(t)＝Sinc(4πt),t∈[-0.5,0.5]，

其傅里叶变换结果为

因此BW_1s＝4(Hz)，

结合成像层厚Δz＝6mm，层间距dz＝6mm，计算出：

最后获得的两个脉冲波形为

可以看出f2对应的两层相位额外相差180度。该实施例中，我们的射频脉冲持续时长P1＝3.072ms,两个脉冲波形见图3

步骤S3：利用生成的Np个脉冲波形，连续激发获得k空间中Np行数据，每采集到一次k空间数据后的等待时间，用来激发下一组(另外Np层)数据，即多层采集技术。组间的180度重聚射频脉冲两端的选层方向扰相梯度，采用不同的强度，具体的：

利用生成的2个脉冲波形，获得的k空间数据。脉冲波形f1用于激发填充k空间奇数行的数据，脉冲波形f2用于激发填充k空间偶数行的数据。每个TR内，采集完一行k空间数据后，剩余的时间用来激发下一层组(下两层)信号，此即多片采集技术，且层方向我们采用层间交替的方法。在本实施例中，一个TR内，我们先激发第一组信号(第1、2层)，随后激发第三层组信号(第5、6层)，再激发第二组信号(第3、4层)，最后激发第四组信号(第7、8层)。重聚脉冲两端加上扰相梯度。组与组之间，扰相梯度方向相同但幅度取不同值，且相邻两组之间梯度强度差异尽量大。本实施例中，第一层组、第三层组、第二层组、第四层组的重聚脉冲两端，扰相梯度相对强度分别为1、0.4、0.7、0.1；

步骤S4：所有k空间数据采集完成后，对采集到的k空间数据进行傅里叶变换。获得的每幅图像由Np层图像组合而成，不同层在相位编码方向位置偏移不一样，本实施例中，傅里叶变换后共获得4张图像，每张图像包含两层图像信息，这两层图像在相位编码方向存在230mm的位置偏移；

步骤S5：利用不同层在相位编码方向位置偏移不一样，进行图像裁剪组合；在本实施例中，对傅里叶变换后的图像，沿相位编码方向裁剪方式为：中间的一半截取获得第一层图像，最后1/4和最前面的前1/4组合获得另一层图像。对步骤4获得的图像做裁剪组合操作，最终获得4组共8层图像，见附图4。图4是采用本发明方案获得的磁共振图像，由于采用了本发明方案后，图像的层间干扰伪影减少了。

进一步的，所述步骤S2中，计算多层同时激发的射频波形脉冲的步骤如下：

步骤S201：选取一个基础的射频脉冲波形A(t)e^iωt,t∈[-0.5s,0.5s]，根据给出的层厚Δz、层间距dz，计算出层间的频率偏移量。

更进一步地，所述步骤S201之后的步骤如下：

步骤S202：计算所需的Np个射频脉冲波形。

所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，BW_1s是所基于的射频脉冲波形对应1s持续时间的带宽。

所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，其中n表示一次激发中的第n层，f_m表示扫描时连续激发的第m个脉冲波形。

所述步骤S5中，采用如下步骤进行：

步骤S501：当Np为奇数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

步骤S502：当Np为偶数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

本发明采用多层同时激发技术，同时激发的多层定义为一组；多组采用交替激发的方式，每组激发之间的扰相梯度幅度彼此不同，并且相邻位置上的两组数据间的扰相梯度幅度区别尽量大，达到了消除层间干扰伪影的目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种减少中间层干扰伪影的方法，其特征在于，涉及磁共振成像序列设计和重建，步骤如下：

步骤S1：根据用户设置的扫描参数和同时激发的层数Np，重新计算实际的扫描设置参数，具体采用如下公式：

FOV_y'＝FOV_y×Np；

NEX'＝NEX/Np；

其中，

式中FOVy表示用户设置的相位编码方向观察野，FOVy’表示采用POMP技术时实际设置的相位编码方向观察野；NEX表示用户设置的累加次数，NEX’表示采用POMP技术时设置的累加次数；

步骤S2：根据层厚与层间距等参数，计算多层同时激发的射频波形脉冲；

步骤S3：利用生成的Np个脉冲波形，连续激发获得k空间中Np行数据，每采集到一次k空间数据后的等待时间，用来激发下一组(另外Np层)数据，即多层采集技术，组间的180度重聚射频脉冲两端的选层方向扰相梯度，采用不同的强度；

步骤S4：所有k空间数据采集完成后，对采集到的k空间数据进行傅里叶变换，获得的每幅图像由Np层图像组合而成，不同层在相位编码方向位置偏移不一样；

步骤S5：利用不同层在相位编码方向位置偏移不一样，进行图像裁剪组合；

所述步骤S2中，计算多层同时激发的射频波形脉冲的步骤如下：

步骤S201：选取一个基础的射频脉冲波形A(t)e^iωt,t∈[-0.5s,0.5s]，根据给出的层厚Δz、层间距dz，计算出层间的频率偏移量；

所述步骤S201之后的步骤如下：

步骤S202：计算所需的Np个射频脉冲波形；

所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，BW_1s是所基于的射频脉冲波形对应1s持续时间的带宽；

所述步骤S201中，计算采用如下公式：

其中，其中n表示一次激发中的第n层，f_m表示扫描时连续激发的第m个脉冲波形；

所述步骤S5中，采用如下步骤进行：

步骤S501：当Np为奇数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

步骤S502：当Np为偶数时，每组内第j层在相位编码方向的对应范围为：

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